Fakılar köyü (Çamlıyayla-Mersin) boksit cevherinin mineralojik, jeokimyasal ve kökensel özelliklerinin incelenmesi

Çalışma alanı Orta Torosların doğu kesiminde Bolkar Dağlarının güneyinde yer alan Mersin iline bağlı Çamlıyayla ilçesine ait Fakılar köyü ve çevresini kapsamaktadır. Yöredeki istifin tabanında Triyas yaşlı Dişdöken formasyonu ile Bajosiyen-Santoniyen (Jura-Kretase) yaşlı Demirkazık formasyonu yer almaktadır. Bu temel üzerine açılı bir uyumsuzlukla Miyosen yaşlı kaba kırıntılılar, kil taşları ve karbonatlardan oluşan sırasıyla Gildirli, Kaplankaya ve Karaisalı formasyonları gelmektedir. Bu çalışmanın amacı (Jura-Kretase) yaşlı kireçtaşı-dolimitik kireçtaşı birimleri içerisinde yarı düzenli-düzensiz şekilde zuhur eden boksit cevherinin mineralojik, jeokimyasal ve kökensel özelliklerinin incelenmesidir. Fakılar köyü boksit cevheri makro düzeyde pizolitik-oolitik yapılar gösteren düzensiz bir taban topografyasına sahip karstik bir cevher kütlesi olup, yer yer tabakalı sedimanter yapı özellikleri de gösteren başlıca diyaspor, hematit, kaolinit, illit, götit, lepidokrosit, limonit ve daha az olarak da manyetit, ilmenit, rutil, anatas, pirit, kalsit ve kuvars içeren bir mineral parajenezine sahiptir. Boksit cevheri esas olarak Al2O3 (%49.36- 63.82), Fe2O3 (%11.94- 27.43), SiO2 (%3.22- 9.99) ve AK (%12.60- 15.50); ikinci drecede de TiO2 (%1.69-2.90) ve az miktarda CaO (% 0,14-0,45), MgO (% 0,10-0,30), K2O (%0.01-0.03), P2O5 (%0.04-0.08), MnO (%0.03-0.03), Cr2O3 (% 0.03-0.06) ve Na2O (%<0.01-0.01) ana oksit bileşenlerini kapsamaktadır. Ana oksit içerikleri, Arkeen Sonrası Avusturalyan Şeyllerine (ASAŞ) göre normalize edildiğinde Al2O3, Fe2O3, TiO2, Cr2O3 ve ateşte kayıp (AK) bakımından zenginleştiği; Na2O, K2O, SiO2, MgO, toplam karbon (TOPC) ve toplam kükürt (TOPS) bakımından ise fakirleştiği görülür. Korelasyon bakımından Al2O3-TiO2, CaO-SiO2, AK-MgO ve CaO-MgO arasında kuvvetli, TOPC-K2O arasında orta ve Al2O3-P2O5 arasında da zayıf pozitif korelasyonlar gözlenirken; SiO2-Cr2O3, Al2O3-Fe2O3 arasında kuvvetli, CaO-Cr2O, P2O5-TOP, TOPC-Cr2O3 arasında orta ve Al2O3-K2O arasında da zayıf negatif korelasyonlar gözlenmektedir. Nb, Ta, Zr, Th ve U gibi eser elementler, TiO2 ve Al2O3 ile iyi pozitif korelasyonlar gösterir, bu da söz konusu elementlerin boksitleşme sırasında oldukça hareketsiz oldukları anlamına gelir. İçerikleri nispeten yüksek olan V, Zr, Pb, Zn ve Ni elementlerinin ortalama bollukları sırasıyla 388.83, 494.77, 494.77, 225.33 ve 207.28 ppm'dir. Co, Ga, Sr, Th, Ba, Be, Hf, Nb, Sn, Ta, U, W, Y, Mo, Cu, Sb ve Bi gibi içerikleri daha az olan elementlerin ortalama bollukları ise sırasıyla 34.95, 68.63, 55.45, 71.18, 32, 10.5, 13.78, 42.48, 12, 3, 11.13, 6.95, 61.70, 13.82, 16.73, 8.6, 4.05 ve 31.77 ppm dir. ASAŞ-normalize iz element desenlerine göre Sc, Pb, Zn, Ni, Ga, Nb, Nb, Sr, Ta, Th, U,Y, V ve Zr elementleri zenginleşmiş, buna karşın Rb, Cu, Ba ve Cs elementleri fakirleşmiştir; Co ise hemen hemen immobil bir davranış sergilemektedir. Korelasyon katsayılarına göre elementler birbirleriyle kuvvetli pozitif (Hf-Zr, Nb-Sn, V- As, Co-Ni); orta pozitif (Ba-U); orta negatif (Ga-Cd, Nb- Zr,) ve çok zayıf negatif (Y-Zn) korelasyon ilişkileri göstermektedirler. Cevher numunelerindeki toplam nadir toprak element (ΣNTE La–Lu), hafif nadir toprak element (ΣHNTE La–Eu) ve ağır nadir toprak element (ΣANTE Gd–Lu) konsantrasyonları sırasıyla 311–780 ppm (ortalama 572 ppm) 270–722 ppm (ortalama 523 ppm) ve 41–58 ppm (ortalama 49 ppm) arasında değişmektedir. Sahadan alınan numunelerin nadir toprak element içerikleri ASAŞ ve Kondritin nadir toprak element içerikleri ile normalizesi neticesinde ağır nadir toprak elementleri (ANTE) hafif nadir toprak elementlerine (HNTE), ASAŞ'a göre kısmı ve kondrite göre 10 ile 1000 kat arasında zenginleşerek fraksiyonlaştığı belirlenmiştir. Boksit cevherlerinin negatif Eu (Eu/Eu*=0.66 Ortalama) anomalileri, muhtemelen ayrışma sırasında ana kayacın kalsiyumca zengin plajiyoklaslarının ayrışması ve Eu elementinin ortamdan taşınmasını; pozitif Ce (Ce/Ce*=1.08 Ortalama) anomalileri ise ayrışma zonunda oksidan ortam şartlarında serianit (CeO2) mineralinin oluştuğunu ya da Ce iyonlarının kil parçacıkları üzerine adsorpsiyonu ile zenginleşmiş olabileceğine işaret etmektedir. Boksit cevher örneklerine ait nadir toprak elementleri çok kuvvetli pozitif (La-Ce, Tm-Lu) ve kuvvetli pozitif (Ce-Sm, Eu-Yb); ayrıca ana, iz ve nadir toprak elementler arasında da çok kuvvetli pozitif (Al2O3-Sn, TiO2- Nb); kuvvetli pozitif ve ortra kuvvetli pozitif (Al2O3-Zr, Al2O3-Sm, TiO2- Yb, Al2O3-Lu, TiO2- Nd, P2O5- TNTE); kuvvetli negatif (Al2O3-Ni, TiO2- Co) orta negatif (Fe2O3- Ga, SiO2- Th) ve çok zayıf negatif (Fe2O3-TNTE, SiO2- Zr, SiO2-TNTE) korelasyon ilişkileri göslenmektedir. Fakılar Köyü karstik boksit cevheri ana ve iz element içeriklerine göre yapılan sınıflamalarda demirli boksit ve killi boksit niteliğindedir. Jeokimyasal verilere dayalı köken incelemelerinde Fakılar Köyü boksit cevherinin büyük bir olasılıkla içerisinde yer aldığı karbonat kayaçların çökelmesi sırasında karadan kırıntılı materyal sağlayan felsik kökenli bir magmatik ya da sedimanter kayaç kütlesi ile ilişkili ayrışma-karstlaşma, taşınma ve yeniden çökelme ve ilerleyen ayrışma süreçleri ile ortaya çıkmış olduğu anlaşılmaktadır. Anahtar Kelimeler: Fakılar Köyü, Çamlıyayla-Mersin, Boksit, karstik, Diyaspor, kaolinit, Götit, Hematit, NTE, köken