Sivas-Divriği Demir Yatağı Kireçtaşı-Ofiyolit-Granitoyid Üçlü Dokanağında Flogopit Oluşumları

Year 2016, Volume: 59 Issue: 1, 55 - 86, 01.01.2016

Hüseyin Yalçın , Ömer Bozkaya

https://doi.org/10.25288/tjb.298291

Cited By: 1

Abstract

Güneş Ofiyoliti’ne ait ultramafik kayaçlarda belirlenen bozuşma mineralleri serpantinleşme-öncesi, -sırası ve -sonrası olmak üzere üç ana gruba ayrılmıştır. Bunlardan serpantinleşme-öncesi minerallerden flogopit; ofiyolitik dizilimin oluşumu ile eşzamanlı mika-peridoditlerin ana bileşenlerinden birisidir. Sonraki bozuşmalardan lisfenitleşme ve pirometasomatizma, flogopitlerin tane boyunun artmasına ve belirli zonlarda birikmesine; yer yer karışık tabakalı flogopit-vermikülit (P-V) ve vermikülit dönüşümlerine neden olmuştur. Serpantinleşme-sırasında gelişen bozuşmalar koyu ve açık renkli minerallerin farklı kil ve/veya fillosilikat minerallerine dönüşümüdür. Serpantinleşme-sonrası bozuşma lisfenitleşme olup; başlıca ofikarbonat (yaygın kalsit ve dolomit; ender siderit ve hidrotalsit), ofioksit-hidroksit (hematit, götit, pirit, markasit, brusit) ve yer yer ofisilikat (kuvars) minerallerinin oluşumunu kapsamaktadır. Pirometasomatik kayaçlarda metasomatizma ürünlerini flogopit, aktinolit, epidot, yohansenit, skapolit, şörl ve Fe-mineralleri (manyetit, hematit, pirit, markasit); kalıntı birincil magmatik fazları ise piroksen ve feldispatlar oluşturmaktadır. Divriği flogopitleri; teorik flogopit-biyotit serisi uç üyelerinin oksit bileşimlerinden kısmen farklılık göstermektedir. Flogopitlerin biyotit bileşeni düşük (% 8-14) olup, ortalama birim hücre bileşimine göre; Fe-Al flogopit olarak adlandırılmıştır. Ultramafik-ana kayaçlı P-V’in ana bileşeni Mg olup; kısmen Fe’ce zengin ve Al’ca fakirdir. Tetrahedral ve oktahedral Fe sübstitüsyonlara sahip serpantinler Fe-lizarditi işaret etmektedir. Divriği yöresindeki fillosilikat minerallerinin toplam eser element derişimi serpantin–flogopit–P-V yönünde azalmakta, buna karşın nadir toprak element içerikleri artmaktadır. O ve *D değerleri (SMOW) flogopitler için ‰ +10.6-11.8 ve ‰ -64 - -102, P-V için ‰ +14.2 ve ‰ -121, serpantin için ‰ +14.4 ve ‰ -129 olarak belirlenmiştir.

O ve *D değerlerine göre; flogopitler hipojen ve süperjen alanda; buna karşın P-V ve serpantin ise kaolinit yüzeysel bozunma çizgisinin altında yer almaktadır. Granitik su minimum izotopik değerine göre flogopit için ~ 130-150 °C
ve P-V için ~ 100 °C oluşum sıcaklıkları elde edilmiştir. Ayrıca, duraylı izotop verileri, serpantinleşme,

flogopitleşme ve vermikülitleşmenin birbirini izleyen farklı süreçler ile oluştuğuna işaret etmektedir.

göre; flogopitler hipojen ve süperjen alanda; buna karşın P-V ve serpantin ise kaolinit yüzeysel bozunma

18

Keywords

Ana-iz ve izotop jeokimyası, fillosilikat, XRD

References

• Abu-Jaber, N.S., Kimberley, M.M., 1992. Origin of ultramafic-hosted vein magnesite deposits. Ore Geology Review, 7, 155-191.
• Bailey, S.W., 1980. Structure of layer silicates. In:Crystal Structures of Clay Minerals and their X-ray Identification, G.W. Brindley and G. Brown (eds.), Mineralogical Society, London, 1-123.
• Bailey, S.W., 1988. X-ray diffraction identification of the polytypes of mica, serpentine, and chlorite. Clays and Clay Minerals, 36, 193-213.
• Bayhan, H., Baysal, O., 1982. Güneş-Soğucak (Divriği-Sivas) yöresinin petrografik-mineralojik incelenmesi. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 25, 1-14.
• Birsoy, R., 2002. Formation of sepiolite-palygorskite and related minerals from solution. Clays and Clay Minerals, 50, 736-745.
• Bozkurt, E., 2001. Neotectonics of Turkey – a synthesis. Geodinamica Acta, 14, 3-30.
• Boztuğ, D., 2000. S-I-A- type intrusive associations: geodynamic significance of synchronism between metamorphism and magmatishm in Central Anatolia, Turkey. In: Tectonics and Magmatism and the Surrounding area, E. Bozkurt, J. A.
• Coleman, R.G., 1977. Ophiolites: Ancient Oceanic Lithosphere. Springer-Verlag, Berlin, 229 p.
• Coleman, R.G., Jove, C., 1992. Geological origin of serpentinites. In: The vegetation of Ultramafic (Serpentine) Soils, First International Conference on Serpentine Ecology, Proceedings, A.J.M.
• Craig, H., 1961. Isotopic variations in meteoric waters. Science, 133, 1702-1703.
• Deer, W.A., Howie, R.A., Zussman, J., 1992. An Introduction to the Rock-forming Minerals. Longman, Hong Kong, 696 p.
• Eiler, J.M., Schiano, P., Kitchen, N., Stolper, E., 2000. Oxygen isotope evidence for recycled crust in the sources of mid-ocean ridge basalts. Nature, 403, 530-534.
• Ercan, T., 1987. Orta Anadolu’daki Senozoyik volkanizması. Maden Tetkik Arama Dergisi, 107, 119-140.
• Evans, B.W., Guggenheim, S., 1988. Talc, pyrophyllite, and related minerals. In: Hydrous Phyllosilicates (Exlusive of Micas), S.W. Bailey (ed.), Mineralogical Society of America, Washington, Reviews in Mineralogy, 19, 225-294.
• Feldstein, S.N., Lange, R.A., Vennemann, T., O’Neil, J.R., 1996. Ferric-ferrous rations, H O contents and D/H ratios of phlogopite and biotite from lavas of different tectonic regimes. Contributions to Mineralogy and Petrology, 126, 51-66. 2
• Fleet, A.J., 1984. Aqueous and sedimentary geochemistry of the rare earth elements. In: Rare Earth Elements, P. Henderson (ed.), EIsevier, Amsterdam, Developments in Geochemistry 2, 343-373.
• Göncüoğlu, M.C., Dirik, K., Kozlu, H., 1997. Pre-Alpine and Alpine Terranes in Turkey: Explanatory notes to the Terrane Map of Turkey, D. Papanikolaou and F.P.Sassi(eds.), IGCP Project No:276 Final Volume, Terrane Maps and Terrane Descriptions Annales, Geologique Pays Helléniques, 37, 515536.
• Gromet, L.P., Dymek, R.F., Haskin, L.A., Korotev, R.L., 1984. The “North American shale composite”: Its compilation, major and trace element characteristics. Geochimica et Cosmochimica Acta, 48, 2469-2482.
• Gupta, A.K., Chattopadhyay, B., Fyfe, W.S., Powell, M., 2002. Experimental studies on three potassiumrich ultramafic rocks from Damodar Valley, East India. Mineralogy and Petrology, 74, 343-360.
• Harris, C., Faure, K., Diamond, R.E., Scheepers, R., 1997. Oxygen and hydrogen isotope geochemistry of S- and I-type granitoids: the Cape Granite suite, South Africa. Chemical Geology, 143, 95-114.
• Haskin, L.A., Haskin, M.A., Frey, F.A., Wildeman, T.R., 1968. Relative and absolute terrestrial abundances of the rare earths. In: Origin and Distribution of the Elements, L.H. Ahrens (ed.), Pergamon Press, 889-912
• J.C.P.D.S., 1990. Powder Diffraction File, Alphabetical Indexes Inorganic Phases, Swarthmore, United States of America, 871 p.
• Krasnova, N.I., 2001. The Kovdor phlogopite deposit, Kola Peninsula, Russia. The Canadian Mineralogist, 39, 33-44.
• Krumm, S., 1996. WINFIT 1.2: version of November 1996 (The Erlangen geological and mineralogical software collection) of WINFIT 1.0: a public domain program for interactive profile-analysis under WINDOWS. XIII Conference on Clay Mineralogy and Petrology, Praha, 1994, Acta Universitatis Carolinae Geologica, 38, 253-261.
• Kyser, T.K., 1986. Stable isotope variations in the mantle, In: Stable Isotopes in High Temperature Geological Processes, J.W. Valley, H.P.Jr. Taylor and J.R. O’Neil (eds.), Mineralogical Society of America, Chelsea, Reviews in Mineralogy, 141164.
• Lambert, S.J., Epstein, S., 1992. Stable-isotope studies of rocks and secondary minerals in a vapor-dominated hydrothermal system at The Geysers, Sonoma County, California. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 53, 199226.
• Luth, W.C.,1967. Studies in the systems KAlSiO Mg2SiO4-SiO2-HO: I. Inferred phase relations and petrologic applications. Jornal of Petrology, 8, 372-416.
• Mader, D., Montanari, A.,Gattacceca, J., Koeberl, C., Handler, R., Coccioni, R., 2001. 40Ar/39Ar dating of a biotite-rich clay in the pelagic sequence of the Conero Riviera, Ancona, Italy. Earth and Planetary Science Letters, 194, 111-126.
• McLennan, S.M., 1989. Rare earth elements in sedimentary rocks: Influence of provenance and sedimentary processes. In: Geochemistry and Mineralogy of Rare Earth Elements, B.R. Lipin and G.A. McKay (eds.), Mineralogical Society of America, Reviews in Mineralgy, 169-200.
• Mittwede, S.K., 1996. Serpentinite-related mineralization. In: Serpentinites: Records of Tectonic and Petrological History, D.S. O’Hanley (ed.), Oxford Monographs on Geology and Geophysics, 34, 142, 144-148.
• MTA., 2002. 1:500 000 Ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları, Sivas Paftası. MTA Genel Müdürlüğü, Ankara.
• Murakami, T., Kasama, T., Sato, M., 2002. Biotitization of vermiculite under hydrothermal condition. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 97, 263-268.
• Otlu, N., Yalçın, H., Bozkaya, Ö., Şakar, İ, Yeşildağ, H., 2010. Yıldızeli (Sivas) yöresi Karakoç mafik/ultramafik plütoniklerinin mineraloji-petrografi ve jeokimyası. C.Ü.Müh. Fakültesi Dergisi Seri A-Yerbilimleri, 27, 31-54.
• Özgül, N., Turşucu, A., Özyardımcı, N., Şenol, M., Bingöl, İ., Uysal, Ş., 1981. Munzur dağlarının jeolojisi. MTA Rapor No: 6995 Ankara, (yayımlanmamış).
• Peabody, C.E., Einaudi, M.T., 1992. Origin of petroleum and mercury in the Culver-Baer cinnabar deposit, Mayacmas district, California. Economic Geology, 87, 1078-1103.
• Reynolds, R.C., Jr. (1985). NEWMOD A Computer Program for the calculation of One-Dimensional Diffraction Patterns of Mixed-Layered Clays, R.C. Reynolds, Jr., 8 Brook Rd., Hanover, NH.
• Rizzo, G., Piluso, E., Morten, L., 2001. Phlogopite from the ultramafic rocks, Central Calabria, Southern Italy. European Journal of Mineralogy, 13, 1139-1151.
• Schandl, E.S., Wicks, F.J., 1993. Carbonates and associated alteration of ultramafic and rhyolitic rocks at the Hemingwat property, Kidd Creek volcanic complex, Timmins, Ontario. Economic Geology, 88, 1615-1635.
• Schreyer, W., Abraham, K., Kulke, H., 1980. Natural sodium phlogopite coexisting with potassium phlogopite and sodian aluminian talc in a metamorphic evaporite sequence from Derrag, Tell Atlas, Algeria. Contributions to Mineralogy and Petrology, 74, 223-233.
• Sheppard, S.M.F. (1986). Characterization and isotopic variations in natural waters. In: Stable Isotopes in High temperature Geological Processes, J.W. Valley, Jr H.P. Taylor and J. O’Neil (eds.), Mineralogical Society of America, Washington DC, Reviews in Mineralogy 16, 165-184.
• Sheppard, S.M.F., Gilg, H.A., 1996. Stable isotope geochemistry of clay minerals, Clay Minerals, 31, 1-24.
• Sheppard, S.M.F., Nielsen, R.L., Taylor H.P.Jr., 1969. Oxygen and hydrogen isotope ratios of clay minerals from porphyry copper deposits. Economic Geology, 64, 755-777.
• Singer, A., Galan, E., 1984. Palygorskite-Sepiolite: Occurrences, Genesis and Uses. Amsterdam, Elsevier, Developments in Sedimentology, 37, 352 p.
• Sun, S.S., McDonough, W.E., 1989. Chemical and isotopic systematics of ocean basalts: Implications for mantle composition and processes. In: Magmatism in the Ocean Basins, A.D. Saunders and M.J. Norry (eds.), Geological Society of London, London, 42, 313-345.
• Taylor, H.P., Jr., 1968. The oxygen isotope geochemistry of igneous rocks, Contribution to Mineralogy and Petrology, 19, 1-71.
• Toksoy-Köksal, F., Türkmenoglu, A.G., Göncüoğlu, M.C., 2001. Vermiculitization of phlogopite in metagabbro, central Turkey. Clays and Clay Minerals, 49, 81-91.
• Weaver, C.E., Pollard, L.D., 1973. The Chemistry of Clay Minerals. Developments in Sedimentology, 15, 213 p.
• Wenner, D.B., Taylor, H.P.Jr., 1974. D/H and O studies of serpentinization of ultramafic rocks. Geochimica et Cosmochimica Acta, 38, 12551286.
• Whalen, J.B., Jenner, G.A., Longstaffe, F.J., Robert, F., Gariepy, C., 1996. Geochemical and isotopic (O, Nd, Pb and Sr) constraints on A-type granite petrogenesis based on the Topsails igneous suite, Newfoundland Appalachians. Journal of Petrology, 376, 7-60.
• Wicks, F. J., O’Hanley, D. S., 1988. Serpentine minerals: structures and petrology: In: Hydrous Phyllosilicates (Exlusive of Micas), S.W. Bailey (ed.), Mineralogical Society of America, Washington, Reviews in Mineralogy, 19, 91-167.
• Wicks, F.J., Plant, A.G., 1979. Electron-microprobe and X-ray microbeam studies of serpantine textures. Canadian Mineralogist, 17, 785-830.
• Wicks, F.J., Whittaker, E.J.W., 1977. Serpentine textures and serpentinization. Canadian Mineralogist, 15, 459-488. 18
• Wones, D.R., Gilbert, M.C., 1982. Amphiboles in the igneous environment. Mineralogical Society of America, Reviews in Mineralogy, 9B, 355-390.
• Yalçın, H., Bozkaya, Ö., 1997. Kangal-Alacahan yöresi (Sivas) Üst Paleozoyik yaşlı meta-sedimanter kayaçlarda gömülme ve bindirme ile ilişkili çok düşük dereceli metamorfizma. Türkiye Jeoloji Bülteni, 40, 1-16.
• Yalçın, H., Bozkaya, Ö., 2002. Hekimhan (Malatya) çevresindeki Üst Kretase yaşlı volkaniklerin alterasyon mineralojisi ve jeokimyası, deniz suyu-kayaç etkileşimine bir örnek, Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi Seri A-Yerbilimleri, 19, 81-98.
• Yalçın, H., Bozkaya, Ö., 2004. Ultramafic-rock-hosted vein sepiolite occurrences in the Ankara ophiolitic mélange, Central Anatolia, Turkey. Clays and Clay Minerals, 52, 227-239.
• Yalçın, H., Bozkaya, Ö., 2006. Mineralogy and geochemistry of ultramafic- and sedimentary-hosted talc deposits of Paleocene in the southern part of the Sivas basin, Turkey. Clays and Clay Minerals, 54, 333-350.
• Yalçın, H., Yeşildağ, H., 2009. Yıldızeli (Sivas) Flogopit Oluşumlarının Mineralojik-Petrografik ve Jeokimyasal İncelenmesi. Cumhuriyet Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi, No: M-333, 107 s.
• Yalçın, H., Bozkaya, Ö., Başıbüyük, Z., 2004. Kangal Havzası (Sivas Tecer Dağı güneyi) Mg-kil ve Mg–karbonat oluşumlarının incelenmesi. C.Ü. Mühendislik Fakültesi Dergisi Seri A-Yerbilimleri, 21, 1-30.
• Yalçın, H., Bozkaya, Ö., Hozatlıoğlu, D., 2009. Malatya-Kuluncak yöresinde serpantinit-yan kayaçlı Kretase yaşlı flogopit oluşumları. 14. Ulusal Kil Sempozyumu, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon, 1-3 Ekim, Bildiriler Kitabı, s. 174-192.
• Yılmaz, A. (1985). Yukarı Kelkit çayı ve Munzur dağları arasının temel jeoloji özellikleri ve yapısal evrimi. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 28, 7992.
• Yılmaz, A. (1998). Sivas havzasının jeodinamik evrimi. Ofiyolit-Granitoyid İlişkisi ile Gelişen Demir Yatakları Sempozyumu, 10-13 Eylül, Sivas, Bildiriler Kitabı, 66-82.
• Yılmaz, H., Yılmaz, A., 2004. Divriği (Sivas) yöresinin jeolojisi ve yapısal evrimi. Türkiye Jeoloji Bülteni, 47, 13-45.
• Yılmaz, H., Arıkal, T., Yılmaz, A., 2001. Güneş Ofiyoliti’nin (Divriği-Sivas) jeolojisi. 54. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bildiriler CD si, 54-65.
• Zheng, Y.F., 1993. Calculation of oxygen isotope fractionation in hydroxyl-bearing silicates, Earth and Planetary Science Letters, 120, 247-263.