AKKAYA SÖLESTİN YATAĞININ JEOLOJİSİ, MİNERALOJİK-PETROGRAFİK ÖZELLİKLERİ VE İZOTOP (Sr, S, O, H) JEOKİMYASI (ULAŞ, SİVAS-TÜRKİYE)

Çiğdem Şahin Demir; Ali Uçurum; Ahmet Efe

doi:10.17780/ksujes.657193

EN TR

GEOLOGY, MINERALOGICAL - PETROGRAPHICAL FEATURES, AND ISOTOPE GEOCHEMISTRY (Sr, S, O, H) OF AKKAYA CELESTINE DEPOSIT (ULAŞ, SİVAS-TURKEY)

Abstract

Celestine-bearing evaporite mineralization is widespread in Tertiary evaporitic Sivas Basin. Akkaya Celestine deposit is oldest and the biggest open pit mine in the Sivas area. Akkaya Celestine deposit is Eocene in age and characterized by having massif ore. Based on δD (-88 ‰ ile -117 ‰) and δ18 O (O 16.2 ‰ ile 18.1 ‰) data of evaporite minerals, it can be said that sedimentary water is responsible in the formation of Akkaya Celestine deposit. δ34 S data of evaporites from Akkaya Celestine mine is indicate that origin of S is marine evaporite. High δ34 S values (22.9 ‰ ile 30.6 ‰) of celestine indicate that the dissolved sulphur in basinal brines had undergone partial reduction to sulphide. δ18 O, 87Sr/86Sr (0,707646-0707724-gypsum; 0,707202-0,707391-celestine) with δ34 S suggesting that this evaporite deposit is dominated by a marine signature. All celestine samples have lower 87Sr/86Sr ratios suggest that interstratal brines may have mixed with other circulating fluids (meteoric hydrothermal) that had interacted with the volcanic materials and had undergone Sr isotope exchange.

Keywords

AKKAYA SÖLESTİN YATAĞININ JEOLOJİSİ, MİNERALOJİK-PETROGRAFİK ÖZELLİKLERİ VE İZOTOP (Sr, S, O, H) JEOKİMYASI (ULAŞ, SİVAS-TÜRKİYE)

Öz

Sölestin içeren evaporitler Sivas Tersiyer Havzasında yaygındır. Sivas bölgesinde Akkaya sölestin yatağı en eski ve en büyük açık işletme olup Eosen yaşlıdır ve masif cevher içermektedir. Evaporit minerallerin δD ve δ18 O verilerine göre Akkaya sölestin yatağının oluşumunda etkin olan suyun sedimanter kökenli olduğu söylenebilir.Evaporit minerallerinin δ34 S verilerine göre S’ün kaynağı denizel evaporittir. Sölestinlerin yüksek δ34 S değere sahip olmaları, tuzlu sular içinde çözünmüş kükürt’ün sülfür mineralinin oluşumu için indirgendiğini göstermektedir. Evaporit minerallerinin δ18 O, 87Sr/86Sr ve δ34 S değerleri denizel kökeni işaret etmektedir. Sölestinlerin düşük 87Sr/86Sr orana sahip olmalarının nedeni, tabakalar arası suyun evaporit minerallerinin oluşumu sırasında ortama evaporitlerle ara katkılı volkano sedimanter kayaçlardan beslenen hidrotermal suların katılımını ve böylelikle Sr’u izotopik değişime uğrattıklarını göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Supporting Institution

CÜBAP

Project Number

M-267

Thanks

Sr analizlerinin yapılmasındaki katkılarından dolayı Prof. Dr. Dr. h. c. Muharrem SATIR’a, Dr. Wolfgang SİEBEL’e ve Elmar REİTER’e, (Eberhard Karls Univerasitāt Tübingen, Almanya), Duraylı izotop analizlerin yapılmasında katkılarından dolayı Dr. Greg B. Arehart Dr. Simon R. POULSON ve Crish SLADEK’e (Nevada Duraylı İzotop laboratuarı, Reno NV, ABD), teşekkür ederiz.

References

Aktimur, H.T., Atalay, Z., Tekirli, M.E., Ateş, Ş., Yurdakul. M.E. (1987). Munzur dağları ile Çavuş dağı arasının jeolojik incelemesi. M. T. A. Rapor no. 8320 (yayınlanmamış), Ankara.
Artan, Ü., ve Setsini, G. (1971) Sivas-Zara-Beypınarı bölgesinin jeolojisi. M. T. A. Bull., v. 76, p. 80-97.
Bayhan, H., ve Baysal, O. (1981). Güneş-Soğucak (Divriği-Sivas) yöresindeki sülfit cevherleşmesinin mineralojik ve jenetik incelemesi. H. Ü. Yerbilimleri Der. C. 8, s. 41-52.
Callot, J. P., Ribes, C., Kergaravat, C., Bonnel, C., Temiz, H., Poisson, A., & Ringenbach, J. C. (2014). Salt tectonics in the Sivas basin (Turkey): crossing salt walls and miniba- sins. Bulletin de la Societe Geologique de France, 185(1), 33–42.
Cater, J., Hanna, S., Ries, A., & Turner, P. (1991). Tertiary evolution of the Sivas Basin, central Turkey. Tectonophysics, 195(1), 29–46.
Ceyhan, F. (1987). Sivas GD’sundaki tuz ve jips yataklarının jeolojisi, oluşumu, kökeni ve ekonomik özellikleri: C.Ü. Fen Bil. Enst. Yüksek Lisans Tezi, 107s, (yayınlanmamış), Sivas. Ceyhan, F. (1997). Sivas Çevresindeki Sölestin Yataklarının Jeolojisi, Oluşumu ve Kökeni: C.Ü. Fen Bil. Enst. Doktora Tezi, 223 sayfa (yayımlanmamış).
Craig, H., (1961) Isotopic variations in meteoric waters. Science v. 133, p, 1702-1703.
Çiner, A., Kosun, E., Deynoux, M. (2002). Fluvial, evaporitic and shallow-marine facies architecture, depositional evolution and cyclicity in the Sivas Basin (Lower to Middle Miocene), Central Turkey. Journal of Asian Earth Sciences, 21, 147-165.

Faure, G., and Powell, J.L., 1972, Strontium Isotope Geology. Springer-Verlag, New York, v. 188.
Guezou, J.-C., Temiz, H., Poisson, A., & Gürsoy, H. (1996). Tectonics of the Sivas basin: The Neogene record of the Anatolian accretion along the inner Tauric suture. International Geology Review, 38(10), 901–925.
Gündogan, I., Önal, M., & Depçi, T. (2005). Sedimentology, petrography and diagenesis of Eocene–Oligocene evapor- ites: The Tuzhisar formation, SW Sivas Basin, Turkey. Journal of Asian Earth Sciences, 25(5), 791–803.
Gökçe, A. (1988). Sivas GD’daki jips, sölestin ve kayatuzu yataklarının jeolojisi, oluşumu ve kökeni. C.Ü. Araştırma Fonu Projesi, 64s., Sivas.
Gökçe, A., ve Ceyhan, F. (1988a). Sivas GD’sundaki Miyosen yaşlı jipsli çökellerin stratigrafisi, yapısal özellikleri ve oluşumu. C.Ü. Müh. Fak., Yerbil. Dergi., c. 5, s. 1, s. 91-113, Sivas.
Gökçe, A., ve Ceyhan, F. (1988b). Sivas güneydoğusundaki jips, sölestin ve kayatuzu yataklarının stratigrafik konumu, yapısal özellikleri ve oluşumu. 1. Jeoloji ve Madencilik Semp., Sivas.
Görür, N., Tüysüz, O., Celal Şengör, A. (1998). Tectonic evolution of the central Anatolian basins. Int. Geol. Rev. 40, 831–850.
Helvacı, C., Firman, R., J. (1976). Geological setting and mineralogy of Emet borate deposits, Turkey. Applied Earth Sciences. Extract from Transactions/Sections B of the Inst. Of Mining and Metallurgy. Vol. 85, p. 141-152.
Hoefs, J. (2018). Stable Isotope Geochemistry: 8th Edition, Springer, 437pp.
Kergaravat, C., Ribes, C., Legeay, E., Callot, J. P., Kavak, K. S., & Ringenbach, J. C. (2016,).Minibasins and salt canopy in foreland fold-and-thrust belts: The central Sivas Basin, Turkey. Tectonics, 35(6), 1342–1366.
Kergaravat, C., Ribes, C., Callot, J. P., & Ringenbach, J. C. (2017). Tectono-stratigraphic evolution of salt-controlled minibasins in a fold and thrust belt, the Oligo-Miocene central Sivas Basin. Journal of Structural Geology, 102, 75–97.
Koptagel, O. (1991). Başçayır-Dağönü (Ulaş-Sivas) krom yataklarının jeolojisi, oluşumu ve kökeni. C. Ü. Fen Bil. Enst. Doktora Tezi 233.s (yayınlanmamış).
Koptagel, O.,ve Gökçe, A. (1991). Başçayır-Dağönü (Ulaş-Sivas) yöresinde Divriği Ofiyolitli Karışığının ana bileşenleri ve kromit yataklarının jeolojisi. C. Ü. Müh. Fak. Der. Seri A. Yerbilimleri C. 8, S. 1, s. 101-117.
Kurtman, F. (1973). Sivas- Hafik- Zara ve İmranlı bölgesinin jeolojik ve tektonik yapısı. M.T.A. Dergisi, s. 80, s. 10-32, Ankara.
Legeay, E., Pichat, A., Kergaravat, C., Ribes, C, Callot, J-P., Ringenbach, J-C., Bonnel, C., Hoareau G., Poisson, A., Mohn,P., Crumeyrolle, P., Kavak , K.Ş.,& Temiz, H. (2018). Geology of the Central Sivas Basin (Turkey), Journal of Maps, DOI: 10.1080/17445647.2018.151453
McArthur, J.M., Howarth, R.J., Shields, G.A. (2012). Strontium Isotope Stratigraphy: The Geologic Time Scale 2012, Felix M. Gradstein, James G. Ogg, Mark D. Schmitz, Gabi M. Ogg (editors), Elsevier, Chapter 7, p. 127-144.
Meşhur, M., and Aziz, A. (1980). Sivas baseni jeolojisi ve hidrokarbon olanakları: Unpubl. TPAO Report no. 1530.
Okay, A., Tüysüz, O., Satır, M., Özkan-Altiner, S., Altiner, D., Sherlock, S., Eren, R. (2006). ,Cretaceous and Triassic subduction-accretion, high-pressure–low-temperature meta- morphism, and continental growth in the Central Pontides, Turkey. Geol. Soc. Am. Bull. 118, 1247–1269.
Özcan, E., Less, G., Baydogan, E. (2009). Regional implications of biometric analysis of Lower Miocene larger foraminifera from central Turkey. Micropaleontology 55, 559–588.
Özçelik, O., & Altunsoy, M. (1996) Clastic petrofacies, pro- venance and organic facies of the Bozbel Formation (Lutetian) in the Eastern Sivas Basin (Turkey). Marine and Petroleum Geology, 13(5), 493–501.
Palmer, M. R., Helvacı, C., Anthony, E. Fallick (2004). Sulphur, sulphate qxygen and strontium isotope composition of Cenozoic Turkish evaporites. Chemical Geology 209, 341-356.
Pichat, A., Hoareau, G., Callot, J. P., & Ringenbach, J. C. (2016) Diagenesis of Oligocene continental sandstones in salt-walled mini-basins—Sivas Basin, Turkey. Sedimentary Geology, 339, 13–31.
Pichat, A., Hoareau, G., Callot, J. P., Legeay, E., Kavak, K. S., Révillon, S., ... Ringenbach, J. C., (2018) Evidence of mul- tiple evaporite recycling processes in a salt-tectonic con- text, Sivas Basin, Turkey. Terra Nova, 30(1), 40–49.
Poisson, A., Guezou, J.C., Ozturk, A., Inan, S., Temiz, H., Gursoy, H., Kavak, K.S., Ozden, S.,(1996) Tectonic Setting and Evolution pf the Sivas Basin, Central Anatolia, Turkey: International Geology Review, 38, p. 838-8853.
Poisson, A., Orszag-sperber, F., Temiz, H. (2010). DARIUS Annual Report 2010 – Proposal N ° WD 09-11 Stratigraphy and Polyphased Tectonic Evolution of the Sivas Basin (Central Anatolia, Turkey). pp. 1–48.
Poisson, A., Vrielynck, B., Wernli, R., Negri, A., Bassetti, M.- A., Büyükmeriç, Y., ... Temiz, H.,(2016). Miocene trans- gression in the central and eastern parts of the Sivas Basin (Central Anatolia, Turkey) and the Cenozoic palaeogeographical evolution. International Journal of Earth Sciences, 105(1), 339–368.
Ramdohr, P. (1982) The Ore Minerals and Their Intergrowths, 2 nd English edition from 4th German edition, VI+VII, Pergamon Press, Germany, 1207 pp.
Ribes, C., Kergaravat, C., Bonnel, C., Crumeyrolle, P., Callot, J. P., Poisson, A., ... Ringenbach, J. C. (2015) Fluvial sedi- mentation in a salt-controlled mini-basin: Stratal patterns and facies assemblages, Sivas Basin, Turkey. Sedimentology, 62(6), 1513–1545. 
Ribes, C., Kergaravat, C., Crumeyrolle, P., Lopez, M., Bonnel, C., Poisson, A., ... Ringenbach, J. C.(2017) Factors controlling stratal pattern and facies distribution of fluvio- lacustrine sedimentation in the Sivas mini-basins, Oligocene (Turkey). Basin Research, 29(S1), 596–621.
Ribes, C., Lopez, M., Kergaravat, C., Crumeyrolle, P., Poisson, A., Callot, J. P., ... Ringenbach, J. C. (2018). Facies partitioning and stratal pattern in salt-controlled marine to continental mini-basins: Examples from the Late Oligocene to Early Miocene of the Sivas Basin, Turkey. Marine and Petroleum Geology, 93, 468–496.
Ringenbach, J.-C., Salel, J.-F., Kergaravat, C., Ribes, C., Bonnel, C., & Callot, J.-P. (2013). Salt tectonics in the Sivas Basin, Turkey: outstanding seismic analogues from outcrops. First Break, 31(6), 93–101.
Reuter, H.I., Nelson, A., Iarvis, A. (2007). An evaluation of void‐filling interpolation methods for SRTM data, International Journal of Geographical Information Science, 21:9, 983-1008.
Şahin. Ç. (2006). Akkaya (Ulaş-Sivas) Sölestin Yatağının Jeolojik ve Jeokimyasal İncelemesi. C.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 82p (Yayımlanmamış).
Sirel, E., Ozgen Erdem, N., & Kangal, O. (2013). Systematics and biostratigraphy of Oligocene (Rupelian-Early Chattian) foraminifera from lagoonal-very shallow water limestone in the eastern Sivas Basin (central Turkey). Geologia Croatica, 66(2), 83–110.
Şengör, A., & Yilmaz, Y. (1981). Tethyan evolution of Turkey: A plate tectonic approach. Tectonophysics, 75 (3), 181–241.
Steel, R.R.R. (1998) Architecture of marine rift-basin successions. AAPG Bull. 82, 110–146 Tatar, Y. (1977). Ofiyolitli Çamlıbel (Yıldızeli) bölgesinin stratigrafisi ve petrografisi. M. T. A. Der. S. 88, s. 56-73.
Taberner, C., Marshall, J. D., Hendry, J. P., Pierre, C., Thirlwall, M.F.(2002) Celestite formation, bacterial suphate reduction and carbonate cementation of Eocene reefs and basinal sediments (Igualada, NE Spain). Sedimentology 49, 171-190.
Taylor, J.r., H. P. (1997). Oxygen and and Hydrogen Isotope Relationships in Hydrothermal Mineral Deposits, Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposit, 3rd Edition ed. Barnes, H.L. John Wiley & Sons, New York, p. 229-302.
Tekeli, O., Varol, B., Gökten, E., Kesgin, Y., Özaksoy, V., ve Işık, V. (1992). Sivas havzasının batı kesiminin (Tuzla Gölü- Tecer Dağı arasının ) jeolojisi. TPAO Rapor no. 3173, (yayınlanmamış), Ankara.
Tekin, E. (1995). The Origin of Celestine Occurences in Sivas Basin (NW Ulaş) of Tertiary Age and their Sedimentologic and Petrographical Properties. phD thesis, Ankara University, Ankara, Turkey (in Turkish with English abstract, unpublished).
Tekin, E. (2001). Stratigraphy, Geochemistry and Depositional Enviroment of the Celestine-bearing Gypsiferous Formations of the Tertiary Ulaş-Sivas Basin, East-Central Anatolia (Turkey). Turkish Journal of Earth Sciences, v. 10, p. 35-49.
Temiz, H. (1996). Tectonostratigraphy and Thrust Tectonics of Central and Eastern Parts of the Sivas Tertiary Basin, Turkey. International Geology Review, v. 38, p. 957-971.
Tunç, M., Özçelik O., Tutkun, Z., ve Gökçe, A. (1991). Divriği-Yakuplu-İliç-Hamo (Sivas) yöresinin temel jeoloji özellikleri. Doğa, Tr. J. Of Eng. And Envi. Scie. V. 15, p. 225-245.
Ucurum A., Lechler, P.J., Arehart, G.B., Molnar, F. (2007). Platinum-Group Element, Stable Isotope, and Fluid Inclusion Investigation of the Ultramafic Rock-Hosted Gunes-Sogucak Ni-Cu-Sulfide Mineralization, Gunes Ophiolite, East-Central Turkey: International Geology Review: V.49, no: 2, p. 169-192.
Ucurum A., Sahin Demir C., Arehart, G.B., Pernicka E., Molnár F., Ronald J. Bakker (2015). Geochemistry (87Sr/86Sr, δ18O, δ34S, δD), Fluid Inclusion and Raman Micro-Spectroscopy of Celestine Deposits from the Evaporitic Sarkısla-Celalli Sub-Basin in the Tertiary Sivas Basin,Turkey: European Current Research on Fluid Inclusions (ECROFI-XXIII), Leeds - UK, 27 - 29 June, 2015, Extended Abstracts’ Volume.
Ucurum, A., Sahin Demir C., Efe, A., Hofstra, A. H., Arehart, G.B., Pernicka, E., Molnar, F., Bakker, R.J. (20017). Sr, S, O, and H Isotopic Compositions of Celestine Deposits from the Tertiary Sivas Basin, Turkey: SEG-2017, September 17-20, 2017, Beijing , China, Abstract. Uçurum, A.,, Şahin Demir, Ç., Hofstra, A. (2109). Evaporitik Şarkışla-Celalli Alt Havzası (tersiyer Sivas Hanzası) Sölestin Yataklarının Döteryum izotop Oranlarının Belirlenmesi.: CÜBAP Proje No: M-646, 43 pp.
Yalınız, M. K., Göncüoğlu, M. C., & Oezkan-Altiner, S. (2000) Formation and emplacement ages of the SSZ-type Neotethyan ophiolites in Central Anatolia, Turkey: Palaeotectonic implications. Geological Journal, 35(2), 53– 68.
Yılmaz , A. (1981). Tokat ile Sivas arasındaki bölgede ofiyolitli karışığın iç yapısı ve yerleşme yaşı T. J. K. Bült. C. 24, S.1, s. 31-36.
Yılmaz , A. (1984). Çarpışma sonrası bir çanak örneği: Sivas Havzası, Türkiye 10. Petrol Kongresi TMMOB Petrol Müh. Odası TMMOB Jeofizik Müh. Odası Türkiye Petrol Jeologları Derneği, s. 21-33.
Yılmaz, A. ve diğ. (1990). Sivas ile Şarkışla arasındaki bölgenin jeolojisi. M. T. A. Jeoloji Etüdleri Dairesi, Rapor no. 9090, (yayınlanmamış), Ankara
Yılmaz ve Yılmaz. (2006). Characteristic features and structural evolution of a post collisional basin: The Sivas Basin, Central Anatolia, Turkey. J. Asian Erath Sci., v.27, p. 164-176

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Geological Sciences and Engineering (Other)

Journal Section

Research Article

Authors

Çiğdem Şahin Demir ^*
0000-0002-0630-4924
Türkiye

Ali Uçurum
0000-0002-9548-353X
Türkiye

Ahmet Efe
0000-0002-5989-4753
Türkiye

Publication Date

December 30, 2019

Submission Date

December 9, 2019

Acceptance Date

December 26, 2019

Published in Issue

Year 2019 Volume: 22 Number: 4

DOI

https://doi.org/10.17780/ksujes.657193

IZ

https://izlik.org/JA57CU55XZ

Cite

RIS / Bibtex

APA

Şahin Demir, Ç., Uçurum, A., & Efe, A. (2019). AKKAYA SÖLESTİN YATAĞININ JEOLOJİSİ, MİNERALOJİK-PETROGRAFİK ÖZELLİKLERİ VE İZOTOP (Sr, S, O, H) JEOKİMYASI (ULAŞ, SİVAS-TÜRKİYE). Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 22(4), 215-237. https://doi.org/10.17780/ksujes.657193

Cited By

Economically the Sivas Basin Natural Anhydrite Potential, Reserve Estimation and Geochemical Characteristics, Central Anatolia, Türkiye

Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi

https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1334023

An Analogical and Analytical Approach to the Burçevi Monumental Tomb

Open Archaeology

https://doi.org/10.1515/opar-2025-0060