Sedimanter Demir Yatakları
Bir demir madeninin ekonomik olarak değerlendirilebilmesi için gereken tenör >%50
Fe’dir. Ayrıca, cevherde SiO2 ve Al2O3 gibi bileşikler kesinlikle istenmez. Bu tür bir
bileşim sadece sedimanter demir yataklarına özgüdür. Bunlardan en önemlisi bantlı
demir yataklarıdır.
Bantlı demir yatakları (BIF)
Tipik olarak ince katmanlı ve/veya ince laminalı, en az % 15 sedimanter kökenli Fe
içeren, çoğunlukla ince çört katmanlarıyla ardalanmalı kimyasal sedimanter bir kayaçtır.
BIFLER ince tabakalı bir yapıya sahiptirler.
- Her katman 0.5-3 cm kalınlıkta; mm veya daha küçük ölçekte laminalı bir yapı gösterirler.
- BIF’ler silis (çört) katmanları ve demir mineralleri içeren tabakaların ardalanmasından oluşurlar.
- Hematit- çört ardalanması en sık görülendir.
- Bu tür yataklar yüzlerce m kalınlığında ve yüzlerce ve hatta binlerce km genişliğindeki stratigrafik birimler içerisinde oluşurlar.
Bantlı demir yatakları, genellikle Prekambriyen yaşlı kratonik bölgelerde bulunurlar. 2500-1900 milyon yıllar arası dönem, bu yatakların en çok oluştuğu döneme karşılık gelir.
Bu zaman aralığında demir formasyonlarının oluşumunun en önemli nedeni, dünya genelinde, orojenik bir dönemden çok daha duraylı bir döneme geçilmesidir.
Bu duraylı dönemde, sığ kıta içi çöküntüler ve havzalar oluşmuştur. Ayrıca, oluşan bu havzalarda gelişmiş olan ilkel organizmalar fotosentez yaparak oksijen üretmeye başlamışlar ve kıtasal ortamlardan taşınan demirin bu havzalarda oksitlenerek demir-hidroksit halinde çökeltilmesi sağlanmıştır.
Manyetit, hematit ve siderit bantlı demir yataklarında görülen asıl minerallerdir.
Yüzeysel olarak oksitlenip zenginleşmiş cevher kütlelerinde hematit çok daha yaygındır ve bunlar çok daha ekonomiktir. Çünkü doğal BIF yataklar düşük tenörlüdür (%20-35 Fe).
Oluşum havzasındaki jeokimyasal farklılıklardan ötürü, normal bir bantlı demir yatağında, mineral parajenezi sabit olmayıp, bölgeden bölgeye değişim gösterir. Bu tür yataklarda genel olarak 4 ayrı fasiyes bulunur: Oksit fasiyesi, karbonat fasiyesi, silikat fasiyesi ve sülfit fasiyesi.
Oksit fasiyesi : En önemli olan fasiyestir. Fe, spekülarit ve/veya manyetit halinde olup,
oolitik bir yapı gösterir (yani sığ ortam). Kalsit, dolomit ve ankerit türü karbonatlar da bulunabilir. Çört, kriptokristalin tanelerden daha iri tanelere kadar değişen büyüklüklerde olabilir. Manyetit baskın olduğunda, manyetit katmanları Fe-silikat veya karbonat-çört katmanlarıyla ardalanmalıdır. Bu fasiyeste Fe içeriği %30-35’tir. Cevher, manyetik ve graviteyle ayrıma uygun ise işletilebilecek bir durumdadır.
Karbonat fasiyesi :Eşit oranda çört—siderit ardalanmasından oluşur. Manyetit ilavesiyle
oksit fasiyesine, pirit ilavesiyle de sülfit fasiyesine geçiş yapar. Bu fasiyeste siderit, oolitik yapı göstermez. Çökelme, dalga hareket seviyesinin altında bir çamur tabakası halinde gerçekleşmiştir.
Silikat fasiyesi :Fe- silikat, siderit, manyetit ve çört katmanlarından oluşur. Bu fasiyesin hem oksitli ve hem de karbonatlı fasiyesin mineralojik bileşimini kapsaması nedeniyle, Fe silikat her iki fasiyesin oluştuğu ortamlarda oluşmuş olabilir. Bu fasiyesteki birincil Fe silikat mineralleri grenalit, şamozit ve glokonittir. Fe %25-30 olup ekonomik değildir.
Sülfit fasiyesi : Pirit içeren karbonatlı katmanlardan oluşur. Asıl sülfürlü mineral, pirit olup, bazen el örneğinde görülemeyecek kadar ince taneli olabilir. Bu fasiyeste ortalama pirit içeriği yaklaşık %37’dir. Yüksek pirit içeriği nedeniyle, Fe cevheri olamazlar; fakat bazı yerlerde S için işletilebilirler.
Algoma tip BIF yataklar : Vake taşı ve volkanik kayaçlarla yakından ilişkilidirler. Volkanik kayaçlarla olan bu yakın ilişkiye bağlı olarak, Fe’in volkanik kökenli olduğu düşünülebilir. Bu tür yataklar ekzalatif (volkanik-sedimanter çökelim) kökenlidir. Bu tür yataklar oksit, karbonat ve sülfit fasiyeslerini içerirler. Fe -silikatlar daha çok karbonat fasiyesinde bulunur.
Süperior tip BIF yataklar : Dolomit, kuvarsit ve siyah karbonatlı şeyllerle ilişkilidirler. Dolomit, konglomera ve masif çört ile ilişkili olanları da vardır. Volkanik kayaçlarla doğrudan bir ilişki gözlenmez. Kalınlıkları cm’den 1 m’ye kadar değişen ve ritmik olarak ardalanma
gösteren Fe’ce fakir çört bantları karakteristik. Kıtasal şelflerde oldukça sığ , sularda
evaporitik havzalarda ve kıta içi havzalarda oluşuurlar.
- Volkanizmayla İlişkili Olmayan Sedimanter Mangan Yatakları
• Kumtaşı-kiltaşı ilişkili yataklar
• Karbonatlı kayaçlarla ilişkili yataklar
- Volkanojenik Mangan Yatakları
Kumtaşı-kiltaşı ilişkili yataklar
Şelf ortamında ve sığ denizel fasiyeste gelişirler. Bir taraftan cevher içermeyen kaba kırıntılı kayaçlara, diğer taraftan killi tortullara geçiş yaparlar. Kaba kırıntılı kayaçlar içerisinde kömür katmanları da bulunabilir. Mn içeren katman, cm- bir kaç m kalınlıkta ve bir kaç on km uzunluktadır. Oksit zonunda egemen mineral, pirolüzit ve psilomelan; karbonat zonunda egemen mineral ise manganokalsit ve rodokrozittir. Daha derin fasiyeslere doğru geçildiğinde, karbonatlı cevher Mn nodülleri içeren mavi-yeşil renkli kiltaşlarına geçiş yapar. Nikopol (Ukrayna) yatağında Mn tenörü % 15-25, Chiatura (Gürcistan) yatağında ise % 35’e kadar ulaşır. Bu tür yataklarda volkanik katkı yoktur.
Kumtaşı-kiltaşı ilişkili yataklar
Karbonatlı kayaçlarla ilişkili yataklar
Genel olarak karbonatlı istifler içinde yer alırlar. Cevher genellikle bu birimler içinde bulunan pirit içeren siyah şeyllerle ilişkilidir ve onların arasında bulunur. Cevher, küçük merceklerden, çok geniş yayılımlı manganlı kireçtaşı katmanlarına kadar değişen şekillerde bulunabilir. Cevher minerali olarak, çoğunlukla mangan karbonatlar (rodokrozit ve mangano kalsit) bulunur; mangano- stipnomelan da mevcuttur.
Karbonatlı kayaçlarla ilişkili yataklar: Oluşumları
Organik maddece zengin tortul koşulların oluşması. Bu özellik bol yağışlı ortamlarda bol bitki gelişimi ve böylece tortulaşma havzasına bol organik madde girişiyle mümkün olur.
Bitki köklerinin fiziksel ayrışmaya yol açması. Ayrıca köklerin salgıladığı asitler kayaçtan Mn ve Fe’i çözerek çözeltiye alır ve tortulaşma havzasına Mn ve Fe girişi sağlanır. Fe, Fe2+, Fe(OH)2 veya Fe(HCO3)2 şeklinde taşınır. Mn’ın taşınması da buna benzerdir.
Denizel ortama taşınan organik karbon, ortamın oksijenini kullanarak CO2 ve HCO3’e dönüşür. Oksijen tüketiminin devam etmesiyle, ortam indirgen bir karakter kazanır. Bu indirgen şartlarda, organik maddelerin parçalanmasıyla oluşan asitler de ortamın asitik karakter kazanmasına yol açar. Bu koşullarda Mn2+ ve Fe2+ çözeltide kalarak çözeltinin konsantrasyonunu arttırır.
Ortamdaki Mn2+, HCO3 ile birleşerek MnCO3 (rodokrozit) oluşturur. Ortamın oksijen içeriğininartmasıyla da (ki bu regresyonla sağlanabilir) MnCO3, MnO2’ye dönüşür.
Karbonatlı kayaçlarla ilişkili yataklar: Mineraller
Rodokrozit (MnCO3), manganokalsit [(Ca,Mn)CO3], hausmanit (Mn34O4), braunit, pirolüsit (MnO2), kriptomelan, manganit [MnO(OH)] ve psilomelan[(Ba,H2O)2Mn5O10] başlıca cevher mineralleri; kalsit, dolomit, kuvars ve klorit ise başlıca gang mineralleridir.
Volkanizmayla İlişkili (Volkanojenik) Mangan Yatakları
Volkanojenik veya ekzalatif Mn yatakları olarak da bilinirler. Jeolojik olarak en fazla bulunan Mn yatak türü olmasına karşın, ekonomik olarak işletilebilecek boyutlarda Mn yatağı oluşturmazlar. Bu tür yataklar dasitik veya traki-riyolitik volkanik kayaçlarla ilişkilidirler. Cevher genellikle mercek veya yığın şekilli kütleler halindedir. Damar tipi cevherleşme daha az olarak gelişir. Bu tür yatakların en önemli özelliği As, Ba, Cu, Mo, Pb, Sr ve Zn gibi volkanik kökenli olan elementlerin konsantrasyonlarının yüksek olmasıdır.
Biksibit, braunit, psilomelan ve pirolüsit, bu tür yataklarda görülen başlıca cevher
mineralleridir. Ayrıca hematit, rodokrozit, kalsit, manganokalsit, kuvars, kalseduan,
barit, kil mineralleri ve pirit de gözlenebilir.
Volkanojenik mangan yatakları çevresinde sınırlı da olsa hidrotermal bozuşma gözlenir. Özellikle merceğin tavanında veya tabanında bir karbonatlı kayaç (kireçtaşı) bulunur ve bu kireçtaşı, kendisini etkileyen sıcak çözeltiler tarafından Si ve Fe bakımından zenginleştirilmiştir. Bu haliyle, son derece sert, kırmızımsı-kahve renkli bir görünüm kazanmış ve jaspillitleşmiş olan bu altere kayaç, mangan içeren zon için çok iyi bir yol göstericidir.
Güce (Espiye, Giresun), Ocaklı (Maçka, Trabzon), Ebuhemşin (Rize), Çiftlik sarıca
(Ordu) ve Borçka (Artvin). D. Karadeniz Bölgesi mangan yatakları.
