Kalkan ve Karaağıl (Simav-Kütahya) skarn tipi demir yataklarının mineralojik, petrografik ve jeokimyasal incelenmesi

Abstract

Kalkan ve Karaağıl skarn tipi demir yatakları, Eğrigöz plütonunun güney dokanağında, Katrandağ cevherleşmesi ise plütonun çatı askısında bulunmaktadır. Eğrigöz plütonunun jeokimyasal karakteristikleri, plütonun peraluminalı, kalk alkalin, yüksek potasyum kalk alkalin bir sokulum olduğuna işaret etmektedir. Tektonik ayrım diagramları, Eğrigöz plütonunun kristalleştiği magmanın volkanik yay ortamında oluştuğuna işaret etmektedir. Kalkan, Karaağıl ve Katrandağ skarnlaşmalarının konak kayaları sırasıyla Kalkan Formasyonuna ait gnayslar içindeki rekristalize karbonat bantları, Arıkaya Formasyoınuna ait yer yer dolomitleşmiş ve killi düzeyler içeren kireçtaşı ve Balıkbaşı Formasyomnuna ait dolomitik kireçtaşıdır.Bu üç bölgede, skarn oluşumuna dair iki evre ayırt edilmiştir. Kalkan yöresinde prograt evre klinopiroksen ve granat ile karakterize olurken, retograt evrede epidot, amfibol, klorit, kuvars, kalsit minerallerince baskındır. Manyetit cevherinin kristalleşmesi başlıca prograt evrede gerçekleşmiştir. Karaağıldaki skarnlaşma kalsik ve magnezyen skarn mineralojisine sahiptir. Arıkaya Formasyonuna ait kireçtaşında dolomit miktarının değişim göstermesi bu iki farklı skarn mineralojisinin oluşumuna sebep olmuştur. Magnezyumlu skarna ait prograt evre mineralleri spinel, amfibol ve olivindir. Retrograt evrede bu mineraller talk, serpantin ve klorite altere olmuştur. Olivin retrograt evrede tamamen yok olmuştur. Serpantinin yaygın olarak elek dokusu göstermesi ilksel mineralinin olivin olduğuna işaret etmektedir. Karaağıl yöresindeki kalsiyum skarn parajenezi prograt evreye ait klinopiroksen, granat, plajiyoklas ve retrograt evreye ait amfibol, kloritten oluşmaktadır. Diğer iki cevherleşme bölgesinden, metal içeriğibakımından farklılık gösteren Katrandağ cevherleşmesinde, gossan alterasyonu skarnlaşma ile ilişkili olan galen cevherinin çoğunu okside etmiştir. Katrandağ da manyetit ve spekülarit cevherleşmesi ile ilişkili olan skarn mineralleri granat ve klinopiroksendir.Kalkan yöresine ait granat ve klinopiroksen minerallerindeki kapanımlar yüksek sıcaklık ve tuzluluk değerleri vermektedir. Retrograt evreye ait minerallerdeki (epidot, kuvars, kalsit) kapanımlar ise daha düşük sıcaklık ve tuzluluk değerleri vermiştir. Kalkan and Karaağıl skarn type iron deposits located on the southern border of the Eğrigöz pluton, while Katrandağ deposit occured at the roof pendant of the pluton. Geochemical characteristics of the Eğrigöz pluton show that it is peraluminous, calc alcaline, high-potassium calc alcaline intrusion. Tectonic discrimination diagrams indicate that the magma which produced the Eğrigöz pluton was generated in a volcanic arc setting. Kalkan, Karaağıl and Katrandağ skarn deposits are hosted in recrystallized carbonate bands in gneiss of Kalkan Formation, partially dolomitic and clay bearing horizons in the limestone of Arıkaya Formation and dolomitic limestone of Balıkbaşı Formation, respectively.In these three regions, skarn developed in two stages. In Kalkan region, prograde stage is characterized by clinopyroxene and garnet while retrograde stage is dominated by epidote, amphibole, chlorite, quartz, calcite. Magnetite ore precipitation is associated chiefly with prograde stage. Karaağıl skarn deposit has both calcic and magnesian skarn mineralogy. Variability in dolomite content of Arıkaya formation gave way to these two contrasting skarn paragenesis. Prograde skarn association of magnesian skarn composed of spinel, amphibole and olivine. These minerals altered to serpentine, talc, chlorite in retrograde stage. Olivine was completely destructed in retrograde stage. Mesh structure of serpentine is commonly observed and indicates that they were transformed from olivine. Calcium skarn paragenesis include garnet, clinopyroxene, plagioclase which belongs to earlier stage, and amphibole, chlorite of retrograde stage. In Katrandağ deposit, which differs from others in terms of initial metal content (Fe and Pb), gossan alteration oxidized most of the galena mineralization. In Katrandağ, skarn associated with specularite and magnetite ore includes garnet and clinopyroxene.Fluid inclusion in garnet and clinopyroxene which belong to Kalkan deposit yielded high temperature and salinity. Inclusions in retrograde stage minerals (epidote, quartz and calcite) produced lower temperature and salinity.