Dinek (Şarkikaraağaç-Isparta) bölgesindeki barit cevherinin ve yan kayaçlarının mineralojik ve jeokimyasal özellikleri
Mineralogical and geochemical properties of barite ore and host rocks of in the Dinek region, Sarkikaraagac-Isparta
Yazar: AHMET SEMİH DENİZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OYA CENGİZ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Barit = Barite

Özet:
Bu çalışmada, Dinek (Şarkikaraağaç-Isparta) bölgesindeki Başkoyak, Kuyucak, Kıpçak, Tumba, Aslı ve Akdağ lokasyonlarındaki barit cevherleşmesinin ve kalkşist ve muskovit-kuvars şist yan kayaçlarının mineralojik ve jeokimyasal özelikleri ayrıntılı incelenmiştir. Bu kayaçlar, Orta Toroslar'da Sultandağ Masifindeki Geyikdağı Birliği içerisinde yer almaktadır. İnceleme alanındaki barit cevherleşmesinin kalkşist ve muskovit-kuvars şist yankayaçları Kambriyen-Devoniyen yaş aralığındadır. Barit cevheri, bu kayaçların içerisinde stratiform, damar ve mercek şekillerinde yer alır. 

İncelenen barit numunelerinde, barit yer yer porfiroblastik dokulu, yer yer mozayik dokulu, bireysel taneli ve özşekilli-yarı özşekilli - özşekilsiz küçük taneler şeklinde olmak üzere iki evreli olarak gözlenir. Barit üzerindeki polisentetik ikizlenmeler, yönlenmeler, dalgalı yanma sönme, kataklastik doku, milonitleşme ve breşleşme cevherleşmenin tektonizmanın etkisinde kaldığının bir göstergesidir.

Çalışma sahasındaki barit cevherleşmesinin yan kayaçlarını oluşturan kalkşistler genellikle sparlaşmış kalsit, muskovit ve serizit içerir. Kalkşist içerisinde birincil kalsitler barit yerleşiminden önce gelişmiş yarı özşekilli ve özşekilsiz kristaller şeklinde, ikincil kalsitlerde bariti kesen damarlar olarak bulunur. Kalkşist içerisinde yönlenmeli muskovit, silis damarları, özşekilli opak mineral (pirit) taneleri, siderit zonlanması, yer yer limonitleşme gözlenir. Limonitleşme genellikle opak mineral kristallerinin kenarları boyunca, daha az olarak da gelişigüzel şekilde, silisleşme yer yer breşik yapıda, daha yoğun olarak da farklı yönlerde gelişen kırık ve çatlakları dolduran silisifiye eriyikler şeklindedir. Bunun yanında, kalkşistler içerisinde sparkalsitler ve küçük kristalli baritlerde izlenir. Dilinimli sparkalsit damarında breşik ve tarak yapılı kuvars taneleri, genellikle yarı özşekilli ve özşekilsiz yer yer de breşik baritler mevcuttur. 

Şistler genellikle muskovit, kuvars, serizit, daha az olarak da kalsit, barit, opak mineral taneleri içerir. Muskovit-serizit şist ile kontağındaki karbonatlı kayaç sınırındaki boşluğa, değişen kalınlıklara sahip kıvrılmış ve bükülmüş kuvars merceği yerleşmiştir. Kuvarslar genellikle breşik ve tarak yapısı göstermektedir. Kuvars damarlarını kesen ve atıma uğratan farklı yönlerde gelişen ağsal kırıkların içerisine yerleşen demiroksit getirimleri ve limonitleşme mevcuttur. Özşekilli, yarı özşekilli ve özşekilsiz opak mineral taneleri, genellikle silisifiye alanda gelişigüzel dağılmış, daha az da sparkalsitler içerisinde gözlenir. 

İnceleme alanındaki barit numunelerinin ana oksit içerikleri; SiO2 % 0,01-13,12, CaO % 0,01-6,55, Fe2O3 % 0,01-0,48 arasında değişmektedir. Yüksek SiO2 ve CaO içeren baritlerde bu değerler kuvars ve kalsitin bileşiminden kaynaklanmaktadır. Çalışma sahasındaki baritin kimyasal bileşimini oluşturan Ba % 50,28-58,80 arasında, Sr 4759-17225 ppm arasında değişmektedir. Barit numunelerindeki Cu, Pb, Zn, As iz elementleri, genellikle düşük değerlerde sadece birkaç numunede yüksek değerler (Cu: 46,7 ve 24,5 ppm; Pb: 251 ppm) sunmuştur. Yüksek bakır ve kurşun değerleri olasılıkla kalkopirit ve galenden kaynaklanmaktadır. 

Çalışma sahasındaki baritin yan kayaçlarından alınan numunelerin ana oksit içerikleri; kalkşist için SiO2 % 24,30-28,23, CaO, % 33,70-39,32, Al2O3 % 2,11-6,39, Na2O % 0,85-1,73, Fe2O3 % 0,44-1,64, K2O %0,23-1,57 olarak tespit edilmiştir. Şist için SiO2 % 54,00-68,95, Al2O3 % 5,05-24,72, CaO % 0,31-16,95, Fe2O3, % 1,30-8,37, K2O % 1,15-8,31, MnO % 0,01-3,12, MgO % 0,15-2,06 içeriğine sahiptir. BaO ve Sr içerikleri, sırasıyla kalkşist için % 0,08-3,59, % 0,002-0,58, şist için % 0,37-4,19, % 0,002-0,05 değerlerindedir. 

Kalkşist ve şistlerde muskovit, serizit, sparlaşmış kalsit, kuvars ve silisleşme gözlenir. Şist ve kalkşist numunelerinde gözlenen yüksek Al2O3 ve K2O değerleri, muskovit ve serizitin bileşiminden, yüksek Fe2O3 değerleri opak mineral, limonitleşme ve siderit zonlanmalarından gelmektedir. Bunun yanında, yüksek CaO değerlerinin sparkalsitlerden, SiO2 değerlerinin de kuvars ve silisleşmeden kaynaklandığı şeklinde yorumlanmaktadır.

Abstract:
In this study, the mineralogical and geochemical properties of the carbonate host rocks of barite deposits and calcschist-schist host rocks at Başkoyak, Kuyucak, Kıpçak, Tumba, Aslı and Akdağ locations Dinek (Şarkikaraağaç-Isparta) region were investigated in detail. These rocks are located within Geyikdağı Union of the Sultandağ Massif in the Central Taurides. The calcschist and muscovite-quartz-sericite-schist host rocks of barite mineralization in the study area are belong to the Cambrian-Devonian age period. Barite ore is found in stratiform, vein and lens deposition styles within these rocks.

The barite has two phases as individual coarse grained and small grains. It has porphyroblastic textured and is observed as euhedral-subhedral-anhedral small crystals. Polysynthetic twinning, orientation, undulating burning and brecciation on the barite crystals indicate that the mineralization is subjected to tectonism.

According to optical observations, the calcschist host rocks, which include the barite mineralization in the study area, usually contain sparlated calcite, muscovite and sericite. Primary calcites within limestone are observed as subhedral and anhedral crystals before the barite settlement, and secondary calcites are observed as the veins cutting the barite. Calcschist contains orientated muscovite, silica veins, sparlated calcite, small crystalline barite and euhedral opaque mineral (pyrite) grains, and also shows siderite zonation, limonitization in place. Limonitization is generally seen along the edges of opaque mineral crystals, and is seen less randomly in cracks in calcschists. Silicification is often observed as that fill fractions and cracks having different directions, and also, it has a brecciaed structure. Besides, sparlated calcites and small crystalline barites are also observed in calcschists. There are quartz crystals, showing the brecciated and comb structure, in the cleavage and sparlated calcite vein. Also, barite grains are generally subhedral-anhedral forms, and show a brecciated structure.

Schists generally contain muscovite, quartz, and sericite as well as calcite, barite, and opaque mineral grains. A curved and twisted quartz lens with different thicknesses is located in the cavity on the border of the carbonate rock in the contact with the muscovite-sericite schist. The quartz generally shows brecciated and combed structure. There are iron oxide formations and limonitization that settle into the stockverk fractures that develop in different directions that cut quartz veins. The euhedral, subhedral and anhedral opaque mineral grains are commonly observed in randomly scattered in the silicified area and the grains are less shown in the sparlated calcites.

The major oxide contents of barite samples in the study area vary between 0,01-13,12% SiO2, 0,01-6,55% CaO and 0,01-0,48% Fe2O3.  The high SiO2 and CaO values in the barite samples are resulted from the mineral composition of quartz and calcite in these samples. Barium and strontium in chemical composition of the barite ranged between 50.28 to 58.80%, 4759 to 17225 ppm, respectively. The Cu, Pb, Zn, As trace elements in the barite samples generally give low values and present high values in only a few samples (Cu: 46.7 and 24.5 ppm; Pb: 251 ppm). High copper and lead values in barite samples are probably sourced from chalcopyrite and galena.

In the study area, the major oxide contents of hostrock samples were the following as for calcschist 24,30-28,23% SiO2, 33,70-39,32% CaO, 2,11-6,39% Al2O3, 0,85-1,73% Na2O, 0,44-1,64% Fe2O3, 0,23-1,57% K2O, and for schist 54,00-68,95% SiO2, 5,05-24,72% Al2O3, 0,31-16,95% CaO, 1,30-8,37% Fe2O3, 1,15-8,31% K2O, 0,01-3,12% MnO, 0,15-2,06% MgO. BaO and Sr contents were 0.08-3.59% and 0.002-0.58% for calcschist, 0.37-4.19% and 0.002-0.05% for schist, respectively.

Muscovite, sericite, calcite, quartz and silicification are observed in the calcschist and schist. It can be said that the high value of Al2O3 and K2O come from the composition of muscovite-sericite and that the high value of Fe2O3 come from opaque minerals, limonitization and siderite zonations. Besides, it is indicated that high CaO values resulted from spar calcite and high SiO2 values resulted from quartz and silicification.