Karaçayır ve Hallaçlar (Uşak) kaolinit yataklarının mineralojisi, jeokimyası ve izotopik karakterizasyonu ile kökenlerinin irdelenmesi
Mineralogy, geochemistry, isotopic characterisation and origin of the Karaçayir and Hallaçlar (Uşak) kaolinite deposits
Yazar: HÜLYA ERKOYUN
Danışman: PROF. DR. SELAHATTİN KADİR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mineraloji Petrografi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Hidrotermal alterasyon = Hydrothermal alteration ; Jeokimya = Geochemistry ; Kaolinit = Kaolinite ; Mineraloji = Mineralogy ; Uşak = Uşak ; İzotop analizi = Isotope analysis

Özet:
Karaçayır ve Hallaçlar kaolinit yatakları, Türkiye'nin batısındaki Uşak bölgesinde yer alan Orta Miyosen yaşlı Dikendere volkanitleri (riyolit ve andezit), Paleozoyik yaşlı muskovit şist, glokofan şist, talk şist, klorit şist ve Üst Miyosen yaşlı Karaboldere volkanitleri (dasit, andezit ve silisli kayaçlar) içinde oluşmuştur. Kaolenleşmeyle ile silisleşmenin ilişkisi, demir oksitleşme, pirit, kalkopirit ve jipsin bulunması volkanitlerde ve şistlerdeki hidrotermal alterasyonun faylar tarafından kontrol edildiğini göstermektedir. Kaolinit yataklarının merkezindeki baskın olan kaolinite kuvars, simektit, illit, alunit ve opal-CT eşlik etmekte, yanlara ve yukarı doğru simektit, illit, klorit ve Fe-oksit/hidroksit fazları (götit, lepidokrosit, hematit, pirit, kalkopirit, jarosit, jips/anhidrit) artmaktadır. Dokusal olarak riyolit, dasit ve andezitteki sanidin ve plajiyoklas, şistlerdeki muskovit, klorit ve feldispat mineralleri serisitleşmiş ve kaolenleşmiştir. Karaçayır ve Hallaçlarda SiO2/Al2O3 oranları sırasıyla 2.8-2.9 ve 1.04 ile 1.45 arasında değişmektedir. Karaçayır ve Hallaçlar kaolinit yataklarında Sr zenginleşmesi, Rb+Ba, Ti'nın tüketilmesi, ağır nadir toprak elementlerinin hafif nadir toprak elementlerine göre tüketilmesi ile negatif Eu anomalisi feldispat ve hornblendin hidrotermal sıvılarla fraksiyonlaşmasını göstermektedir. Karaçayır ve Hallaçlar kaolinitlerinin ? 18O ve ? D değerleri hipojen kökenli olduğu ve oluşum sıcaklıkları da ? 18O değerlerinden yararlanılarak sırasıyla 65.7-131.7°C, 134.1-183.4°C ve simektit için 68.7-148.9°C, 65.6°C, arasında tespit edilmiştir. Pirit, kaolkopirit ve jipsin negatif ? 34S değerleri hidrotermal aktivite sonucunda oluşumu yansıtmaktadır, bunu pirit-kalkopirit çiftinden hesaplanan izotopik denge sıcaklığı 80-125°C bunu desteklemekte ve sülfürün jeotermal sulardan geldiğini göstermektedir. Karaçayır ve Hallaçlar kaolinit yatakları, volkanitlerdeki feldispat, hornblend ve volkanik camın, şistlerdeki muskovit, klorit ve feldispatın epitermal alterasyonuyla asidik ortamsal koşullarda Miyosen volkanizması boyunca tektonik aktivitelerle kontrollü olarak oluşmuştur.

Abstract:
The Karaçayır and Hallaçlar kaolinite deposits of the Uşak Province (western Turkey) are hosted by Middle Miocene Dikendere volcanites (rhyolite and andesite), Paleozoic muscovite schist, glaucophane schist, talc schist, chlorite schist and Upper Miocene Karaboldere volcanites (dacite, andesite and siliceous materials). Association of kaolinization with silicification, Fe-oxidation, presence of pyrite, chalcopyrite and gypsum reveal that hydrothermal alteration processes in volcanites and schists controlled by faults. Thus, mineralogical zonation, such as the prevalent kaolinite is associated with quartz, smectite, illite, alunite, opal-CT in center of the kaolinite deposist, and relative increase of smectite, illite, chlorite, and Fe-oxide/-hydroxide and S-phases (goethite, lepidocrocite, hematite, pyrite, chalcopyrite, jarosite gypsum/anhydrite) outward and upward in these deposits, demonstrate that hydrothermal-alteration processes resulted in kaolinization. Texturally, sanidine and plagioclase crystals are sericitizied and kaolinized in rhyolite, dacite and andesite, muscovite, chlorite and feldspar in schists. The SiO2/Al2O3 ratio in Karaçayır and Hallaçlar is between 2.8-2.9 and 1.04-1.45, respectively. Enrichment of Sr and depletion of Rb+Ba, Ti, and HREE relative to LREE, with a distinct negative Eu anomaly, are responses to the fractionation of feldspar and hornblende by the hydrothermal fluid in Karaçayır and Hallaçlar kaolinite deposits. ? 18O ve ? D values of Karaçayır and Hallaçlar kaolinite reveal that hypogen origin and the formation temperatures of based on ? 18O values yielded 65.7 -131.7°C, 134.1-183.4°C and smectite 68.7-148.9°C, 65.6°C, respectively. The negative ? 34S values of pyrite, chalcopyrite and gypsum/anhydrite reflects formation under hydrothermal activity, this assumption is supported by pyrite-chalcopyrite pairs calculated isotope equilibrium temperature of 80-125°C and reflects formation from geothermal-water-derived sulphur. Thus, Karaçayır and Hallaçlar kaolinite deposit formed under acidic environmental conditions by epithermal alteration of feldspar, hornblende and volcanic glass in volcanites and muscovite, chlorite and feldspar in schists controlled by tectonic activities during Miocene volcanism.