Skarn

Skarnlar veya taktitler, metasomatizma adı verilen bir süreçle oluşan sert, iri taneli metamorfik kayalardır. Skarnlar, kalk-silikat mineralleri olarak da adlandırılan kalsiyum-magnezyum-demir-manganez-alüminyum silikat mineralleri bakımından zengin olma eğilimindedir. Bu mineraller, hidrotermal akışkanlar magmatik veya tortul kökenli bir protolit ile etkileşime girdiğinde meydana gelen değişimin bir sonucu olarak oluşur. Çoğu durumda, skarnlar, dolomit veya kireç taşından oluşan bir karbonat tabakasına giren faylar veya kayma bölgelerinde ve çevresinde bulunan granitik bir plütonun girmesiyle ilişkilidir. Skarnlar bölgesel veya kontakt metamorfizmasına göre oluşabilir ve bu nedenle nispeten yüksek sıcaklık ortamlarında oluşabilir. Metasomatik süreçlerle ilişkili hidrotermal akışkanlar, magmatik, metamorfik, meteorik, denizel veya hatta bunların bir karışımından kaynaklanabilir.
Ortaya çıkan skarn, hem hidrotermal akışkanın orijinal bileşimine hem de protolitin orijinal bileşimine büyük ölçüde bağlı olan çeşitli farklı minerallerden oluşabilir.
Bir skarn, kar için çıkarılabilecek önemli miktarda cevher mineralizasyonuna sahipse, skarn yatağı olarak sınıflandırılabilir.
Etimoloji
Skarn, İsveç'in Persberg madencilik bölgesindeki Paleoproterozoyik yaşlı kireç taşlarının yerini alan demir cevheri içeren sülfit yataklarıyla ilişkili bir tür silikat gang veya atık kayayı tanımlamak için kullanılan eski bir İsveç madencilik terimidir.
Malzemeler
kalsiyum silikatlar
magnezyum silikatlar
demir silikatlar (granat, piroksen)
Petroloji
Skarnlar kalsiyum-demir-magnezyum-manganez-alüminyum silikat minerallerinden oluşur. Skarn yatakları, kalay, tungsten, manganez, bakır, altın, çinko, kurşun, nikel, molibden ve demir gibi metal kaynakları ekonomik olarak değerlidir.
Bir Skarn, iki bitişik litolojik birim arasındaki metamorfizma sırasında çeşitli metasomatik süreçlerin bir sonucu olarak oluşur. Skarn, şist, granit ve bazalt gibi hemen hemen her litoloji tipinde oluşabilir, ancak skarnların çoğu kireç taşı veya dolomit içeren litolojide bulunur. Plütonların yakınında, faylar ve büyük kesme bölgeleri boyunca, sığ jeotermal sistemlerde ve deniz tabanının dibinde skarnlar bulmak yaygındır. Skarn mineralojisi, protolit ile oldukça ilişkilidir.
Skarn mineralleri esas olarak çok çeşitli kireç silikat ve ilgili minerallere sahip granatlar ve piroksenlerdir. Tipik skarn mineralleri arasında piroksen, granat, idokraz, volastonit, aktinolit, manyetit veya hematit, epidot ve skapolit bulunur. Skarnlar uyumsuz element bakımından zengin silisli sulu sıvılardan oluştuğundan, skarn ortamında turmalin, topaz, beril, korindon, florit, apatit, barit, strontianit, tantalit, anglesit ve diğerleri gibi çeşitli nadir mineral türleri bulunur.
Sınıflandırma
Skarnlar, belirli kriterlere bağlı olarak alt gruplara ayrılabilir:
Bir skarn'ı sınıflandırmanın bir yolu, protolitine göredir. Protolit tortul kökenli ise, exoskarn, protolit magmatik ise endoskarn olarak adlandırılabilir.
Skarnların baskın bileşimini ve sonuçta ortaya çıkan alterasyon topluluğunu gözlemleyerek protolit temelinde daha fazla sınıflandırma yapılabilir. Skarn, olivin, serpentin, flogopit, magnezyum klinopiroksen, ortopiroksen, spinel, pargasit ve humit grubundan mineraller içeriyorsa, dolomitik bir protolitin karakteristiğidir ve magnezyen skarn olarak sınıflandırılabilir. Kalsik skarn olarak adlandırılan diğer sınıf, bir kireç taşı protolitinin granat, klinopiroksen ve volastonit içeren baskın mineral toplulukları ile ikame ürünleridir.
Anafazlar olarak granat veya piroksen içeren, ince taneli, demir içermeyen ve skarn benzeri görünümleri olan kayalara genellikle skarnoid terimi verilir. Skarnoid, bu nedenle, ince taneli hornfels ve kaba taneli skarnın ara aşamasıdır.
Skarn yatakları tipik skarn gang minerallerine sahiptir, ancak aynı zamanda ekonomik öneme sahip olan bol miktarda cevher mineralleri içerir. Bu nedenle, Skarn yatakları, bakır (Cu) skarn yatağı veya molibden (Mo) skarn yatağı gibi baskın ekonomik unsurlarına göre sınıflandırılır.
Fe (Cu, Ag, Au) skarn yatakları
Kalsik Fe skarnları için tektonik ortam, okyanus adası yayları olma eğilimindedir. Konakçı kayalar, intrüzyon kireçtaşıyla ilişkili siyenite gabro olma eğilimindedir. Magnezyum Fe skarnları için tektonik ortam, kıta kenarı olma eğilimindedir. Ev sahibi kayalar, intrüzyonlu dolomit ve dolomitik tortul kayaçlarla ilişkili granodiyorit ile granit olma eğilimindedir. Manyetit, bu tür skarn yataklarında ana cevherdir ve derecesi %40 ila %60 arasındadır. Kalkopirit, bornit ve pirit küçük cevherlerdir.
Cu (Au, Ag, Mo, W) skarn yatakları
Cu yatakları için tektonik ortam, daha eski kıta kenarı karbonat katmanlarına giren Andean tipi plütonlar olma eğilimindedir. Konakçı kayaçlar kuvars diyorit ve granodiyorit olma eğilimindedir. Pirit, kalkopirit ve manyetit tipik olarak daha yüksek bollukta bulunur.
Formasyon
Genellikle iki tür skarn vardır, eksoskarnlar ve endoskarnlar.
Eksoskarnlar daha yaygındır ve bir karbonat ünitesi ile temas eden müdahaleci bir cismin dışında oluşur. Yerleşimin azalan aşamalarında, izinsiz girişin kristalleşmesinden arta kalan sıvılar kütleden dışarı atıldığında oluşurlar. Bu sıvılar reaktif kayaçlarla, genellikle kireç taşı veya dolomit gibi karbonatlarla temas ettiğinde, sıvılar onlarla reaksiyona girerek alterasyona (infiltrasyon metasomatizmi) neden olur.
Endoskarnlar, kırılma, soğutma derzleri ve stok işlerinin üretildiği müdahaleci gövde içinde oluşur ve bu da geçirgen bir alan ile sonuçlanır. Geçirgen alan, karbonat tabakasından malzeme içerebilir. İstila ile taşınan veya oluşturulan magmatik hidrotermal sıvılar karbonat malzemesi ile etkileşime girer ve endoskarn oluşturur. Endoskarnların nadir olduğu düşünülmektedir. Protolitin hem bileşimi hem de dokuları, ortaya çıkan skarn oluşumunda güçlü bir rol oynar.
Skarn reaksiyonu, bitişik birimler arasında bileşenlerin küçük ölçekli (belki santimetre) metasomatik transferini içeren ince tabakalı tortul litolojik ünitelerde meydana gelen izokimyasal metamorfizmadan oluşur.
Skarnoid, ince taneli ve demir açısından fakir bir kalk-silikat kayadır. Hornfels ve iri taneli skarn arasında bulunur. Skarnoid, protolitin bileşimini yansıtma eğilimindedir.
Büyük skarn yataklarının çoğu, hornfels, reaksiyon skarnları ve skarnoidleri oluşturan erken metamorfizmadan, nispeten daha iri taneli, cevher içeren skarnlar oluşturan geç metamorfizmaya bir geçiş yaşar. Magma intrüzyonu, tortul kayaçların bulunduğu bölgede temas metamorfizmasını tetikler ve sonuç olarak hornfels oluşturur. Hornfellerin yeniden kristalleşmesi ve faz değişimi, protolitin bileşimini yansıtır. Hornfel oluşumundan sonra, magmatik, metamorfik, denizel, meteorik ve hatta bunların bir karışımı ile ilişkili hidrotermal sıvıları içeren metasomatizm adı verilen bir süreç meydana gelir. Bu işleme izokimyasal metamorfizma denir ve saf olmayan litoloji birimlerinde, küçük ölçekli metasomatizmanın meydana geldiği sıvı sınırları boyunca (argillit, kireç taşı ve bantlı demir oluşumu) oluşan geniş bir yelpazede kalk-silikat minerallerinin üretilmesine neden olabilir.
Değerli metalleri içermesi için ekonomik olarak önemli kabul edilen skarn yatakları, sıvının bileşiminin skarn ve cevher mineralojisini kontrol ettiği büyük ölçekli metasomatizmanın bir sonucudur. Nispeten daha kaba tanelidirler ve protolit veya çevresindeki kayaların bileşimini yansıtmazlar.
Nadir görülen skarn türleri, siyah şeyller, grafit şeylleri, bantlı demir oluşumları bazen tuz veya evaporitler gibi sülfidik ya da karbonlu kayaçlarla temas halinde oluşur. Duvar kayalarının redoks oksidasyon potansiyeli nedeniyle buradaki sıvılar kimyasal iyon değişimi ile daha az reaksiyona girer.
Ekonomik önemi
Skarn, çoğunlukla bakır, demir, molibden, tungsten, altın, kurşun, kalay ve çinko gibi çeşitli metallerin ana kaynağıdır. Manyetit mineralizasyonu en çok skarnlarda oluşur, diğerleri, özellikle sülfitler daha sonra ortaya çıkabilir. Bu tip yataklar, temaslı metasomatik, temaslı pnömatik veya pirometazomatik olarak adlandırılır. Demir ve altın içeren skarnların, muhtemelen manto kökenli mafik veya ara girişler tarafından oluşturulduğuna inanılmaktadır. Bu türden bakır, kurşun, çinko ve tungsten yatakları I-tipindeki bazı granitoyid masif türlerine bağlanırken molibden ve kalay mineralizasyonu, tortu anateksisinin (S-tipi) neden olduğu magmanın etkisiyle oluşmuştur.
Dünyadaki mevduatlar ve oluşumlar
Skarnlar, çeşitli hammaddelerin önemli birikimlerini oluşturur. Geçmişte, uygun konumlarından dolayı Avrupa'da sıklıkla çıkarılmış olan Fe-skarnlar büyük önem taşıyordu. Bugün, bu yataklar, örneğin Rusya'da Urallarda (Magnitnaya Gora), ABD'de (Demir Pınarı, Demir Dağı) ve Romanya'da (Ocna de Fer) çıkarılmaktadır. Ayrıca, Tazmanya'daki King Island Madeni veya Kanada'daki MacTung yatağı gibi bu metalin dünyadaki rezervlerinin çoğunu oluşturan tungsten skarn yatakları da çok önemlidir. Ekonomik olarak önemsiz skarn oluşumu da dünyanın birçok yerinde bilinmektedir.
Çekya'da Fe-skarnlar (Malesov, Vlastějovice, Přísečnice, Měděnec) Ca-skarn (Žulová, Jáchymov) ve Mg-skarn (Třebíč yakınlarındaki Borovina) üzerinde hakimdir.
Cevher yatakları
Skarn yataklarını oluşturan başlıca baskın ekonomik metaller bakır, tungsten, demir, kalay, molibden, çinko - kurşun ve altındır. Diğer küçük ekonomik mineraller arasında uranyum, gümüş, bor, flor ve nadir toprak elementleri bulunur.
Başlıca ekonomik skarn yataklarının bazı örnekleri şunlardır: (Not; bunlardan bazıları şu anda çıkarılmakta veya geçmişte çıkarılmıştır):
Demir skarnlar: Dashkesan Madeni, Azerbaycan
Bakır skarnlar: Bingham Kanyon Madeni, Utah, ABD
Tungsten skarnlar : Sangdong madeni, Güney Kore
Altın içeren skarnlar: Hedley Maskot Madeni, British Columbia, Kanada
Çinko-kurşunlu skarnlar: Santa Eulalia, Chihuahua, Meksika
Nikel skarnlar: Avebury Madeni, Zeehan, Tazmanya (Avustralya)
Molibden skarnlar: Yangchiachangtze madeni, Çin