Çarıksaraylar ile Kozluçay (Şarkikaraağaç-Isparta) arasındaki boksitlerin NTE'leri ve oluşum şartları
Ree and formation conditions of bauxites between Çarıksaraylar and Kozluçay (Şarkikaraağaç-Isparta)
Yazar: YEŞİM BOZKIR
Danışman: PROF. DR. AHMET AYHAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Sultandağları'nın güneydoğusunda yer alan inceleme alanı, Isparta ?li'nin 50km kuzeydoğusunda olup, yaklasık olarak 80 km2'lik bir alanı kapsamaktadır.Yörede, Kambriyen-Miyosen zaman aralığında olusmus mağmatik,metamorfik ve sedimanter kayaçlar yüzeylemektedir. Kristalize dolomitler, yumrulukireçtasları, dolomitik kireçtasları ve dolomitler ile temsil edilen Alt-Orta Kambriyenyaslı Çaltepe Formasyonu inceleme alanının tabanını olusturmaktadır. Bu birimüzerine, metakumtası ve kuvarsit ara seviyeli metapelitik kayaçlardan olusan ÜstKambriyen-Alt Ordovisiyen yaslı Seydisehir Formasyonu gelmektedir. Dolomit,dolomitik kireçtası ve kireçtaslarından olusan Üst Jura yaslı Mezardere formasyonualtta bulunan metamorfik temele ait kayaçları açısal uyumsuzlukla örtmektedir. Bubirim, volkanitler ile bu volkanitlere ait ayrısma ürünlerini olusturan saprolit veboksit zonlarını da kapsayan Üst Jura yaslı ?slikayatepe volkanitleri tarafındanbosluklu bir uyumsuzlukla takip edilmektedir. Yer yer dolomitik seviyeler de içerenaçık gri ve gri renkli kireçtaslarından olusan Üst Jura (Titoniyen) ? Üst Kretase(Koniasiyen- Senomaniyen) yaslı Aktassırtı formasyonu, ?slikayatepe volkanitleriüzerine transgresif olarak gelmektedir. Tüm bu birimleri, kırmızımsı-sarımsı, kremve turuncu renklerde, kötü boylanmalı çakıltası, çamurtası, kiltası ve kumtası ilekumlu kireçtası ara katkılardan olusan Miyosen yaslı Bağkonak formasyonu veKuvaterner-güncel yaslı alüvyonlar açısal uyumsuzluklarla örtmektedir.Varistik ve Alpin orojenezlerinden etkilenen yöre, önce kıvrımlanmıs,ardından hafif bir metamorfizma geçirmis ve nihayet, bindirme tektoniği etkisindekalmıstır. Yöre bugünkü morfolojisini Alpin orojenezine bağlı neotektonikhareketlerle olusan blok faylanmalar ve erozyon sürecine karsı farklı direnç gösterenlitolojiler sayesinde kazanmıstır.?slikayatepe volkanitleri içerisinde 2 veya 3 otokton boksit seviyesibulunmaktadır. Genellikle KB-GD doğrultulu olarak uzanan baslıca boksit zuhurları;Kısla Tepe, Muratbağı, ?slikaya Tepe, Ortatas Tepe, Üçkardesler Tepe, HatıbınağılTepe ve Kızıl Tepe civarlarında gözlenmektedir. Bunlardan Muratbağı, Üçkardesler -Hatıbınağıl Tepe ve Kısla Tepe zuhurları ayrıntılı olarak incelenmistir.Boksitlerin mineralojik bilesiminde; diyaspor, hematit, böhmit, kaolinit,saponit, nontronit ve anataz bulunmaktadır. Bölgedeki boksit numunelerininkimyasal analizlerinde ortalama Al2O3 % 46.88, Fe2O3 % 26.06, SiO2 % 8.08, TiO2 %5.35, MgO % 0.62 ve CaO % 0.85, toplam nadir toprak elementleri (TNTE) ise109.86 ppm'dir. Ce, 34.06 ppm ortalama ile en çok bulunan NTE olup, bunu 39.34ppm ile Y, 26.08 ppm ile La ve 21.23 ppm ile Nd izlemektedir. Hafif Nadir ToprakElementleri (HNTE)/(La-Sm) ise Ağır Nadir Toprak Elementleri (ANTE)/(Gd-Lu)'nin yaklasık 5 katı kadardır.Boksitler içerisindeki HNTE ((La/Sm)N=4.84) zenginlesmesi, ANTE'ye((Gd/Yb)N= 2.66) oranla daha fazladır ((La/Lu)N=20.51). Kondritlere göre normalizeedilen boksitlerin NTE değerleri, ortalama 33.65 kat zenginlesmistir.?ncelenen boksitler; kondritlere göre yaklasık 25, tüm dünyaya göre 17,primitif mantoya göre 11, peridotite göre 8.5 ve okyanus ortası sırtı bazaltına(MORB) göre yaklasık 2 kat daha fazla NTE içermektedir.Boksitler içerisindeki NTE, Sc ve Y atom yarıçapı benzeyen Al, Fe ve Ti ilebirlikte yerinde kalarak nisbi bir zenginlesme göstermistir. Yarı ayrısmısvolkanitlerdeki 177.69 ppm NTE miktarı, boksitlere dönüsümde 109.86 ppm'edüsmüstür. Bu durum, Fe ve Al miktarlarının artısına bağlı olarak NTE'lerin kısmenazaldığını göstermektedir.Boksitler, mevcut bilesimlerine göre; ?lateritik demirli boksit?, doğrudan anakayacın üzerinde olusması nedeniyle de ?otokton boksit? grubuna dahildir.Boksitlerin ana kayaç (volkanit) üzerinde ve çoğunlukla ona uyumlu olarakuzanması; lateritlesme süreci sırasında morfolojinin düz olduğuna isaret etmektedir.Lateritik boksitlerin gelisimi, Geç Jura'nın tropik iklim sartlarında gerçeklesmistir.Aynı dönemde ortamın yükselerek karasallasması ve ?slikayatepe volkanitlerininçoğunlukla karasal volkanizma özelliklerine sahip olması, bu kayaçlarınvolkanizmanın duraksadığı dönemde lateritik ayrısmaya uğradığını göstermektedir.Zuhurlar, olusum sonrasında çok sayıdaki doğrultu ve eğim atımlı faylardanetkilenmislerdir.Anahtar Kelimeler: Nadir Toprak Elementleri (NTE), volkanit, laterit, demirliboksit, otokton boksit, Sarkikararağaç.

Abstract:
The study area is located at southeastern part of Sultandağları, which includesoutcrops of magmatic, metamorphic and sedimantary rocks from Cambrian toMiocene and, is about 50 km to the northeast of Isparta and, covers an area of 80km2.Based on lithologic and chronostratigraphic characteristics, seven formationswere identified. These are: The Çaltepe Formation (Lower to Middle Cambrian inage and crystallized dolomites, nodular limestone, dolomitic limestones, dolomites inlithology); The Seydisehir Formation (Upper Cambrian to Lower Ordovician in ageand metasandstone, quartzite in lithology); The Mezardere formation (Upper Jurassicin age and dolomites, dolomitic limestones and limestones in lithology); The?slikayatepe volcanites (Upper Jurassic in age and volcanites, partly weatheredvolcanites and bauxites in lithology); The Aktassırtı limestones (Upper Jurassic toUpper Cretaceous in age and limestone including dolomitic levels in lithology); TheBağkonak formation (Miocene in age and conglomerate, sandstone, mudstone, andclaystone in lithology) and alluvium.The study area was subjected to the Varistic and Alpine orogenic activities,first was folded, then, undergone slight metamorphism and finally influenced bytectonism. The studied area gained its present morphology by block faultings throughneotectonic movements related with the Alpine orogeny and by lithologies havingdifferent resistance the weathering processes.There are 2 or 3 autochthonous bauxite levels within the ?slikayatepevolcanites. These lateritic bauxite occurrences aligned generally in NW-SE directionwere observed around Kısla Tepe, Muratbağı, ?slikaya Tepe, Ortatas Tepe,Üçkardesler Tepe, Hatıbınağıl Tepe ve Kızıl Tepe. In this study, 3 of them(Muratbağı, Üçkardesler-Hatıbınağıl Tepe ve Kısla Tepe) were investigated in detail.The mineralogical composition of bauxites is represented by diaspore,hematite, bohmite, kaolinite, saponite, nontronite and anatase. The results ofchemical analysis of bauxite samples in average are as follow; Al2O3 % 46.88, Fe2O3% 26.06, SiO2 % 8.08, TiO2 % 5.35, MgO % 0.62 ve CaO % 0.85, total REE 109.86ppm. Ce which is the most abundant element in REE with an average 34.06 ppm, isfollowed by Y (39.34 ppm), La (26.08 ppm) and Nd (21.23 ppm). Light rare earthelements (LREE) (La-Sm) were enriched five times as much as heavy rare earthelements (HREE) (Gd-Lu).The enrichment ratio of LREE ((La/Sm)N=4.84) is higher than this of HREE((Gd/Yb)N= 2.66). REE values of chondrite normalized bauxites are enriched 33.65times in average.The bauxites in the study area comprises REE 25 times as high as these inchondrites, 17 times as high as these in the world, 11 times as much as these inprimitive mantle, 8.5 times as high as these in peridodites, and 2 times as high asthese in Middle Ocean Ridge Basalts (MORB).REE in bauxites was relatively enriched by staying in-situ with Al, Fe and Ti,which have similar atomic radius, 177.69 ppm REE content of partly weatheredvolcanites dropped to 109.86 ppm in bauxite transition. This indicates that theamount of REE was partialy decreased depending on increases in Fe and Alelements.Bauxites were classified as ?autochthonaus lateritic ferruginous bauxites?according to their present composition and geological settings.Having laid on source rock (volcanites) and being comfortable with it pointthat the morphology was flate during laterization processes. The formation oflateritic bauxite took place under tropical climatic condition of the Late Jurassic time.At the same time the area was raised and became terrestrial. The ?slikayatepevolcanites mainly show characteristics of terrestrial volcanism. All of these impliesthat the volcanic rock were subjected to the laterization when the volcanic activitieswere siezed. Bauxite occurences were affected by many normal and strike faults.Key Words: Rare Earth Elements (REE), volcanite, laterite, ferruginousbauxite, autochthonaus bauxite, Sarkikaraağaç.