AN APPROACH TO THE ORIGIN OF KESİKKÖPRÜ (BALA-ANKARA) IRON DEPOSIT

Year 1998, Volume: 120 Issue: 120, 1 - 35, 01.01.1998

Bilgin Doğan Taner Ünlü , İ. Sönmez Sayılı

Abstract

This study discusses the ore
geology and origin of the Kesikköprü (Bala- Ankara) iron deposit. The basement
composed of gneiss, schist, and quartzites of Paleozoic- Mesozoic Kırşehir
massive is overlain by sedimentary and volcanicvolcaniclastic rocks that
consist of spilitic basalt, basaltic tuff, diabase dikes, cherty limestone,
radiolarite, and mudstonelimestone lenses which are transitional with an
ophiolitic melange made of crystallized limestone blocks and ultramafic-mafic
rocks in a basin that was formed during the upper Cretaceous time. Rocks of the
basin are cut by granitoids such as granite, granodiorite, and porphyries of
Maastrichtian-Paleocene age. These units are unconformably covered by Eocene
Çayraz formation consisting of sandy, clayey, fosiliferous limestone,
Miocene-Pliocene (?) İncik formation composing of siltstone, claystone,
anhydrite-gypsum alternations, and sandstones with limestone and fosiliferous
limestone blocks, volcanic rocks made of rhyolite and tuffs,
Pliocene-Quaternary Kızılırmak formation consisting of gravel, sand and mud
deposits, and finally posttectonic basin sediments of Quaternary alluvium.
Possible lithologies for source and country rocks of mineralization are
examined under two main groups as ultramafic rocks consisting of crystallized
limestone blocks, peridotite, pyroxenite, and serpentinites and mafic rocks
consisting of gabbro and diabases while in more detail, they are investigated
as serpentinites and mafic rocks subjected to hydrothermal alteration. The
association among olivine, pyroxene, and plagioclase minerals is distinctive in
field, thin section, and XRD studies. Petrographic works conducted on mafic and
ultramafic rocks yield occurrences unique to ultramafic cumulates. Ore samples,
in the order of abundance, consist mainly of magnetite and lesser amounts of
pyrite, chalcopyrite, chromite, siderite, ankerite, and trace amounts of
pentlandite, pyrrhotite, gersdorffite, ilmenite, and sphene. In addition,
olivine, pyroxene, tremolite, and actinolite also accompany the ore and calcite
and dolomite are also observed in crack and fracture fillings. Geochemical
studies performed on the ore samples indicate that granitic fluids have no
direct effect in the ore formation. The processes of granitic intrusions
associated with hydrothermal convection cell affect the mafic rocks and shape
the hydrothermal alteration modes formed by "skarn type minerals" and
fels-like textures". Expelling of iron element as a result of
serpentinization of ferromagnesian minerals within the ultramafic rocks, such
as olivine and pyroxene, is the primary source of iron. Their secondary
enrichment by the granitic intrusions indicates another important stage in the
formation of Kesikköprü iron deposit. Present study favors the idea that
Kesikköprü iron deposit is similar to the Divriği type deposit, in other words,
as also stated by previous works, iron was derived directly from the granitic
rocks.

Keywords

-

References

• Akıman, O.; Erler, A.; Göncüoğlu, M.C.; Güleç, N.; Geven, A.; Türeli, T.K. and Kadıoğlu, Y.K., 1993, Geoche- mical characteristics of granitoids along the wes- tern margin of the Central Anatolian Crystalline Complex and their tectonic implications: Geologi- cal Journal, 28, 371 - 382.
• Akyürek,B.; Bilginer, E.; Akbaş, B.; Hepşen, N.; Pehlivan, S.; Sunu, O.; Dağer, Z.; Çatal, E.; Sözeri, B.; Yıldı- rım, H. and Hakyemez, Y., 1984, Ankara - Elma- dağ- Kalecik dolayının temel jeoloji özellikleri: Jeo. Müh., 20, 5-19, Ankara.
• Atabey, E.; Tarhan, N.; Akarsu, B. and Taşkıran, A., 1987, Şereflikoçhisar, Şanlı (Ankara) - Acıpınar (Niğde) yöresinin jeolojisi: MTA Derleme Rep., 8155, (un- published), Ankara.
• Ataman, G.,1972, Ankara'nın güneydoğusundaki granit- granodiyoritik kütlelerden Cefalık dağ'ın radyomet- rik yaşı hakkında ön çalışma: H. Ü. Yerbilimleri Derg., 2/1, 44 - 49, Ankara.
• Ayan, M., 1963, Contribution a I'etude Petrographique et geologique de la region situee au Nord-Est de Ka- man (Turquie): MTA Bull., 115, 332 s.
• Bailey, E. B. and Mc Callien, W.J., 1950, Ankara Melanjı ve Anadolu Şariyajı: MTA Bull., 40,17 - 21, Anka- ra.
• Bayhan, H., 1984, Kesikköprü skarn kuşağının (Bala - An- kara) mineralojisi ve petrojenezi: H. Ü. Yerbilimleri Derg., 11 ,45-57, Ankara.
• Bayhan, H., 1986, İç Anadolu granitoyid kuşağındaki Çelebi Sokulumu'nun jeokimyası ve kökensel yo- rumu: Jeo. Muh., 29, 27 - 36, Ankara.
• Bilgin, Z.R.; Akarsu, B.; Erbaş, A.; Elibol, E.; Yaşar, T.; Esentürk, K.; Güner, E. and Kara, H., 1986, Kırık- kale - Kesikköprü - Çiçekdağı alanının jeolojisi: MTA Gen. Müd., Derleme Rep., 7876, (unpublis- hed), Ankara.
• Boroviczeny, F., 1964a, 200/240 no'lı ruhsat sahasının Kesikköprü yakınındaki demir yatağı hakkındaki rapor: MTA Rep., 3481, (unpublished) Ankara.
• , 19646, 200/212 no'lı ruhsat sahasında yapılan je- olojik etütler hakkında sunulan rapor. MTA Rep., 3570, (unpublished), Ankara.
• , 1964c, Kesikköprü yakınındaki 200/240 no'lı ruh- sat sahasında yapılan jeolojik etütler hakkında ra- por: MTA Rep., 3591, (unpublished), Ankara.
• , 1964d, 200/248 no'lı ruhsat sahasında yapılan je- olojik etütler hakkında sunulan rapor: MTA Rep. 3584, (unpublished), Ankara.
• Boudier, F. and Coleman, R.G., 1981, Cross section thro- ugh the peridotite in the Samail Ophiolite, Southe- astern Oman Mountains: Journal of Geophys. Res., 86, B4, 2573 - 2593, Londra.
• Brennich, G., 1960, Çelebi - Kesikköprü - Hirfanlı Bölge- sinde manyetit zuhurları hakkında rapor: MTA Rep., 2755, (unpublished) Ankara.
• Çapan, U.Z. and Buket, E., 1975, Aktepe - Gökdere böl- gesinin jeolojisi ve ofiyolitli melanj: TJK Bült., 18, 11 -16, Ankara.
• Çiftçi,D.,Ünlü,T. andSayılı,I.S., 1996, Otlukilise (Gürün- Sivas) demir yatağının kökenine bir yaklaşım: MTA Bull., 118, 65-92, Ankara.
• Doğan, B., 1996, Kesikköprü Demir Yatağı'nın (Bala - An- kara) maden jeolojisinin incelenmesi: A.Ü.F.F. Jeo. Müh. Bölümü, Yüksek Lisans Tezi, 258 p. (unpublished), Ankara.
• Egeran, N. and Lahn, E., 1951, Note on the tectonic posi- tion of the northern and central Anatolia: MTA Bull., 41,23-27, Ankara.
• Erkan, Y., 1981, Orta Anadolu Masifinin metamorfizması üzerinde yapılmış çalışmalarda varıIan sonuçlar: İç Anadolu'nun Jeolojisi Simpozyumu TJK Bull., 9-11, Ankara
• and Ataman, G., 1981, Orta Anadolu Masifinin (Kırşehir Yöresi) metamorfizma yaşı üzerinde K/Ar yöntemi ile bir inceleme: TJK 35. Kurultay, Bildiri Özetleri,33, Ankara.
• Erler, A; Akıman, O.; Unan, C.; Dalkılıç, F.; Dalkılıç, B.; Geven, A. and Önen, A.P., 1989, Kaman (Kırşehir) ve Yozgat yörelerinde Kırşehir Masifi magmatik kayaçlarının petrolojisi ve jeokimyasi: TÜBİTAK Proje No: TBAG 677,119 p., Ankara.
• ; ; ; ; ; and , 1991, Kaman (Kırşehir) ve Yozgat yörele- rinde Kırşehir Masifi magmatik kayaçlarının petro- lojisi ve jeokimyası: TÜBİTAK, Doğa, 15, 76-100, Ankara.
• and Bayhan, H., 1995, Orta Anadolu granitoidleri- nin genel değerlendirilmesi ve sorunları: Yerbilim- leri, 17, 49-67, Ankara.
• Göncüoğlu, M.C., 1977, Geologie des westlichen Niğde Massivs: Bonn Üniv. Doktora Tezi, 181 p. (unpub- lished), Bonn.
• Guilbert, J. M. and Park, C.F., 1986, Skarn Deposits: The Geology of Ore Deposits. 436 - 451, A.B.D.
• Güleç, N., 1994, Rb - Sr Isotope data from the Ağaçören Granitoid (east of Tuz Gölü). Geochronological and genetical implications: J. of Earth Sciences, 3, 39 - 43, TÜBİTAK, Ankara.
• Gümüş, A., 1979, Nouvelles observations sur la genese du gisement de Fer de Divriği (Sivas, Turguie): Verh. Geol. B-A, 3, 347-355.
• Kara, H. and Dönmez, M., 1990,1/100.000 ölçekli açınsa- ma nitelikli Türkiye jeoloji haritaları serisi: Kırşehir - G17 paftası No: 34, MTA Bull., Ankara.
• Ketin, İ., 1955, Yozgat Bölgesi'nin jeolojisi ve Orta Anado- lu Masifi'nin tektonik konumu: TJK Bull., 6,1 - 40, Ankara.
• Ketin, İ,.1963, 1/500.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası Kayseri Paftası izahnamesi: MTA Bull., Ankara.
• Kraeff, A., 1962, Kesikköprü konsesyonu: MTA Gen. Müd., Derleme Rep., 3349, (unpublished) Ankara.
• Norman, T., 1972, Ankara-Yahşihan bölgesinde Üst Kre- tase-Alt Tersiyer istifinin stratigrafisi: TJK Bull., 15/2,180-276, Ankara.
• Önen, P. and Unan, C., 1988, Kaman (Kırşehir) kuzey do- ğusunda bulunan gabroların mineralojisi, petrogra- fisi yejeokimyası:TJK Bull., 31 , 23 - 28, Ankara.
• Öztürk, M., 1981, Ankara-Keskin-Çelebi; Kırşehir-Kaman; Nevşehir-Hacıbektaş yörelerindeki demir zuhurla- rının jeoloji raporu: MTA Gen. Müd., Rep., 7158, (unpublished), Ankara.
• Öztürk, K. and Öztürk, M., 1983, Ankara-Bala-Yukarıtepe- köy-Kartalkaya demir cevherleşmesi Jeoloji Etüt ve Arama Raporu, MTA Gen. Müd., Rep. 7357, (unpublished), Ankara.
• , Kurt. M.; Öztürk, M. and Sarı, İ., 1983, Ankara-
• Bala-Kesikköprü, Madentepe, Büyükocak, Çatal- dere, Camiisagir demir yatakları jeoloji ve rezerv raporu: Cilt 1, 2, 3, MTA Gen. Mud. Rep. 7355, (unpublished), Ankara.
• Schmidt, C.G., 1960, Mem. 365-367 no'lı ruhsat sahaları- nın nihai terk raporu: Petrol İşleri Gen. Müd., (un- published), Ankara.
• Seymen.İ.,1982, Kaman dolayında Kırşehir Masifinin Je- olojisi: ITU Maden Fakültesi Doçentlik Tezi, 164 p., Istanbul.
• Sözen, A., 1970, Kesikköprü, Madentepe manyetit zuhur hakkında rapor: MTA Gen. Mud. Rep. 4212, (un- pubhished), Ankara.
• Stendal, H. and Ünlü, T., 1991, Rock geochemistry of an iron ore field in the Divriği region, Central Anatolia, Turkey. A new exploration model for iron ores in Turkey: Journal of Geochemical Exploration, 40, 281 - 289, Amsterdam.
• , and Konnerup-Madsen, J., 1995, Geologi- cal setting of iron deposits of Hekimhan Province, Malatya, Central Anatolia, Turkey: Trans. Instn Min. Metall. (Sect. B: Appl. earth sci.), 104,46 - 54, ndon.
• Sungurlu, B., 1970, Kesikköprü-Çelebi-Hirfanlı Bölgesinin manyetit zuhurları hakkında (Yaz and Sözen) isim- li rapordan Kesikköprü Ltd. Şirketine ait Ar: 200/248 ruhsat no'lı demir sahası için derlenen ra- pordur: MTA Gen. Mud. Rep. 4231, (unpublished) Ankara.
• Tülümen, E., 1980, Akdağmadeni (Yozgat) yöresinde pet- rografik ve metalojenik incelemeler: KTÜ Doktora Tezi, 157 p., Trabzon.
• Ünlü, T., 1983, Die Genese der Siderit-Lagerstatte Deve- ci in der Hekimhan-Provinz Malatya/Turkei und ih- re wirtschaftliche Bewertung: Doktora çalışması, Berlin Teknik Üniversitesi, 84 p., Almanya.
• , 1989, Türkiye demir yatakları arama çalışmaların- da 1. derecede ağırlıklı hedef saha seçimi ve ma- den jeolojisi araştırmaları ile ilgili proje teklifi: MTA Gen. Mud. Rep., 8593, 48p., (unpublished), Anka- ra.
• , Sayılı, I.S. and Çiftçi, D., 1996, An approach on genesis of Otlukilise iron deposit Gürün - Sivas, Middle Anatolia - Turkey: UNESCO, IGCP, Project No 356, Alpine metallogeny and plate tectonics in the Carpatho - Balkanides, v. 2,15-22, Sofya, Bul- garistan.
• and Stendal, H., 1986a, Divriği Bölgesi demir ya- taklarının element korelasyonu ve jeokimyası (Or- ta Anadolu - Türkiye): Jeo. Müh., 28, 5-19, Anka- ra.
• Ünlü, T. and Stendal, H., 1986b, Jeokimya verilerinin çok değişkenli jeoistatistik analizlerle değerlendirilme- sine bir örnek. Divriği bölgesi demir yatakları, Orta Anadolu: MTA Bull., 109, 127-140, Ankara.
• and , 1989, Divriği Bölgesi demir cevheri ya- taklarının nadir toprak element (REE) jeokimyası. Orta Anadolu, Türkiye: TJK Bull., 32 (1- 2), 21-38 Ankara.
• , , Makovisky, E. and Sayılı, I. S., 1995, Divriği (Sivas) demir yatağının kökeni, Orta Ana- dolu, Turkiye - Bir cevher mikroskobisi çalışması: MTA Bull., 117,17 - 28, Ankara.
• Yaz, N. and Sözen, A., 1965, Kesikköprü Madencilik Ltd. Şirketi Kesikköprü Demir Ruhsat sahaları hakkın- da rapor: MTA Rep., 3810, (unpublished), Ankara.
• and , 1967, Kesikköprü - Çelebi – Hirfanlı bölgesinin manyetit + hematit zuhurları hakkında rapor: MTA Rep., 4440, (unpublished), Ankara.
• Wondemagegnehu, T. W., 1990, Mineralogy, chemistry and physical properties of the magnetite ore depo- sits around Kesikköprü village and the surrounding areas: ODTÜ Yüksek Lisans Tezi, 128 s., Ankara.