Bu çalışma Susurluk (Balıkesir) ilçesinin doğusunda yer alan Tersiyer yaşlı
Çataldağ Granitoyidi ile Mesozoyik kireçtaşı ve mermer dokanağı boyunca gelişmiş
kontak metasomatik skarn zonlarının oluşum ve kökenini belirlemek amacıyla
yapılmıştır.
Bölgede dar bir alanda izlenen endoskarn zonu plajiyoklaz, piroksen ve granat
minerallerinden oluşmuştur. Ekzoskarn zonu ise granat, piroksen, vezüvyanit ve
vollastonit şeklinde genel bir zonlanma sunmaktadır. Elektron mikroprob çalışmaları
ile granatların andradit-grossular; piroksenlerin ise diyopsit-hedenberjit bileşiminde
oldukları ortaya konmuştur. Piroksenlerin Mn/Fe oranları, granatların yüksek andradit
(Fe+3) ve düşük spessartin (Mn+2) + almandin (Fe+2) içerikleri oksitlenmiş W skarn
tipine işaret etmektedir.
Çataldağ Granitoyidi granit-granodiyorit bileşiminde olup sub-alkalen, kalkalkalen ve peralüminyum karakterli I-S tipi bir plütondur. NTE yönelimlerine göre
fraksiyonlanmış ve zayıf Eu anomalisi (Eu/Eu*=0.42–0.93) sunmaktadır. Granitoyitte
farklı NTE içeriği ve Eu anomalisi (Eu/Eu*=1.07-2.44) sunan hidrotermal akışkan
infiltrasyonuna işaret eden bulgular elde edilmiştir. Skarn zonuna ait kayaçlar majör
oksit içeriklerine göre ekzoskarn kalsik karakterlidir. HNTE yönelimleri granitoyidle
uyumlu olmasına karşın mermer etkileşimi ile ANTE bileşimleri artmakta ve Eu negatif
bir anomali sergilemektedir. Prograd ve retrograd evrelerde hidrotermal ve hidrotermal
+ meteorik akışkanların etkileri görülmektedir. Andraditlere ait yüksek NTE değerleri
ve Eu anomalisi (Eu/Eu*= 0.99–4.07) hidrotermal akışkan infiltrasyonu ve
sirkülâsyonuna işaret eden karakteristik parametrelerdir.
Sıvı kapanım çalışmalarında homojenleşme sıcaklıkları ve NaCl eşdeğeri tuzluluk
değerleri endoskarn mineralleri için >600o
C ve >%70; ekzoskarn mineralleri için ise
369o
C - >600 ve >%70 – 14 olarak belirlenmiştir. Granitoyid minerallerinde ölçülen
δ18O (VSMOW) oranları plajiyoklaz için 8.95‰, kuvars için 9.53–12‰ ve biyotit için
2.87–6.82‰ arasında değişmektedir. Skarn zonlarındaki δ18O değerleri ise granat için 5.93–7.44‰, piroksen için 4.68–9.94‰, vollastonit için 4.89–7.45‰ ve vezüvyanit için
6.65 – 8.28‰ arasındadır. Mermer örneklerinden elde edilen δ13C ve δ18O oranları
sırasıyla 4.67–5.31‰ (VPDB) ve 29.83–27.66‰ (VSMOW) arasında olup bu değerler
denizel kökene işaret etmektedir. Skarn kalsitlerinde ise δ13C: –11.60 ile –0.02 ‰ ve
δ18O: +1.21 ile +20.62‰ arasında değişmektedir. Skarn kalsitlerin artan sıcaklık altında
devamlı şekilde meteorik su ile reaksiyonu sonucunda δ13C ve δ18O oranları sistematik
olarak azalmıştır. Endo ve ekzoskarn zonlarına ait piroksen ve vollastonitlerin farklı
δ18O oranlarına sahip olması skarn minerallerinin oluşumu sırasında
dekarbonatlaşmanın etkin olduğuna işaret etmektedir. Dekarbonatlaşma sonucunda
açığa çıkan CO2 ve ayrıca meteorik su karışımı kalk-silika minerallerinde ağır oksijen
ve karbon izotoplarının azalmasına neden olmuştur.
Bölgede ekzoskarn zonunda gelişen sülfit minerallerinin (kalkopirit, bornit) δ34S
izotop değerleri –0.2 ile 2.9‰ (ort 1.78‰) arasındadır. Bu değerler kükürdün
magmatik kökenli olduğunu göstermektedir.
The aim of this work is to determine the mode of occurrence and origin of
contact metasomatic skarn zones which occur along the boundary between the Tertiary
Çataldağ Granitoid and Mesozoic limestone-marbles exposing at east of the Susurluk
town (Balıkesir).
The endoskarn zone which is traced in a narrow zone in the area is composed of
plagioclase, pyroxene and garnet. The exoskarn zone shows a zonation consisting of
garnet, pyroxene, vesuvianite and wollastonite. Electron microprobe analysis yielded
that garnets are of andradite-grossular composition while pyroxenes are of diopsidehedenbergite type. Mn/Fe ratios of pyroxenes and higher andradite (Fe+3) and lower
spessartine (Mn+2) + almandine (Fe+2) contents are indicative of oxidized W skarn type.
The Çataldağ Granitoid with granite-granodiorite composition is of sub-alkaline,
calc-alkaline and peraluminum I-S type pluton. Based on REE trends, it displays
fractionated and weak Eu anomaly (Eu/Eu*=0.42–0.93). Different REE contents and
Eu anomalies (Eu/Eu*=1.07-2.44) of granites suggest hydrothermal fluid infiltration.
Considering the major element contents, rocks of the skarn zone are of exoskarn calcic
character. Although LREE trends are consistent with granitoid, HREE contents are
increased as a result of interaction with marbles. Effects of hydrothermal and
hydrothermal + meteoric fluids are noticeable in prograde and retrograde stages. High
REE compositions of andradites and Eu anomalies (Eu/Eu*= 0.99–4.07) are
characteristic parameters indicating hydrothermal fluid infiltration and circulation.
Homogenization temperatures and salinity values (wt. % NaCl equivalent)
recorded with fluid inclusion studies are >600o
C and >%70 for endoskarn minerals and
369o
C - >600 and >%70 – 14 for exoskarn minerals. δ18O ratios (VSMOW) of samples
from the granitoid minerals are recorded 8.95‰ for plagioclase, 9.53–12‰ for quartz
and 2.87–6.82‰ for biotite. δ18O values of the skarn minerals are 5.93–7.44‰ for
garnet, 4.68–9.94‰ for pyroxene, 4.89–7.45‰ for wollastonite and 6.65 – 8.28‰ for
vesuvianite. The δ13C and δ18O ratios of marble samples are 4.67–5.31‰ (VPDB) and 29.83–27.66‰ (VSMOW) that are conformable with the marine origin. δ13C and δ18O
values of skarn calcites range from –11.60 to –0.02 ‰ and +1.21 to +20.62‰,
respectively. Under increasing temperatures, as a result of continuous interaction of
skarn calcites with the meteoric water, δ13C and δ18O values of calcites are
systematically decreased. Different δ18O ratios of pyroxene and wollastonites of the
endo and exoskarn zones indicate that decarbonation was an effective agent during the
skarn formation. CO2 released from decarbonation and meteoric water infiltration
resulted in depletion of heavy isotopes of calc-silicate minerals.
δ34S values of sulfide minerals (e.g., chalcopyrite and bornite) in the exoskarn
zone are between –0.2 to 2.9‰ indicating that sulfur has a magmatic origin
