Balıkesir Edremit Demir Yatakları

Balıkesir edremit demir yatakları
Demir, yerkabuğunda alüminyumdan sonra en bol bulunan metalik elementtir Atom numarası 26 olup, periyodik cetvelde VIII grupta yer almaktadır Demir' in clark sayısı ve çeşitli kayaç türlerindeki ortalama bolluğu aşağıda olduğu gibi belirlenmiştir (Krauskopf, 1979 ve Rose ve diğ, 1979)
Clark sayısı 54 000 ppm
U mafik kayaçlar 94 300 "
Mafik kayaçlar 86 500 "
Granitik kayaçlar 14 200 "
Kireçtaşları 3 800 "
Kumtaşları 9 800 "
Şeyller 47 000 "
Demir yataklarının oluşabilmesi için clark sayısına göre gerekli zenginleşme faktörü pek çok metale göre düşük olup, yaklaşık 10 kat kadardır
Demir, Fe2+ ve Fe3+ olmak üzere iki farklı değerlikli iyona sahiptir Bu iyonlardan birincisi derin ortam koşullarında, ikincisi ise yüzeysel ortam koşullarında oluşmuş minerallerin yapısında daha yaygındır Demir jeokimyasal davranışları bakımından siderofil grubuna adını veren element olup, özellikle yer kürenin çekirdeğinde ana bileşen olarak bulunduğu düşünülmektedir Diğer yandan demir silikatlı ve sülfürlü minerallerin yapısına girmesi nedeniyle litofil ve kalkofil karakter de göstermektedir
Magmanın kristallenmesi sırasında, demirin büyük bir kısmı, mafik silikatlı minerallerin yapısına ana element olarak girerek tutuklanmaktadır Ayrıca magmanın oksijen fugasitesine ve kükürt içeriğine bağlı olarak oksitli ve sülfürlü mineralleri de oluşabilmektedir
Yüzeysel koşullarda ise asitik ve indirgen sulu ortamlarda Fe2+ iyonu halinde hareketliliği kısmen iyidir Ancak oksidan ve bazik ortamlarda hareketliliği azalmakta olup, hidroksitli, oksitli ve karbonatlı mineraller şeklinde tutuklanmaktadır Kükürt içeriği yüksek ve indirgen ortamlarda sülfürlü mineralleri de oluşabilmektedir Çeşitli demir iyon ve minerallerinin Eh-pH diyağramındaki konumları Şekil 131' de görülmektedir



Şekil 131: Eh ve pH koşullarına bağlı olarak sulu çözeltilerde çeşitli demir iyon ve bileşiklerinin kararlılık alanları; T = 25oC, P = 1 atm, Top [Fe] = 10-6 M, Top [karbonat] = 10-3 M, Top [kükürt] = 10-3 M (Brookins, 1988’ den)

Demir içeriği yüksek kayaçların bozunması sonucu oluşacak ürünlerin bileşimi, doğrudan demirin jeokimyasal hareketliliğine bağlı olup, hareketliliğin düşük olduğu koşullarda demir bozunma bölgesinde tutuklanarak zenginleşebilmektedir
Sulu ortamlarda çökelecek demir minerallerinin türü ise su derinliğine, O2, CO2, H2S içeriğine, organik faaliyetlere, akıntı ve dalga durumuna bağlı olarak değişmektedir Genel olarak 100 m derinliğe kadar olan sığ derinliklerde oksitli ve hidroksitli, 100-200 m arasındaki derinliklerde karbonatlı, 200 m'den daha derin yerlerde ise sülfürlü minerallerin hakim olarak oluştukları görülmektedir

13 2 Önemli Cevher Mineralleri
Ekonomik olarak demir üretiminde kullanılabilen önemli mineraller ve bileşimleri aşağıda olduğu gibi sıralanabilir
Manyetit Fe3O4 (FeOFe2O3)
Hematit Fe2O3
Limonit FeOOH veya (Fe(OH)2-3)
Siderit FeCO3
Ilmenit FeTiO3
Şamozit Fe-silikat

Bunların dışında; manyetitlerin yüzeysel koşullarda oksijene doygun hale gelmeleri sırasında gelişen kristal yapıları manyetit gibi, kimyasal bileşimleri ise hematit gibi olan ara mineraller maghemit veya martit olarak, bu dönüşüm olayı ise maghamitleşme ve/veya martitleşme olarak tanımlanmaktadır Hidrotermal ve metamorfik yataklarda gözlenen gümüş grisi renkli ve küçük pulcuklar halinde ki hematitler ise spekülarit olarak adlanmaktadır
Demir cevherlerinde V, Ni, Mn, Cr (%1'e kadar) ve Ti (%6'ya kadar) bulunması istenen, S, Sn, P, Pb, Zn ve Cu ise istenmeyen elementlerdir

13 3 Önemli Yatak Tipleri ve Oluşum Süreçleri

1 Ultramafik Kayaçlarla Ilişkili Demir Yatakları
2 Gabro ve Anortozitlerle Ilişkili Fe-Ti Yatakları
3 Granitoyitlerle Ilişkili Demir Yatakları
4 Volkano-Sedimanter Demir Yatakları
5 Kimyasal Kalıntı Tipi (Lateritik) Demir Yatakları
6 Sünger / Bataklık Tipi Demir Yatakları
7 Oolitik (Ironstone) Demir Yatakları
8 Bantlı Demir Yatakları
9 Plaser Tipi Demir Yatakları
10 Metamorfik Demir Yatakları

13 3 1 Ultramafik Kayaçlarla Ilişkili Demir Yatakları
Bu tip demir yataklarının bilinen örnekleri tabakalı ultramafik masifler içindedir Tip kesitleri önceki bölümlerde incelenen bu masiflerin, özellikle orta ve üst seviyelerindeki gabro, anortozit ve ferrodiyoritli kesimleri manyetit bantları içermektedirler
Bu manyetit yataklarının, ilişkili oldukları masiflerin oluşumu sırasında, kristallenme ile ayrışım süreçleri ile oluştukları düşünülmektedir Bu yataklar vanadyum içeriklerinin yüksek oluşu ile karakteristiktirler
Alpin tipi ultramafitler içinde magmatik demir yatakları pek bilinmemektedir Ancak bu kayaçları kesen granitoyitik sokulumlar ile ilişkili gözüken bazı yatakların (Divriği - Kangal / Sivas çevresi yatakları gibi) ultramafitlerle de ilişkili olabilecekleri düşünülebilir

13 3 2 Gabro ve Anortozitlerle Ilişkili Fe-Ti Yatakları
Tabakalı ultramafik masifler dışında kalan bazı gabroyik ve anortozitik masifler içinde de manyetit ve titanomanyetit yatakları gözlenmektedir Bu masiflerin önemli özellikleri aşağıdaki gibi sıralanabilir;
i Bu masifler Prekambriyen yaşlı kayaçlar içine sokulum yapmış olarak gözlenmektedirler,
ii Genellikle geniş alanlar kaplayan (bazıları 1000 km2' den daha geniş) domlar şeklinde yerleşmiş batolitik kütleler şeklindedirler,
iii Genellikle iri kristallidirler ve belirgin bir şekilde mikro deformasyonlar göstermektedirler,
iv Bileşimleri anortozitten norite kadar değişebilmektedir
Bu kütlelerin özel bileşimlerinin yanısıra yalnızca Prekambriyen yaşlı ve ileri derecede metamorfik sahalarda gözlenmeleri ilginç gözükmektedir Oluşumları için magmatik ve metamorfik olmak üzere iki farklı süreç düşünülmektedir
Oluşumları magmatik açıdan düşünüldüğünde, kalkalkali - asitik bileşimli diyoritik bir magmanın injeksiyonu sırasında bol bulunan plajiyoklazların, kristallenme sonucu anortozitik kayaçları oluşturduğu, bu sırada artık olarak ayrımlanan demirce zengin eriyiklerin ise demir ve titan yataklarını oluşturdukları düşünülmektedir (Philpotts, 1966; Stanton, 1972 s 372' den) Bu tür oluşumların jeolojik zaman bakımından her devirde oluşmaları mümkündür Yalnızca Prekambriyen yaşlı sahalarda gözlenmeleri bu intrüzyonların çok derinlerde yerleşmiş oldukları ve Prekambriyen yaşlı sahaların derin bir şekilde aşınmış olmaları nedeniyle yalnızca bu sahalardakilerin yüzeylemiş oldukları şeklinde açıklanmaktadır (aynı kaynak)
Bu oluşumlar, plaka tektoniği kuramı içinde ele alındıklarında, orojenik bölge intrüzyonları olmaktan daha çok anorojenik kıtasal plaka içi bölgelerde gözlenen sıcak nokta tipi sokulumlar olarak nitelendikleri görülmekte (Sawkins, 1984; s 63) veya bu bölgelerde diyapirler şeklinde yükselen astenosfer malzemesi çevresinde, üst manto veya alt kabuk malzemelerinin erimesi sonucu oluştukları düşünülmektedir (Bölüm 74, Şekil 714) Bu oluşumların biri Kuzey Yarımküre'de Kuzey Amerika - Iskandinav Yarımadası - Sovyetler Birliği hattı boyunca, diğeri ise Güney Yarımküre'de Küba - Angola hattı boyunca olmak üzere iki ayrı kuşak şeklinde dağılım gösterdikleri belirtilmektedir (Sawkins ,1984; s 163)

Bu yatakların oluşumunu, metamorfik süreçlerle açıklamaya çalışan araştırıcılar ise granulit fasiyesi koşullarında gelişen metamorfizma sırasında Fe ve Ti'nın mafik silikatlı minerallerin yapısından ayrılarak zenginleştiklerini düşünmektedirler (Ramberg, 1948; Stanton, 1972; s384' ten)
Bu yatakların yan kayaçlarla alt dokunaklarının keskin, üst dokunaklarının ise geçişli olduğu belirtilmektedir (Stanton, 1972) Özellikle anortozitli kesimlerin titanca, gabroik kesimlerin ise demirce zengin oldukları gözlenmektedir Cevher mineralleri yan kayaçlar içinde saçınımlar, mercekler ve düzensiz şekilli kütleler şeklinde zenginleşmişlerdir Önemli cevher mineralleri, manyetit, hematit, maghemit, ilmenit, ulvosipinel, rutil, Fe ve Ti 'ca fakir sipineller, az miktarda sülfürlü mineraller ve apatit şeklindedir
Güney Norveç' teki Egersund Anortozit Kompleksi içindeki yataklar, en tipik örnekler olup, bu bölgedeki Tellnes yatağı, %18 TiO2 tenörlü 300 Milyon ton rezerve sahiptir Bu bölgedeki yataklardan yılda 800 000 ton kadar ilmenit konsantresi elde edilmektedir

13 3 3 Granitoyitlerle İlişkili Demir Yatakları
Bu demir yatakları, özellikle manyetit serisi veya I tipi granitoyitler olarak tanımlanan granitoyitlerle ilişkilidirler Özellikle granitoyitik sokulumların kenar zonlarında ve/veya çevre kayaçlarla dokunakları boyunca dike yakın eğimli, büyük boyutlu mercekler ve/veya stoklar şeklinde gözlenmektedirler Özellikle manyetit ve manyetitlerden dönüşüm yoluyla oluşmuş maghemit ve hematitlerden oluşmaktadırlar Bu yatakların en belirgin özellikleri, oksitli demir mineralleri yanında önemli miktarda apatit içermeleridir Parajeneze yer yer sülfürlü mineraller de katılmaktadır
Bu yatakların oluşumları tartışmalı olup, bir kısım araştırıcılar geç kristallenme ile ayrışım yatakları olduklarını düşünürken, bir kısmı pnömatolitik çözeltilerden itibaren oluşmuş, kontak metasomatik ve skarn tipi yataklar olduklarını düşünmektedirler Değişik yataklarda bu oluşum süreçlerinden yalnızca birisine veya her ikisine işaret eden izler gözlenebilmektedir
Oluşumlarını geç kristallenme ile ayrışım şeklinde düşünenler, demirce zengin cevherli eriyiklerin ayrımlanmasında magmanın yüksek fosfat içeriğinin etkili olduğunu düşünmektedirler Deneysel faz incelemeleri, bu yatakların 475 - 550 oC sıcaklık aralığında ve 2 kb basınç altında oluştuklarını göstermektedir Ancak eriyik ayrışımlardan itibaren oluşmuş olsalar bile bu yatakların daha sonraki hidrotermal faaliyetlerden ileri derecede etkilendikleri ve mineralojik bileşim, yapı ve doku bakımından önemli değişikliklere uğradıkları gözardı edilmemelidir
Oluşumlarını kontak metasomatik veya skarn tipi olarak düşünenler, demirin pnömatolitik veya hidrotermal sıcaklıklardaki çözeltiler içinde özellikle klorlu kompleksler şeklinde taşınarak bulundukları yerlerde çökeltildiklerini düşünmektedirler Manyetitli skarnlar, kalsik ve magnezyumlu skarnlar şeklinde iki gruba ayrılabilmektedirler Kalsik tip skarnlar, diyoritik ve gabroik kayaçlarla, magnezyumlu skarnlar ise daha felsik (kuvars monzonit gibi) kayaçlarla ilişkilidirler Bu tip oluşumlar, Pasifik Okyanusunun doğu kıyısında Peru, Meksika, Şili ve Arjantin gibi ülkelerde yaygın olarak gözlenmekte ve jeotektonik konum olarak bu bölgeler yitimli yaklaşan plaka sınırlarının asıl yay bölgesi oluşumları şeklinde yorumlanmaktadırlar

13 3 4 Volkano-Sedimanter Demir Yatakları
Bu demir yatakları volkanosedimanter kayaçlar içinde yer yer sinjenetik masif cevher mercekleri, bantları ve tabakaları, yer yer ise epijenetik boşluk dolguları ve cevher damarları şeklinde gözlenmektedirler Özellikle sinjenetik cevher bant ve tabakaları önemli olup, "LAHN-DILL tipi" yataklar olarak bilinmektedirler (Quade, 1976) Bu oluşumlar her yaştaki birimler içinde gözlenebilmekle birlikte Orta Avrupa'daki Devoniyen yaşlı birimler içinde çok daha yaygındırlar Bu tipin diğer örnekleri arasında Isveç'teki Kiruna Bölgesi yatakları (keratofirler içinde), Tasmanya'daki Savage River Yatağı (metamorfizma geçirmiş toleyitik bazaltlar içinde), Missouri'deki Iron Mountain yatağı (andezitler içinde) ve Meksika'daki Bafq Bölgesi ve Cerro de Mercado Yatakları (riyolitler içinde) sayılabilir
Bu tip yatakların önemli özellikleri özellikle Quade, 1976' dan yararlanılarak aşağıda olduğu gibi belirlenmiştir (Şekil 132)
i Cevher kütleleri, öjeosenklinal ortamlarda çökelmiş volkano-sedimanter birimler içinde sinjenetik oluşumlar şeklindedirler ve keratofirik-sipilitik bileşimli su altı volkanitlerine bağlıdırlar Özellikle sipilitik tüf ve volkanik küllerin çok olduğu seviyelerde zenginleşme daha fazla olmaktadır Cevher kütlelerinin altında bu volkanik malzemeler gözlenirken üzerlerinde pelajik kireçtaşları ve şeyller ile detritik arakatkıları bulunmaktadır
ii Cevherleşmelerde doğrudan hidrotermal çözeltilerden itibaren oluşmuş birincil cevher zonu ve bu oluşumlardan dalga ve akıntı etkisiyle türemiş kırıntıların yeniden çökelmesi şeklinde oluşmuş ikincil cevher zonu olmak üzere iki farklı tipte cevherleşme gözlenmektedir
iii Cevher zonları, iyi tabakalı ve içleri laminalı olup, hızlı sedimantasyon özellikleri göstermektedir Cevherleşmeler çok zengin ve fakir zonların ardalanması şeklinde olup, tabanda silisçe zengin, üst seviyelerde ise karbonatça zengindir

Şekil 132 : Volkano-sedimanter Lahn Dıll tipi demir yataklarının basitleştirilmiş tip şekli (Quade, 1976'dan)

iv Cevher mineralleri, birincil veya ikincil olarak nitelenebilecek hematit, manyetit, siderit, limonit, Fe'ce zengin klorit, stilpnomelan, spekülarit ve melnikovit pirit şeklindedir Kuvars, kalsit, dolomit ve klorit hakim gang mineralleridir Taneli kırıntılar, piroklastik malzemeler, kireçtaşı mercekleri ve kil bantları yaygın istenmeyen katkılardır
v Bir cevher seviyesi, içinde cevher kalitesi ve özellikleri çok az değişmektedir
vi Cevherli seviyelerin volkanik yükselimlerin tepe kesimlerinde oluşmaları nedeniyle genellikle antiklinal yapıların üzerinde gözlenmektedirler
vii Bu yatakların jeotektonik konumları ve yapısal - dokusal özellikleri sedimanter demir yataklarından oldukça farklı olup, onlara göre daha küçük boyutlu ancak çok daha yüksek tenörlü yataklar şeklindedirler Herbir yatak 5 milyon ton' dan daha küçük rezervlidir Ancak çok sayıda püskürmenin geliştiği bir bölgede 10'larca cevher kütlesi gelişebilmekte ve rezerv 100 milyon tonu geçebilmektedir
Bu yatakların su altı volkanik faaliyetleri sırasında sinjenetik olarak oluşmuş tipik volkano-sedimanter yataklar oldukları ve su içeriği yükselmiş sipilitleşmiş bazaltik magmaların demir ve silis için kaynak oluşturdukları, silis ve demirin çözeltiler içinde iyonik durumdan daha çok kolloidal durumda taşındıkları, birincil cevherleşmenin; su içine boşalan çözeltilerden Fe(III) hidroksit, Fe-silikatlar ve silisin, viskozitesi yüksek jelsi çamurlar şeklinde hızlı bir şekilde çökelmeleri sonucu oluştuğu, ikincil cevherleşmelerin ise; akıntıların ve dalgaların etkisiyle bu oluşumlardan türeyen kırıntıların yeniden çökelmesi sonucu, diyajenez sırasında Fe(III)- hidroksitlerin hematit ve manyetite dönüştükleri, yeni volkanik faaliyetlerle ilişkili hidrotermal alterasyonlar sırasında spekülarit ve pirit gibi minerallerin de oluşabildiği ve yüzeysel bozunma süreçleri ile cevherleşmelerde çeşitli mineralojik değişikliklerin geliştiği düşünülmektedir

13 3 5 Kimyasal Kalıntı Tipi (Lateritik) Demir Yatakları
Kimyasal kalıntı tipi demir yatakları, demirce zengin silikatlı minerallerden oluşan mafik ve özellikle ultramafik kayaçların yüzeysel koşulların etkisiyle bozunması sırasında ortamın Eh ve pH koşullarına bağlı olarak demir dışındaki bileşenler ortamdan yıkanıp giderken, demirin bozunma bölgesinde hidroksitli ve oksitli mineraller şeklinde zenginleşmesi sonucu oluşmuş yataklardır Bu tür oluşumlar, kaynak kayaç üzerinde sarı-kahverengi renkli, toprağımsı görünümlü örtüler şeklindedirler (Şekil 133)

Şekil 133 Kimyasal kalıntı tipi demir yataklarının şematik görünümü

Ultramafik kayaçların bileşiminde MgO, FeO ve SiO2 ana bileşen olarak bulunmaktadır Bunlardan magnezyumun hareketliliği çok yüksek olup, su içinde Mg2+ iyonu şeklinde ortamdan yıkanıp gitmektedir Diğer iki bileşen olan demir ve silisin hareketlilikleri birbirinden çok farklı olup, demirin hareketliliği asitik pH koşullarında, silisin ki ise bazik pH koşullarında yüksek olmaktadır (Bölüm 5; Şekil 54) pH 7 civarında ise silisin hareketliliği demirinkinin 100 katı kadardır Bunun sonucu olarak nötr ve bazik pH'lı bölgelerde ultramafik kayaçların bileşiminde bulunan magnezyum ve silis yıkanıp giderken demir bozunma bölgesinde kalacak ve bu yataklar oluşabilecektir
Bu yataklarda demir zenginleşmesi doğrudan demir dışındaki bileşenlerin yıkanıp bozunma ortamından uzaklaşmasına bağlı olup, bu yıkanma ne kadar iyi ise oluşacak demir yatakları da o derece zengin olacaktır Silis yıkanmasının iyi olmadığı durumlarda bu oluşumlar silisli oldukları için sarı-kahverengi renkli ve sert örtüler şeklinde gözlenirler Ortam pH'ının asitik olduğu durumlarda ise demir ortamdan yıkanıp gidecek ve geride silisçe zengin bir örtü kalacaktır

Bu yataklarda cevher mineralleri limonit veya limonitten itibaren oluşmuş hematit şeklindedir Alt seviyelerde nikel zenginleşmeleri de gözlenebilmektedir Bu yatakların iyi gelişebilmesi için sıcak ve yağışlı bir iklim, oluştuktan sonra aşınıp yok olmamaları için de az engebeli ve az eğimli bir topoğrafya gereklidir
Benzer koşullar altında bu süreçlerle daha önce oluşmuş diğer tip yatakların zenginleşmeleri de mümkün olup, pek çok yatakta bu zenginleşmenin geliştiği ve/veya izlerinin bulunduğu görülmektedir

13 3 6 Sünger / Bataklık Tipi Demir Yatakları
Yukarıdaki lateritik demir yataklarının oluşumu ile ilgili anlatımlardan anlaşılacağı gibi asitik pH koşullarında demirin hareketliliği yüksek olup, kayaçların bozunması sırasında su içinde çözülü iyonlar şeklinde bozunma bölgesinden uzaklaşmaktadır Sünger tipi demir yatakları bu şekilde su içinde çözünmüş demir iyonlarının ya yeraltı su seviyesine kadar veya yakındaki bir sulu ortamın kenarına kadar taşınması ve ortamda pH'ın bazikleşmesi veya Eh'ın yükselmesi sonucu çökelerek zenginleşmeleri şeklinde oluşmuş yataklardır Birinci durumda yatağın üst kısmında açık renkli ve silisçe zengin bir kabuk gözlenir Ikinci durumda ise yer yer oldukça ince tabakalanmaların ve/veya laminalanmaların geliştiği sedimanter bir cevherleşme oluşur (Şekil 134)



Şekil 134: Sünger tipi demir yataklarının olasıl oluşum yerleri ve modelleri (A Bozunma bölgesinde YAAS yakınlarında oluşum, B Yakındaki bir sulu ortamın kenarında oluşum)

Demirin bozunma bölgesinden serbestleşmesini ve uzaklaşmasını sağlayan asitik pH koşullarının özellikle bölgede iyi gelişmiş bitki örtüsü ve çürüyerek organik asitlere dönüşmüş bitki artıklarınca sağlandığı düşünülebilir Ayrıca köken kayaç içindeki sülfürlü mineraller de pH'ın asitikleşmesinde ve bozunmanın hızlanmasında etkili olabilirler

13 3 7 Oolitik (Ironstone) Demir Yatakları
Bu tip demir yatakları, karbonatlı ve silisli çökellerle birlikte gözlenmektedirler Cevher içinde çapraz tabakalanma, çamur çatlakları, canlı artıkları, oolitik yapı ve sığ sulu ortamlara özgü diğer özellikler ile yer yer konglomera mercekleri gözlenmekte olup, deniz kıyısı ve/veya kıta yokuşu ortamlarda oluştukları düşünülmektedir Ayrıca bazı yataklarda kompleks transgresif ve regresif tekrarlanmaların geliştiği saptanmıştır
Özellikle Avrupa kıtasında geniş bir alan üzerinde Üst Paleozoyik ve Erken Mesozoyik sahalarda yaygın olarak gözlenmektedirler Ancak daha genç sahalarda da örnekleri vardır
Cevher minerali olarak kimyasal sedimanter ve diyajenetik süreçlerle oluşmuş oksitli, karbonatlı, silikatlı ve az miktarda da sülfürlü mineraller gözlenmektedir Oksitli minerallerden hematit, limonit ve ender olarak manyetit, karbonatlı minerallerden siderit ve demirce zenginleşmiş diğer karbonat mineralleri, silikatlı minerallerden ise özellikle şamozit yaygındır Cevherleşmelerden bazılarında oksitli, bazılarında ise karbonatlı mineraller hakimdir
Bu cevherleşmelerde oolitik yapı hakim olup, oolitler genellikle merkezlerinde bulunan bir cevhersiz kırıntının üzerinde büyümüş genellikle yuvarlaklığını korumuş oluşumlar şeklindedirler Yer yer deformasyonlar etkisi ile yassılaştıkları da gözlenmektedir Yer yer karbonatlı mineralleri ornatarak oluşmuş hematitli kesimler de bulunmaktadır Oolitlerin şamozit, kalsit ve limonitik tozlardan oluşmuş bir bağlayıcı ile tutturuldukları görülmektedir Yüzeye yakın kesimlerde bağlayıcı malzeme içindeki karbonatların çözülmesi sonucu oolitlerin serbestleştikleri ve cevherleşmenin toprağımsı bir görünüm kazandığı gözlenmektedir
Bu yatakların kimyasal bileşimleri çok heterojen olup, hem demir tenörü (%35-63 Fe), hem de karbonat/silikat oranı çok değişmektedir Yer yer CaO ve P2O5 içerikleri çok yükselmektedir Aşağıda anlatılacak bantlı tip demir yataklarından fosfat içeriklerinin yüksek oluşu, silis bantlarının azlığı ve karbonat içeriklerinin yüksekliği ile ayrılmaktadırlar
Bu yatakların oluşumunda demirin kökeni tartışmalı olup, demirin akarsularca karalardan getirildiği, deniz suyunca deniz tabanından veya akarsuların getirdiği sedimanlardan çözüldüğü, kıta yokuşuna doğru yükselen deniz tabanı akıntılarınca derin denizel ortamlardan getirildikleri veya su altı volkanik faaliyetlerince sağlandığı gibi görüşler bulunmaktadır Karalara yakın ve sığ denizel ortamlarda gözlenmeleri, yakınlarında volkanik faaliyet gözlenmemesi gibi nedenlerle volkanik getirim dışındaki süreçlerden herhangibiri, özellikle karalardan getirim ve kıta yokuşuna doğru yükselen akıntılarca getirim süreçleri daha mümkün gözükmektedir
ABD'deki Clinton Demir Yatakları ve Avrupa' da geniş bir yayılım gösteren (Fransa, Almanya, Belçika ve Lüksemburg gibi ülkelerde) ve Minette demir tabakaları olarak bilinen oluşumlar bu tipin en belirgin örnekleridir
Taylor (1969), güncel olarak oolitik Fe yataklarının ekvatorun iki tarafında 10o N ve S paralelleri arasında oluştuğuna dikkati çekerek, jeolojik devirler boyunca bu yatakların gözlendiği yerlere göre ekvatorun ve iklimin yer değiştirmiş olduğunu düşünmektedir (Wopfner ve Schwarzbach, 1976' dan)

13 3 8 Bantlı Demir Yatakları
Bu yataklar, Prekambriyen yaşlı birimlerin gözlendiği ABD, Kanada ve Avustralya gibi ülkelerde yaygın olarak gözlenmektedir Dünya demir üretiminin büyük bir kısmı bu yataklardan yapılmaktadır ve 60 milyar tondan daha fazla rezervleri olduğu tahmin edilmektedir
Bu yataklar ilk olarak James (1954) tarafından ince bantlı ve laminalı, %15'ten daha fazla Fe içeren, genellikle çört bantları içeren kimyasal sedimanter kayaçlar olarak tanımlanmışlardır (Edwards ve Atkinson, 1986) En önemli özellikleri çok ince demirli ve silisli bantların 10'larca metreye varan kalınlıkta ardalanmalar oluşturmaları ve bu bantların kilometrelerce devam etmesidir Bantların kalınlıkları 5-30 mm arasında değişmektedir
Bu yataklarda değerlendirilebilir cevher mineralleri hematit, manyetit ve az miktarda siderittir Ayrıca demir silikatlar, stilpnomelan, minnesotait ve pirit te yer yer önemli miktarda bulunmaktadır Yataklarda su derinliğine ve su içinde çözülü O2 içeriğine bağlı olarak oksitli, karbonatlı, sülfürlü ve silikatlı mineral fasiyeslerinin geliştiği belirtilmektedir (James, 1954; Edwards ve Atkinson, 1986' ten) Yatakların ortalama bileşimleri % 30 Fe ve % 45 SiO2 şeklindedir
Bu yatakların oluşum ortamları yer yer açık denizden bir bariyerle ayrılmış, yarı kapalı sığ denizel ortam, yer yer ise açık deniz ortamı özellikleri sunmaktadır Fosil içerikleri birkaç alg ve karakteristik olmayan mikroorganizma fosilleri dışında hiç yok gibidir Bu yatakların pek çoğu ileri derecede metamorfizma geçirmiş veya deforme olmuşlardır Bu nedenle de ilksel özellikleri hemen hemen tamamen silinmiştir
Bu yataklarda zenginleşmiş demirin, kökeni ve oluşum koşulları hakkında çeşitli görüşler bulunmaktadır Önemli görüşleri Stanton (1972), Park ve MacDiarmid (1975), Eichler (1976), Dimroth (1977) ve Edwards ve Atkinson (1986) gibi yayınlardan yararlanılarak aşağıdaki gibi özetlemek mümkündür
i Demir ve silis getirimi su altı volkanizması ile olmuştur Demir ve silis içeren sıcak hidrotermal çözeltiler soğuk ve oksijene doygun deniz suyu ile karşılaştıklarında ürünlerini çökeltmişlerdir
ii Demir ve silis demirce zengin tüflerin ve felsik volkanitlerin bozunması, yerinde oksitlenmesi ve silisleşmesi sonucu oluşmuştur
iii Demir ve silis karalardan akarsularla taşınmıştır Bazı araştırıcılar bu taşınmanın olağan atmosfer koşulları altında hızlı aşınma sonucu küçük boyutlu taneler şeklinde olduğunu düşünürken, bazı araştırıcılar taşınmanın su içinde Fe2+ iyonları şeklinde olabileceği ve oksijen içeriği zengin atmosfer koşulları altında demirin hareketliliğinin az olması nedeniyle oksijence fakir bir atmosferin bulunması gerektiğini düşünmektedirler Ayrıca demirin deniz suyu içinde karalardan taşınmış taneli malzemeden asitik ve indirgen koşullarda çözülmüş olabileceği de düşünülmektedir
Bu yataklarda, demirli ve silisli seviyelerin ardalanmalı çökelimi; volkanizma ile ilgili olduğunu düşünenlerce hidrotermal çözeltilerin farklı zamanlarda demirce veya silisçe zengin olabilecekleri, kimyasal sedimanter görüşü benimseyenlerce ise iklim koşullarındaki ve mikrobiyolojik faaliyetlerdeki dönemsel değişikliklere ve deniz suyunun Eh ve pH koşullarında ki değişimlere bağlı olarak demir ve silisin jeokimyasal özelliklerinde gözlenen farklılıklar sonucu geliştiği şeklinde açıklanmaya çalışılmaktadır

13 3 9 Plaser Tipi Demir Yatakları
Manyetit, hemen hemen tüm kayaç türlerinde gözlenebilen bir aksesuar mineraldir Özellikle mafik ve ultramafik kayaçlarda daha yaygındır Kayaçların yüzeysel koşullarda bozunmaları ve/veya fiziksel olarak dağılmaları sırasında taneler şeklinde serbestleşen manyetit kristalleri özellikle sahil kumları içinde zenginleşebilmektedir Işletilebilir özellikteki plaser demir yataklarının özellikle daha önce başka bir süreçle oluşmuş cevherleşmelerin yakınında yamaç veya yamaç dibi plaserleri şeklinde oluştukları görülmektedir Divriği Yöresindeki C plaseri demir yatağı bu tipin en iyi örneklerindendir Doğu Karadeniz Bölgesindeki sahil kumları içinde de önemli miktarlarda manyetit zenginleşmeleri gözlenmektedir

13 3 10 Metamorfik Demir Yatakları
Yukarıda anlatılan süreçlerle oluşmuş demir yataklarının metamorfizma geçirmiş ürünleri şeklindedirler Özellikle bantlı demir yataklarının hemen hemen tamamı metamorfizma geçirmiş durumda olup, değişik yerlerde bu yataklar üzerinde kontak, dinamik ve bölgesel metamorfizma izleri gözlenmektedir
Metamorfizma etkisi ile hematit ve sideritlerin manyetite, piritlerin pirotine, turinjitin fayalite dönüştükleri, manyetit ve kuvarsın reaksiyonu sonucu fayalit oluştuğu, jel pirit içindeki arsenopiritlerin ayrıştığı ve metamorfizma derecesine bağlı olarak kristal büyüklüklerinin arttığı gözlenmektedir Genel olarak metamorfizma sırasında gelişen reaksiyonlar sonucu demir yataklarının kalitelerinin düştüğü söylenebilir

13 4 Dünya Demir Üretimi
Dünya demir üretimi incelendiğinde; Çin, Eski Sovyetler Birliği, Brezilya gibi ülkelerin başta geldiği görülmektedir (Çizelge, 131)

Çizelge 131: Demir üretici önemli ülkelerin 1993 (Metals & Minerals Ann Rev, 1994 s 54'
ten) ve 1996 (Crowson, 1999; Minerals Handbook 1998-99) yıllarına ait üretim
miktarları (- işaretliler, bilinmiyor veya çok az)



Şekil 135: Türkiye' de önemli demir yatakları ve/veya bölgeleri

13 5 Türkiye Demir Yatakları
13 5 1 Genel Durum ve Dağılım
Ülkemizde demir yatakları içeren önemli bölgeler aşağıda olduğu gibi sıralanabilir (Şekil 135) Ayrıca, Önder (1987), Erseçen (1989) ve Cihnioğlu ve diğ (1994) gibi yayınlarda önemli yataklar hakkında özet bilgiler bulunmaktadır
i Divriği - Kangal (Sivas) - Pınarbaşı (Kayseri) Bölgesi,
ii Hekimhan (Malatya) Bölgesi,
iiiYahyalı çevresi (Kayseri - Niğde - Adana Bölgesi),
iv Bingöl Bölgesi,
v Çamdağ (Sakarya) Bölgesi,
vi Edremit (Balıkesir) Bölgesi
Ülkemizin değişik yerlerinde, değişik süreçlerle oluşmuş, büyüklü küçüklü çok sayıda demir yatağı bulunmaktadır 1993 yılı itibari ile demir-çelik fabrikalarının cevher ihtiyaçlarının % 40 kadarının bu yataklardan üretildiği anlaşılmaktadır Ancak demir cevheri üretiminin ve ekonomik olarak üretim yapılabilen yatak sayısının gün geçtikçe azaldığı görülmektedir Arama faaliyetleri artırılmadığı takdirde bu açık gün geçtikçe artacaktır Ayrıca ülkemizdeki yatakların pek çoğu ya düşük tenörlü veya istenmeyen bileşenleri yüksek olan yataklar şeklindedir Bu yatakların değerlendirilebilmesi için de cevher hazırlama ve zenginleştirme problemlerinin çözülmesi gerekmektedir

13 5 2 Sivas (Pınarbaşı - Kangal - Divriği - Iliç) Bölgesi Demir Yatakları
Sivas Bölgesi' nde, Pınarbaşı (Kayseri)'ndan başlayıp, Iliç (Erzincan)' e kadar devam eden kuşak boyunca, çok sayıda demir yatağı bulunmakta olup, bölge demir yatakları için doğal bir müze durumundadır Bölgede ultramafik kayaçlarla kireçtaşı bloklarından oluşan Divriği Ofiyolitli Karışığı hakim olup, yer yer granitoyitik sokulumlarla kesilmiş ve Neojen yaşlı sedimanter ve volkanik birimlerle örtülmüştür
Bu bölgedeki yataklar, Türkiye demir rezervinin yaklaşık olarak % 216' sını içermektedirler (Cihnioğlu ve diğ, 1994, s57'den)
Divriği yakınlarındaki A ve B Kafa demir yatakları, bölgenin en önemli yataklarıdır Ultramafit - kireçtaşı - granitoyit üçlü dokunağında yataklanmışlardır Bu yataklar, D-B uzanımlı ve G eğimli, masif iç yapılı, büyükçe birer mercek şeklindedirler A Kafa yatağında manyetit ve maghemit, B kafa yatağında ise hematit hakim demir cevher mineralidir Üçlü dokunakta yeralmaları granitoyitlerle ilişkili skarn tipi veya kontak metasomatik tip bir oluşumu düşündürmektedir (Koşal, 1974) Ancak ultramafitler içinde manyetit saçınımları yaygın olup, cevherleşme ofiyolit-granitoyit dokunağı boyunca derine doğru da devam etmekte ve granitoyit dokunağı yakınlarında yeniden kristallenme izleri taşımaktadır (yazarın kendi gözlemi) Dolayısıyla cevherleşmenin granitoyit sokulumundan daha önce oluştuğu ve granitoyit sokulumu sırasında pasif olarak dokunağa yerleştiği ve granitoyitin etkisi ile yeniden kristallenme geçirdiği düşünülebilir Divriği yakınlarındaki Dumluca Fe yatağı ve Kangal yakınlarındaki Davutoğlu Fe yatağı da A ve B Kafa yataklarına benzer özellikler göstermektedirler
A ve B kafa yataklarından türemiş manyetit ± hematit çakıl ve bloklarının bu yatakların doğusundaki yamacın dibinde ve Pliyosen yaşlı çakıltaşları içinde zenginleşmeleri sonucu bölgedeki C-Plaseri olarak bilinen plaser tipi demir yatağı oluşmuştur
Bu yatakların doğusunda, Kızılyatak Sırtı üzerinde kimyasal kalıntı tipi demir zenginleşmeleri gözlenmektedir Akdağ demir yatağı, oluşum anındaki yeraltı su tablası seviyesinde veya yerel bir sulu ortam kıyısında (Eosen yaşlı ?) çökelmiş sünger tipi bir oluşum izlenimi vermektedir Yöredeki Purunsur ve Taşlıtepe yatakları ise, bu yataklardan türemiş çakıl ve blokların Pliyosen yaşlı çakıltaşları içinde zenginleşmesi şeklinde oluşmuş plaser tipi yataklar olarak düşünülebilirler
Diğer yandan Divriği - Kangal arasında ofiyolitler üzerinde silisli ve karbonatlı örtüler çok yaygın olup, içlerinde yer yer hematitli ve limonitli zenginleşmeler (Alacahan Fe yatağı gibi) gözlenmektedir Bu oluşumların tamamen yüzeysel koşullarda oluşmuş kimyasal kalıntı tipi bozunma ürünleri mi, yoksa hidrotermal süreçlerden de etkilenmiş listvenitik oluşumlar mı oldukları tartışmalıdır
Pınarbaşı yakınlarındaki Halkalı Fe yatağı, ultramafitlerle kireçtaşları dokunağında oluşmuş bir yataktır Yakınında granitoyitik sokulumlar gözlenmemektedir Çevresinde silisli ve karbonatlı oluşumlar çok yaygındır Yatakta hematit ve maghemit (± manyetit) hakim cevher mineralidir Sıvı kapanım çalışmaları, yatağın hidrotermal koşullardan etkilendiğini göstermektedir Oluşum bakımından, ultramafik kayaçların bileşiminde bulunan silis ve magnezyumun sıcak sulu çözeltilerce çözülüp, taşınması, demirin ise olduğu yerde kalması şeklinde oluşmuş, hidrotermal kalıntı tipi bir yatak veya iki kayaç türünün dokunağında o günkü su tablası yakınlarında oluşmuş ve hidrotermal süreçlerden etkilenmiş sünger tipi (?) bir yatak olarak düşünülebilir (Sezerer, 1992 ve Yazarın kendi gözlemleri)
13 5 3 Hekimhan (Malatya) Yöresi Demir Yatakları
Hekimhan Yöresinde Hasançelebi, Deveci ve Karakuz yatakları olmak üzere 3 adet önemli yatak bulunmaktadır Bu bölgedeki düşük tenörlü yataklar olup, Türkiye demir rezervinin % 368' ini içermektedirler (Cihnioğlu ve diğ, 1994, s57'den)
Yataklar Üst Kretase yaşlı volkanosedimanter birimler içinde oluşmuşlardır Hasançelebi yatağında manyetit ve hematit, Deveci yatağında siderit, Karakuz yatağında ise hematit hakim cevher mineralleridir Çeşitli çalışmalarda Deveci yatağının volkanosedimanter veya kimyasal sedimanter yataklar olduğu, Hasançelebi yatağının pnömatolitik çözeltilerin yankayaçları skapolitleştirmesi sonucu oluştuğu, Karakuz yatağının ise volkanosedimanter bir yatak olduğu belirtilmektedir (Önder, 1987' den)

13 5 4 Yahyalı Çevresi (Kayseri - Niğde - Adana Bölgesi) Demir Yatakları
Bu bölgedeki yataklar, Türkiye demir rezervinin yaklaşık olarak % 71' ini içermektedirler (Cihnioğlu ve diğ, 1994, s57'den) Bölgedeki yataklar, killi şist, metakumtaşı, kuvarsit, kalkşist ve mermerleşmiş dolomitik ve yumrulu kireçtaşı gibi kayaçlardan oluşmuş Üst Devoniyen yaşlı düşük dereceli metamorfik kayaçlar içinde veya bu kayaçları kesen granitoyitik kayaçlar çevresinde oluşmuşlardır Attepe, Karamadazı, Karaburun, Kovalı, Sayburnu, Nevruztepe-Kurbağapınarı, Dereköy-Karataşlık Fe yatakları bunların en önemli örnekleridir
Bu yataklarda, kontak metasomatik ve/veya skarn tipi oluşum süreçlerinden, metamorfitler içinden yüzeysel veya hidrotermal koşullar altında ikincil zenginleşme ve/veya remobilizasyon süreçlerine kadar oldukça değişik süreçlerin izleri gözlenebilmekte olup, oldukça değişik görüşler ileri sürülmüştür (Ayrıntılı bilgi için; Şenöz, 1985, Oygür, 1986, Temur ve Baş, 1992 ve Cihnioğlu ve diğ, 1994 gibi çalışmalar önerilebilir)

[/I][/SIZE]

13 5 5 Bingöl Bölgesi Demir Yatakları
Bu bölgedeki yataklar, Türkiye demir rezervinin yaklaşık olarak % 58' ini içermektedirler (Cihnioğlu ve diğ, 1994, s57'den) Bölgedeki yataklar düşük tenörlü ve fosfat içeriği yüksek yataklar olup, günümüz de değerlendirilememektedirler Bölgedeki önemli yatakları; Genç-Avnik-Koşal, Genç-Avnik-Hamek, Genç-Avnik-Arduvan, Genç-Avnik-Haylandere, Genç-Avnik-Gonaç, Bitlis-Merkez-Meşesırtı ve Öküzyatağı yatakları şeklinde sıralamak mümkündür (Erseçen, 1989, s 14-15)
Bu demir yatakları Bitlis Masifi içinde tanımlanan Alt Birlik metamorfitleri içinde yeralmaktadırlar Cevherleşmelerin önemli bir kısmı metamorfizma geçirmiş volkanosedimanter kayaçlar içinde bantlar ve mercekler şeklinde olup, metamorfizma öncesinde volkanosedimanter süreçlerle oluştukları düşünülmektedir Cevherleşmeler çevresinde daha sonra gelişen çeşitli süreçlerle ilişkili olarak oluşmuş yeniden dağılım (remobilizasyon) ve yeniden kristallenme ürünü oluşumlar da gözlenmektedir Manyetit ve apatit içermeleri ile karakteristiktirler Ayrıntılı bilgi için; Önder, 1987, Erdoğan ve Dora, 1983, Helvacı, 1984 ve Aral, 1986 gibi çalışmalara bakılması önerilebilir

13 5 6 Çamdağ (Sakarya) Bölgesi Demir Yatakları
Bu bölgedeki yataklar, Türkiye demir rezervinin yaklaşık olarak % 5' ini içermektedirler (Cihnioğlu ve diğ, 1994, s57'den) Bu yataklar, oolitik demir yataklarının tipik örnekleridir

Orta - Üst Devoniyen yaşlı grovak ve kireçtaşları arasında gözlenmektedir Altta karbonatlı, üstte ise silisli cevherleşme gözlenmektedir Alttaki karbonatlı cevherin denizel bir sedimanter ortamda deniz taban topoğrayasındaki dar boğaz ve eşiklere bağlı olarak sideritli ve hematitli oolitler şeklinde çökeldiği, üstteki silisli cevherin ise karbonatlı cevherin bozunması sonucu oluştuğu düşünülmektedir (Önder, 1987)

13 5 7 Balıkesir Bölgesi Demir Yatakları
Bu bölgedeki yataklar, Türkiye demir rezervinin yaklaşık olarak % 2-3 kadarını içermektedirler (Cihnioğlu ve diğ, 1994, s57'den) Balıkesir Bölgesinde bilinen önemli demir yatakları, Ayazmant, Büyükeğmir, Küçükeğmir ve Şamlı yörelerinde bulunmaktadır (Erseçen, 1989 ve Cihnioğlu ve diğ, 1994)
Bunlardan Ayazmant ve Şamlı yatakları Paleozoyik yaşlı metamorfitlerle bunları kesen granitoyitlerin dokunağında ((amfibolit - mermer - granitoyit üçlü dokunağında) gözlenmekte olup, kontak metasomatik yataklar olarak düşünülmektedirler (Önder, 1987) Eğmir yöresindeki yataklar ise porfiri andezit, ayrışmış andezit, andezitik aglomera ve tüflerle ilişkili olarak oluşmuş olup, volkano sedimanter yataklar oldukları düşünülmektedir (Önder, 1987) Ancak bu yatakları yöredeki volkanitlerin yüzeysel koşullarda bozunması sırasında oluşmuş sünger tipi yataklar olarak ta düşünülebilirler

1358 Doğu Karadeniz Bölgesi Demir Zenginleşmeleri
D Karadeniz Bölgesi' ndeki sahil kumları içinde plaser tipi manyetit zenginleşmeleri yaygındır Özellikle Samsun ile Ordu arasında kalan bölgede % 35 - 58 Fe3O4 içerikli 150 Milyon ton kadar rezerv tesbit edilmiştir (Erseçen, 1989, s 19 - 20) Ancak günümüzde herhangi bir işletme faaliyeti bulunmamaktadır

13 6 Kullanım Alanları
Demir, sayılamacak kadar çok geniş bir kullanım alanına sahip, günlük yaşantımızın her noktasında kullanım yeri bulan bir metaldir Bu nedenle kullanım alanlarının anlatılmasına gerek duyulmamıştır