Kabuksal Karbonatitlerin Nadir Toprak Element potansiyeli

Özkan M., Çelik Ö. F., Çörtük R. M.

Uluslararası Katılımlı 76. Türkiye Jeoloji Kurultayı , Ankara, Türkiye, 15 - 19 Nisan 2024, cilt.1, ss.199

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.199
  • Kocaeli Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Son dönemde yüksek teknolojik ürünlerin temel yapı taşlarından biri haline gelen nadir toprak elementlerine olan talep giderek artmakta olup bu artış, Türkiye'deki nadir toprak elementi maden yataklarının keşfi ve işletilmesi çabalarını hızlandırmış durumdadır. Bu bağlamda, karbonatitler nadir toprak element kaynağının en önemli potansiyellerinden birini oluşturmaktadır. Karbonatitler yaygın olarak metasomatize manto kaynak alanlarından türeyen ve çoğunlukla ekonomik olarak Nb, Ta, Th, Sr, Ba, P ve nadir toprak element içerikleri açısından zenginleşmiş kayaç türleridir. Manto kökenli karbonatitlerden farklı olarak, kıtasal kabuktan türeyen karbonatit oluşumları da dünya genelinde rapor edilmektedir. Bu tür karbonatitler genel olarak iz element, radyojenik ve duraylı izotopik bileşimleri açısından kaynak alanlarında çökel kayaçların varlığına işaret eden jeokimyasal karakteristiklere sahiptirler. Kabuksal kökenli karbonatitlerin genel dağılımına bakıldığında, bunlar Tetis Orojenik Kuşağı ve Orta Asya Orojenik Kuşağı gibi orojenik bölgelerde bulunmaktadır. Bu bölgelerdeki karbonatit oluşumları mekânsal olarak çoğunlukla yüksek dereceli metamorfik kayaçlarla birlikte gözlenmektedir. Yapılan petrojenetik çalışmalar ve saha gözlemleri, kıtasal kabukta karbonat ergimelerinin uygun basınç, sıcaklık ve akışkanların varlığıyla gerçekleşebileceğine dair kanıtlar sunmaktadır. Nitekim, kuzeybatı Türkiye’de, Armutlu Yarımadası’nın doğusundaki yüksek dereceli metamorfik kayaçları kesen karbonatit daykları, kabuksal kökenli karbonatitlerin iyi bir örneğini oluşturmaktadır. Armutlu Yarımadası karbonatitleri, düşük 143Nd/144Nd ve yüksek 87Sr/86Sr izotop oranlarına ek olarak, düşük iz (ör. U, Th, Nb, P ve Sr) ve nadir toprak element bileşimleri bakımından çökel kayaçlarla benzer jeokimyasal karakteristiklere sahiptir. Elde edilen bulgular, Armutlu Yarımadası'ndaki karbonatit dayklarının Geç Jura – Erken Kretase dönemindeki çarpışma olaylarıyla ilişkili olarak kıtasal kabuktaki karbonatlı materyallerin anatektik olarak ergimesi sonucunda oluştuğunu düşündürmektedir. Bu kapsamda, bu türlü oluşumlarda nadir toprak element potansiyelinin yüksek dereceli metamorfik sahalardaki kabuksal kökenli karbonatitler için daha kapsamlı bir şekilde araştırılması önerilmektedir.

Recently, the demand for rare earth elements, which have become essential components of high-tech products, has been steadily increasing, and this increase has accelerated the efforts for the exploration and exploitation of rare earth element deposits in Türkiye. In this context, carbonatites are one of the most significant potential sources of rare earth elements. Carbonatites are commonly derived from metasomatized mantle sources and are often enriched in economically valuable elements such as Nb, Ta, Th, Sr, Ba, P, and rare earth elements. Unlike mantle-derived carbonatites, carbonatites derived from the continental crust are also reported worldwide. The geochemical characteristics, including trace elements, radiogenic, and stable isotopic compositions of these carbonatites, suggest the presence of sedimentary rocks in their source areas. The crustal carbonatites are commonly found in orogenic belts such as the Tethyan Orogenic Belt and the Central Asian Orogenic Belt. Carbonatite formations in these areas are mostly associated with high-grade metamorphic rocks. Petrogenetic studies and field observations provide evidence that carbonate melting in the continental crust can occur under specific pressure, temperature, and fluid conditions. On the other hand, carbonatite dykes cutting the high-grade metamorphic rocks from the east of Armutlu Peninsula (northwestern Türkiye), constitute a good example for the crustal-derived carbonatites. Geochemical characteristics of carbonatites from the Armutlu Peninsula are similar to those of sedimentary rocks, with their low 143Nd/144Nd and high 87Sr/86Sr isotope ratios and low abundances of trace (e.g. U, Th, Nb, P and Sr) and rare earth elements. In conclusion, a more comprehensive investigation of the rare earth element potential of crustal-derived carbonatites in high-grade metamorphic fields is recommended for such formations.