Fuğlatepe ve civarındaki (Bursa-Orhaneli) krom yataklarının jeolojik, minerolojik ve kimyasal karakteristikleri
Geological, mineralogical and chemical characteristics of Fuglatepe (Bursa-Orhaneli) chrome ore
Yazar: KAMİL KAVAK
Danışman: PROF. DR. ALİ HAYDAR GÜLTEKİN ; PROF. DR. YÜKSEL ÖRGÜN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Krom = Chromium

Özet:
İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Bölümü Uygulamalı Jeoloji Anabilim Dalı' na yüksek lisans tezi olarak hazırlanmış bu çalışmada, Fuğlatepe ve civarında (Bursa-Orhaneli) dünit ve yer yer piroksenit birimleri içerisinde yer alan krom yataklarının jeolojik, minerolojik ve jeokimyasal özellikleri incelenmiştir.Çalışma kapsamında, öncelikle sahanın jeolojik yapısını tanımlamak ve jeoloji haritasını oluşturmak üzere arazi çalışması yapılmış, bu sırada kayaçların mineralojik ve jeokimyasal özelliklerini tanımlamak için gerekli numuneler alınmıştır.Proje sahası, Bursa' nın Orhaneli ilçesinin kuzeybatısında yeralan Fuğlatepe ve civarında bulunan faal krom ocaklarını kapsamaktadır. Çalışma alanındaki litolojik birimler başlıca, yüksek basınç ? düşük sıcaklık koşullarında metamorfizmaya maruz kalmış Paleozoyik ? Mesozoyik yaşlı metamorfik kayalar, Üst Kretase ? Paleosen yaşlı ultrabazik ? bazik kayalar, Orta Eosen yaşlı Topuk granitoyidik sokulumu, Neojen yaşlı tortul birim şeklinde sıralanmaktadır.Ülkemizin önemli krom sahalarından biri olan Orhaneli bölgesinde halen düşük tenörlü krom cevherleri üretilmekte olup, ocaklardaki ortalama işletme tenörü %5 - %7 arasında değişmektedir. Sahadaki kromit cevheri çoğunlukla Üst Kretase ? Paleosen yaşlı dünit birimi içinde bulunmaktadır.Ultrabazik birimlerden alınan kayaç örneklerinden hazırlanan ince kesitler, kayaçların dokusal özelliklerini, minerolojik bileşimlerini ve alterasyon olaylarını tanımlamak amacıyla polarizan mikroskopta incelenmiştir. Mikroskop çalışmaları sonucunda ultrabaziklerin minerolojik bileşiminin % 90'dan fazla miktarda olivinlerden oluştuğu görülmüştür. Olivinlerin yoğun bir şekilde serpantinleşmeye maruz kaldığı tespit edilmiştir. Olivin mineralleri genellikle küçük boyutlarda ve kırıklı çatlaklı bir yapı sergilemiş olmakla birlikte, nadiren de olsa iri kristaller şeklinde oldukları gözlenmiştir. Olivinlere az da olsa iri kristal boyutlu piroksen mineralleri ve opak minerallerin (kromit, manyetit) eşlik ettiği görülmüştür. Hazırlanan parlak kesitler ise üstten aydınlatmalı cevher mikroskobisinde incelenmiştir. Cevher mikroskobisi çalışmalarında kromit kristallerinin kırıklı ? çatlaklı, özşekilsiz ve yuvarlağımsı bir şekilde olduğu gözlemlenmiştir. Kromit kristallerinin boyut aralığının ise 0,001 mm ? 1,43 mm arasında değiştiği tespit edilmiştir. Kromit kristallerine az da olsa manyetit, pirit ve kalkopirit gibi cevher minerallerinin eşlik ettiği tespit edilmiştir.Ultrabazik kayaçların kimyasal özelliklerini belirlemek amacı ile ACME (Kanada) Laboratuarları'nda tüm kaya analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre ultrabaziklerin karakterini belirleyen SiO2 içeriği dünit örneklerinde % 41,04 - %41,82 arasında, serpantinleşmeye uğramış dünitlerde % 36,21 - % 39,35 arasında, gabro dayklarda % 48,04 - % 51,72 arasında değişmektedir. Piroksenit damarı örneğinde ise % 49,01 değerindedir. Bununla birlikte dünitlerin Al2O3 ve CaO içeriklerinin düşük olduğu, buna karşılık piroksenit damarı ve gabro daykların Al2O3 ve CaO içeriklerinin daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.Kromit kristallerinin mineral kimyası özelliklerini belirlemek amacıyla TÜBİTAK-MAM Elektron Mikro-Prob Laboratuarları' nda 10 adet parlak kesit yüzeyinde seçilen 17 noktada mikro ? prob analizleri yapılmıştır. Elektron ? mikro prob analiz sonuçlarına göre kromitler Cr2O3 açısından zengin olup, Cr2O3 değerleri % 32,5 ? % 61,13 arasında değişmektedir. Kromit kristallerinin Cr# - Mg# ve Cr2O3 değerleri hesaplanıp diyagramlara aktarılmıştır. Bu değerlerin, diyagramlarda ideal podiform alana düşmesi, Fuğlatepe kromitlerinin Alpin tip peridotitler grubuna girmekte olup podiform özellik gösterdiğini ifade etmiştir.Elde edilen tüm bu veriler değerlendirildiğinde Fuğlatepe kromitlerinin Cr2O3 açısından zengin olduğu, Fuğlatepe kromitlerinin Alpin tip peridotitler grubuna girmekte olup podiform özellik gösterdiği, kromit kristallerinin oldukça küçük boyutlarda olmasının, fabrikada meydana gelen üretim kayıplarının temel nedeni olabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study which has been prepared as a master thesis to department of Applied Geology of Geological Engineering - Istanbul Technical University, the geological, mineralogical and geochemical characteristics of chrome ore, which is located in Fuglatepe ( Orhaneli, Bursa ) and developed within near by dunite and locally pyroxsenite units, were examined.According to the scope of work, firstly a site study shall be done in order to define the geological structure of the field and generate a geological map. Meanwhile, representative samples shall be collected on the field to examine both mineralogical and geochemical characteristics of existing rock units.Project area comprises of active chrome ores which are located along the northwest of Orhaneli town (Fuğlatepe Bursa) and near by region. The lithological units existing in the study area are basicly listed as metamorphic rocks of Pelaosoic-Mesozoic age which were subjected to high pressure ? low temperature conditions, ultrabasic and basic rocks of Cretaceous- Pelaocene age, Topuk Granitoyidic intrusion of Mid-Eosen age and Neogene sediments.In Orhaneli region, one of the significant chrome areas in Turkey, chrome ore which is of low tenor is currently being processed and the average of process tenor in the quarry varies between 5% and 7%. The chrome ore in the study area is predominantly located within the dunite unit of Upper Cretaceous- Pelaocene age.In this study, the thin sections prepared from the ultrabasic samples are examined in polarizan microscope in order to determine the texture properties, mineralogical compositions and explain alterations. Olivines are the dominant minerals in thin sections. It is determined that olivines are subjected to the serpentinized. Most of olivines are generally little in size and show fissured fracture. Low amount of coarse-grained pyroxenite minerals and opaque minerals (chromite, magnetite) were shown near olivine minerals.Ore microscope studies were carried out on polished surfaces to define the structure of chromite crytals. Chromites are observed in form of crystals and in a manner of broken and shattered structure, anhedral and rounded shape. It is determined that dimensions of chromite crystals vary between 0,001 ? 1,43 mm. Chromite crystals are accompanied by less magnetite, pyrite and chalcopyrite minerals.Whole rock analyses were carried out in order to define the chemical characteristics of ultrabasic rocks in ACME (Canada) Laboratories. According to the analysis results, SiO2 content which determine the characteristics of ultrabasic rocks, changes between % 41,04 - % 41,82 in dunites, % 36,21 - % 39,35 in dunites which are subjected to serpentinized, % 48,04 - % 51,72 in gabbro dikes. SiO2 content is % 49,01 in pyroxenite vein. Al2O3 ve CaO contents of dunites were determined to have a low value. On the other hand, Al2O3 ve CaO contents of pyroxenite vein and gabbro dikes were determined to have a higher value.Micro - prob analysis were carried out in 17 point on the polished surfaces which are prepared from 10 nos rocks to determine the mineral chemistry of chromite crytals in TÜBİTAK-MAM Elektron Mikro-Prob Laboratories. According to the results, Cr2O3 contents of chromites are higher. Cr# - Mg# ve Cr2O3 values of chromite crystals were calculated and were shown on the diagrams. According to the diagrams, Fuğlatepe chromites are the member of Alpin-type peridotites and shows podiform properties.In the scope of work, it is determined that Cr2O3 contents of Fuğlatepe chromites show enrichment and it is evaluated that Fuğlatepe chromites are the member of Alpin-type peridotites and shows podiform properties. In addition, it is discussed that having very low size range may be the main reason of the production losses during the enrichment of chrome ores.