Karaçat Demir Yatağı (Mansurlu Havzası, Adana) ve doğusunda  
yer alan demir yatakları ve zuhurlarının jeolojisi
Geology of the karaçat iron deposit (Mansurlu Basin, Adana) and iron deposits and ocurrences in its eastern part
Yazar: DENİZ TİRİNGA
Danışman: PROF. DR. TANER ÜNLÜ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Adana = Adana

Özet:
Mansurlu Havzasını Karaçat Demir Yatağı'nı içine alacak şekilde yaklaşık K-G doğrultulu hayali bir çizgi ile ayırdığımızda çizginin doğusunda kalan birçok demir yatak ve zuhuru çalışmanın konusunu oluşturmaktadır. Bu alan Türkiye Tektonik Birliklerinden Torit-Anatolit Birliği içerisinde kalmakta olup Geyikdağı birliğine özgü; Emirgazi formasyonu (Geç Proterozoyik), Koçyazı formasyonu (Erken Kambriyen), Zabuk formasyonu (Erken Kambriyen), Değirmentaş formasyonu (Orta Kambriyen) ve Armutludere formasyonu (Ordovisiyen) litolojilerine ait yüzlekler barındırmaktadır. Koçyazı formasyonu, Batı Toroslar'dan deneştirme yoluyla alınarak bölge içinde ilk defa bu çalışma kapsamında tanımlanarak özgünlük kazanmıştır.

Çalışma alanı içerisindeki yatak ve zuhurların tamamında hematit-götit-limonit, siderit, manyetit ve spekülaritten oluşan cevherlerin yan kayaçlarla tektonik ilişkili olduğu gözlenmiştir. En yaygın bulunan cevher minerali hematit-götitlerin kökenlerini aydınlatmak amacıyla farklı yatak ve zuhurlardan alınan örnekler üzerinde cevher mikroskobisi, detay kil, SEM, TG/DTA ve jeokimyasal analizler ile jeoistatistiksel çalışmalar yapılmıştır. Cevher mikroskobisi çalışmalarında, hematit örneklerinde karbonatlara ait rombohedral pseudomorflar gözlenmiştir. SEM analizlerinde, bu pseudomorflarda siderit kimyasına uygun Ca, Fe, Mn, Mg, S, K, Al ve Si elementleri belirlenmiştir. Detay kil analizlerinde, sedimanter demir yataklarının belirteçlerinden demirce zengin killeri temsil eden şamozit mineralinin varlığı ortaya çıkarılmıştır. Hematit ve sideritlere ait örneklerin jeokimyasal açıdan karşılaştırılmaları için çizdirilen normalize edilmiş major oksit ve kondrit alan diyagramlarında büyük ölçüde örtüştükleri gözlenmektedir. Jeoistatistik faktör ve cluster analizlerinde demir elementinin kökensel açıdan bazik kayaçların bünyelerinde yer alan elementlerle birlikte hareket etme davranışı gösterdiği belirlenmiştir. Tüm bu değerlendirmelere göre cevherlerin bazik kayaçlarla ilişkili olduğu ve siderit dönüşüm ürünlerini temsil ettikleri ortaya konulmuştur.

Erken Kambriyen'de bimodal bir volkanizmanın ve bu tip volkanizmanın işaret ettiği yay gerisinde açılmış bir rift havzasının varlığı, öncel dönemde yapılmış çalışmalarda tartışılmıştır. Çalışma alanındaki demir cevherleşmeleri mineralojik, petrografik, jeokimyasal ve jeoistatistik verilere dayanılarak Erken Kambriyen'de oluşmuş bir rift ortamının ürünleri olarak değerlendirilmektedir. Bimodal volkanizmanın varlığı nedeniyle havzadaki cevherleşmelerin oluşumunda magmatizmanın etkin rol oynadığı ve dolayısıyla cevherleşmeleri volkanik sinsedimanter ve/veya eksalatif sinsedimanter olarak değerlendirmenin yanlış olmayacağı burada değerlendirilmektedir. Bir diğer olasılık cevherlerin kaynağı olan metallerin karadan havzaya taşınarak kimyasal sedimantasyonla çökelmiş olabileceğidir. Çalışma sahasındaki demir cevherleşmeleri benzer volkanizma özelliklerinin gözlenmesi nedeniyle dünyadan Batı-Orta Almanya'daki Lahn-Dill, Romanya'daki Zamora, Bosna-Hersek'teki Vares, Orta İran'daki Zarigan-Chahmir, ülkemizden ise Deveci Demir Yatağı ile karşılaştırılabilir. BIF'lerin "Algoma Tip" olarak adlandırılan eksalatif sedimanter demir yataklarının metamorfizmaya uğramış türlerinin de çalışma sahasındaki cevherleşmelerle benzer özellikler sergilediği söylenebilir.

Abstract:
The subject of the study is focused on the iron deposits and occurrences that are located in the Karaçat iron deposits in the Mansurlu Basin cut by the imaginary line throughout N-S trend. This area represents rock units of Tauride-Anatolide Terrane and is composed of Emirgazi formation (Late Proterozoic), Koçyazı formation (Early Cambrian), Zabuk formation (Early Cambrian), Değirmentaş formation (Middle Cambrian) and Armutludere formation (Ordovician) that are characteristic rocks of the Geyikdağı tectonic unit. In this study, the geological features of the Early Cambrian Koçyazı formation has been firstly described in detail in the Eastern Taurides by correlation of the equivalent units in the western Taurides.

The hematite-goethite-limonite, siderite, magnetite and specularite mineralizations in all iron related-deposits in the studied area show the tectonic-controlled host rock distributions. To determine the source characteristics of the hematite-goethite, ore mineralogy, clay mineralogy, SEM, TG/DTA, geochemical analyses and geostatical studies are conducted on the different parts of the mineralization in the studied area. Rhombohedral pseudomorphs of the carbonates within the hematite mineralization were observed by the ore microscopy studies. Ca, Fe, Mn, Mg, S, K, Al and Si elements representing siderite chemistry were determined on the rhombohedral pseudomorphs of the carbonates by SEM analyses. The chamosite mineral as a marked clay minerals representing the sedimentary iron rich deposits was determined in the detail clay analyses. The chondrite normalized by average of trace and REE patterns of the hematite and siderite mineralizations resemble to each other on the multi-element diagrams. The source characteristic of the iron elements in the mineralization geochemically displays similar patterns with the major elements of the basic rocks in the analyses of the geostatical factor and cluster. The analyses indicate that mineralization in the studied area were associated with the basic rocks and represent the recycling products of the siderite mineral.

The previous studies indicate that the bimodal volcanism was occurred in a back arc basin as a product of a rift environment during the Early Cambrian. Iron mineralization in the studied area was evaluated as a product of the rift environment during the Early Cambrian by using their mineralogical, petrographical, and geochemical and geostatical data. The iron mineralization in the studied area might have been product of the volcanic synsedimantary and/or exhalative synsedimantary due to the bimodal magmatism formed in the back-arc basin during the Early Cambrian. However, another possibility for the source of the iron mineralization might have been transported from landmass, deposited and precipitated in the basin by chemical sedimentation. The iron mineralizations in the study area can be compared with the equivalent mineralizations observed in Lahn-Dill in the West-Central Germany, Zamora in Romania, Vares in Bosnia and Herzogovina, Zarigan-Chahmir in Iran and Deveci iron deposits (Turkey). In addition, the metamorphosed type of exhalative sedimentary iron deposits, named as "Algoma Type" of BIF's have the similar characteristics with mineralization in the study area.