SEDİMANTER DEMİR VE MANGANEZ YATAKLARI

1 Demir Yatakları

Kıyı platformlarında ve karasal ve yağışlı iklimlerde çökelen, oolitik yapıda ve başlıca Şamozit ((Mg,Fe)4Al4Si2O12.10H2O), Limonit (Fe(OH)3), Götit (Fe(OH)3.nH2O), Hematit (Fe2O3), ve nadiren Manyetit (Fe3O4) içeren yataklardır. Sedimanter Demir yataklarının oluşmasını sağlayan Fe+2 için üç kaynak düşünülebilir. Bunlar karasal aşınma, volkanizma ve deniz tabanı kırıntılarıdır. Bu üç kaynaktan gelen demir, yukarıda kısaca tanımlanan çözünme, taşınma ve çökelme koşullarının etkisi altında demir yataklarını oluşturur.


a-Karasal Aşınma: Demir içeriği yüksek kayaç yapıcı minerallerden oluşmuş bazik-ultrabazik kayaçların kendilerinin ve içerdikleri Manyetit, Hematit, İlmenit gibi minerallerin karasal ayrışıp-aşınmasıyla demir yataklarının oluşması için gerekli demir sağlanmış olur.
b-Volkanizma: Volkanik aktivite ile gelen kompleks tuzlar ve klorürler biçimindeki demirli bileşikler, zamanla suda çözünüp demir yatakları için gerekli demiri sağlayabilir.
c-Deniz Tabanı Kırıntıları: Bazı araştırmacılar, deniz tabanında birikmiş olan gevşek kırıntıların içerdikleri demirin çözeltiye geçerek demir yatakları için gerekli demiri sağladıklarını ileri sürmüşlerdir. Buna göre, deniz suyunun özellikle CO2 açısından zengin kuşağında bulunan kıtasal kırıntılar içindeki demir ayrışıp, iyon haline geçip deniz suyuna karışarak, akıntılarla çökelebileceği uygun koşullara ulaşıncaya kadar taşınabilir ve demir yatağı olarak çökelir.

Ayrışmaya neden olan çözücüler, karbonatlı sular, organik asitler ( hümük asit -bitkilerin çürümesiyle oluşan asit) ve sülfatlı çözeltileridir. +3 değerli demir yüzey sularında çözünmez, çözünebilmesi için +2 değerlikli duruma geçmesi gerekir, organik maddeler buna yardım eder ve ayrışmadan sonra karbonatlı sularla çökeleceği ortama kadar taşınır.

Sedimanter demir yatakları genel olarak 2 gruba ayrılır
1-Denizel ortamlarda gelişen demir yatakları
2-Karasal ortamda yağışlı iklimlerde gelişen demir yatakları

1.1-Denizel Ortamlarda Oluşan Demir yatakları

Denizel demir yatakları arasında iki tip ayırt edilmektedir, bunlar:
a-Oolitik Demir yatakları
b-Jaspilitler ve Demirli Kuvarsitler

a-Oolitik Demir Yatakları

Oolit, sert bir çekirdek etrafında çökelmiş konsantrik halkalardan ibaret tane demektir. Oolitik demir mineralleri bir kuvars tanesinin veya limonitleşmiş yada kloritleşmiş bir organik kırıntının etrafında genişleyen halkalar şeklinde demir oksidin çökelmesiyle oluşurlar. Daha sonra oolit taneleri bir çimentoyla bir birine bağlanırlar. Oolitlerin esası Limonit, oolit tanelerini birbirine bağlayan çimento ise demir silikat veya demir karbonat bileşimlidir. Oolitik Demir Yatakları genellikle "Paleozoyik ve Mezozoyik yaşlı" yataklardır. Paleozoyik yaşlı yatakların esas minerali Hematit dir. Önemli yataklar K. Amerika'da, B. Avustralya'da, Çekoslovakya'da, Fransa'da, Cezayir'de (%50 Fe tenörlü @2 milyar ton rezerv), Portekiz, İtalya, ve Türkiye'de bulunur. Mezozoyik ve daha genç yaşlı yatakların esas minerali zamanın fonksiyonu olarak Limonit' dir. Bu yatakların en önemlilerinin bulunduğu yerler: İngiltere, Fransa (@2 milyon ton ), Almanya, Ukrayna, Mısır, Cezayir, Tunus ve Türkiye. Görüldüğü gibi Oolitik demir yatakları dünyanın farklı bölgelerinde, farklı zamanlarda oluşmuş çok büyük ve çok önemli yataklardır. Tenörleri %40 Fe civarındadır. Oolitik demir yataklarında bulunan başlıca demir mineralleri
-Oksitler: Hematit (Fe2O3), Limonit (Fe(OH)3), Götit (Fe(OH)3.nH2O)
-Karbonat: Siderit (FeCO3)
-Silikatlar: Şamozit ((Mg,Fe)4Al4Si2O12.10H2O),daha az oranda
-Eşlik eden mineraller: Kalsiyum fosfat (CaPO4), Pirit (FeS2), Markasit (FeS2), Galen (PbS2), Sfalerit (ZnS2), Kalkozin (Cu2S), Kalkopirit (CuFeS2)

Türkiye deki yatakların bukunduğu yerler:
Çamdağ-Kocaeli, Araç-Kastamonu; Silifke-Antalya ve Adıyaman ve Örendüz-Anamur( %24-42 Fe tenörü ve 200.000 ton rezerv).

Çamdağ demir yatağı, Silüriyen yaşlı arkoz, kumtaşı, ve konglomera ile başlayan, uyumsuzlukla Alt Devoniyen yaşlı kuvarsa konklomeraları, kil ara katkılı kireçtaşı ve dolomitlerle devam eden sedimanter istif içinde bulunur. Cevherli seriler Orta Devoniyen yaşlıdır. Tabanda 30m. kalınlıkta karbonatlı cevher seviyesi bulunur. Bunun üstünde 8-10m. kalınlıkta kumtaşı ve dolomit birimleri gelir. Daha sonra 1.2-4.5m. kalınlıklı ana cevher katmanı gelir. Cevherli seriler şeyl ve yumrulu kireçtaşı ardalanması ile son bulur. Yatakta cevher oolitik olup hematit, şamozit (en az %15 Fe içeren demirli kayaç), siderit, limonit başlıca demir cevher mineralleridir. Silisli (8.5 milyon ton), karbonatlı (34 milyon ton)ve yumuşak (31 milyon ton) olmak üzere üç tip cevher vardır. Ortalama demir içerikleri %18-41 Fe arasında değişir.

b-Jaspilitler ve Demirli Kuvarsitler

Çok yaşlı (Antrekambiryen yaşlı) demir yataklarıdır. Çok az metamorfizma geçirmişlerdir. Çok ince dokulu, yeniden kristalleşmiş, bol kuvarslı yataklardır. Yataklardaki silisin kaynağının denizaltı volkanizması olduğuna dair görüşler vardır. Hematit ve Manyetit ana cevher mineralleridir. Bu yataklar ancak demir tenörünün zenginleştiği kesimler için ekonomik bir anlam taşır. Örneğin Brezilya'nın normal olarak %25-45 Fe içeren hematitli kuvarsitleri, zenginleşme ile %66Fe 'i geçerek ekonomik değer kazanırlar. Diğer önemli yatak ABD'de ve Antartika'dadır (%33 Fe zenginleştirme ile %63 Fe 'e yükselir).

1.2-Karasal ve Yağışlı İklimlerde Gelişen Demir Yatakları

Denizel demir yataklarına göre daha küçük ve daha az ekonomiktirler. Bu yataklar yakın geçmişin buzul alanlarının bataklık veya göllerinde oluşmuşlardır (Bataklık Demiri). Turba (karbonat kırıntıları içeren tortullar)'ca zengin bu kesimlerde sular hümik asit bakımından zengindir. Bu sular, daha derindeki demirli mineralleri özellikle Biyotit, Olivini, Piroksen gibi Fe içeriği yüksek mineralleri etkileyerek yerlerinden çözer ve bünyesine alır. Bu şekilde Fe' e doyan yeraltı suları bir gölün sığ bölgelerinde oksijene doygun sularla temas edince demirini çöktürür. Bu şekilde hidrojel halinde çökelen demir, daha sonra derinliği 1-3 m. arasında değişen mesafelerde yumrular haline gelir. Bu tür yataklar; Kanada'da, İskandinav Ülkelerinde ve Türkiye' de (Eymir-Balıkesir, Çarmık-Balıkesir) bulunur.

Eymir demir yatağı, Batı Anadolu daki Tersiyer yaşlı volkanizma ve buna bağlı hidrotermal aktivite ile yakın ilişkilidir. Yatak demirin, hidrotermal çözeltiler tarafından demir klorür (FeCl2) şeklinde gölsel ortama taşınmasıyla oluşmuştur. %55-57 FeO, %10-15 SiO2, %2 Al2O3 içerir. Türkiye'nin en önemli bataklık demir yatakları Biga Yarımadası'ndaki Tersiyer yaşlı dasit ve andezitler üzerindeki göl çukurlarında çökelmiştir. Yataklar eski bir lateritik kabuğun, volkaniklere bağlı gelişen hidrotermalitler tarafından aşınması ve taşınması sonunda kimyasal ve biyokimyasal olarak göl ortamında çökelmesiyle oluşmuştur. Edremit İlçesinin 25 km. kuzey doğusunda 550 m. yüksekliğindeki bir sırtı 1300 m. uzunluğunda, 250 m. genişliğinde bir mostra (yüzlek) ile örten Eymir Yatağı, beyaz renkli bir kaolin seviyesi üzerinde oturmaktadır. Genellikle gözenekli ve som cevher ile çakıl taşlı cevherden ibarettir. İyi kaliteli cevher %52-57 Fe içerir. Çakıl taşlarında bu %35-45 Fe arasındadır. Toplam rezerv 13 milyon tondur. Ancak %0.2-0.4 tenörlü arsenik (As) yatağı kullanım dışı bırakmaktadır.

2. Manganez Yatakları

Esasen sahil kesimlerinde ve genellikle oksitler biçiminde çökelen manganez yataklarının oluşumları pek çok yönden sedimanter demir yataklarının oluşumuna benzer. Ancak Mn iyonik potansiyelinin Fe+2 'den daha düşük olamsı, Mn+2 'nin daha duraylı olması ve CO' 'li sularda daha uzun kalabilmesi nedeniyle ayrı yerlerde çökelirler. Ayrıca oolitik yapı Mn yataklarında Fe yatakları kadar yaygın değildir. Mn elde edilen dünyanın önemli yatakları sahil kesimlerinde çökelmiştir. Derin deniz ortamlarında çökelen Mn oluşumları, oksijenin daha sınırlı olmasından dolayı ekonomik değildir. Sedimanter Mn yataklarında görülen önemli mangan cevher mineralleri aşağıda verilmiştir.
Psilomelen (Mn+2,Mn+4)O18.2H2O
Prolüzit (MnO2)
Hausmanit (Mn3O4) Manganit (Mn2O3.H2O)
Vad (Mn+2O.Mn+4O4.H2O)
Rodonit (MnSiO2)
Rodokrozit (MnCO3)
Alabandit (MnS)
Kriptomelan (K(Mn+2,Mn+4)8O16)
Bunlara daha az oranda Limonit, Kuvarsit, Feldispat, Opal, Barit, Pirit, Markasit, Glokoni, ağaç ve bitki parçaları, ve balık kemikleri eşlik eder. Dünyanın en önemli Mn yatakları Rusya (%43-50 Mn, 200 milyon ton), Fas, İsrail, Brezilya, Fransa, Mısır ve İngiltere'de bulunur.

Türkiye'de< ise Trakya (Çatalca; cevher minerali: psilomelan, piroluzit, bunlara limonit eşlik eder.), Karadeniz (Artvin ve Zonguldak ana cevher minerali piroluzit , buna hausmanit ve psilomelan eşlik eder), Orta Anadolu ve Toroslar (Eskişehir, Ankara, Muğla; ana cevher minerali piroluzit ve rodokrozit) ve Batı Anadolu'da (Balıkesir ve Denizli)'de manganez oluşumları tanımlanmış ve zaman zaman isletilmiştir. Türkiye'nin en önemli Manganez yatakları Trakya'da Çatalca'dan itibaren Kırklareline doğru uzanan kesimde yer alır. Bunların en önemlileri Çatalca'ya bağlı Binkılıç ve Çakıl'da yer alır. Buralarda Mangan 40 ile 180 cm. lik kalınlıkları olan seviyeler halinde, bol balık fosilleri içeren marn, kum, kil ve kumtaşı birimleri içinde bulunur. Cevher mineralleri Psilomelan, Piroluzit, ve Limonittir. Siyah renkli ve eli boyayan mangan oluşumları arazide kolayca tanınabilir. Çatalca yöresinde ortalama %20-35 Mn tenörlü toplam 10 milyon ton Manganez oluşumları tanımlanmıştır.