Abstract

The Kırka borate deposit (Miocene), in western Turkey, the most important B2O3 producer at present in the world, exhibits a symmetrical zonation in a lateral sense; it is comprised of: a central body of Na borate (borax), an intermediate zone of Na–Ca borate (ulexite), and a marginal zone of Ca borate (colemanite). This mineral zonation is also developed in a vertical sense, although it is somewhat asymmetrical because of the presence of a discontinuous Mg borate horizon overlying the central body of borax. The genesis of such a mineral zonation in the Tertiary lacustrine borate deposits of the world has been attributed to a number of diagenetic processes. In contrast, we postulate that the Kırka sequence is merely depositional and represents an evaporitic sequence in a lake basin. The existence of a lateral gradient of salinity in the Kırka lacustrine system would have conditioned the concentric pattern of the facies. The various borax lithofacies (chemical, clastic, mixed) present in the central body reflect precipitation in a lake under evolving conditions. These conditions oscillate from a predominant subaqueous setting at variable depths (perennial lake stage), to an interstitial setting (playa-lake stage). The evaporative concentration of the boratiferous solution in the lake, together with the periodic changes in temperature of the water mass, are considered to be the main controls on the crystallization of borax. No petrographic evidence was found for an inyoite-to-colemanite transformation, as previously proposed. Furthermore, the post-depositional burial of the Kırka deposit is considered to be only moderate, and insufficient for such a generalized transformation. The Mg borates represent the ultimate evaporitic precipitates from the fractionation of the initial boratiferous solution, instead of the reaction products between pre-existing borates and groundwaters. The mineral zonation in Kırka is primary, not only for borax and ulexite, but also for both the colemanite forming the marginal zone and the Mg borates overlying the central body of borax.

Abstract

Le gisement de borates de Kırka (d’âge miocène), en Turquie occidentale, le producteur le plus important de B2O3 au monde, fait preuve d’une zonation symétrique latérale; il comprend une masse centrale de borate de Na (borax), une zone intermédiaire de borate à Na–Ca (ulexite), et une zone latérale de borate de Ca (colemanite). Cette zonation minérale est aussi développée dans un sens vertical, quoique le gisement soit quelque peu asymétrique à cause de la présence d’une couche discontinue à borate de Mg par dessus la masse centrale à borax. L’origine d’une telle zonation dans les gisements lacustres tertiaires du monde a été attribuée à une variété de processus diagénétiques. En revanche, nous proposons que la séquence de Kırka n’est que dépositionnelle, et qu’elle représenterait une séquence évaporitique dans un bassin lacustre. L’existence d’un gradient de salinité latéral dans le système lacustre de Kırka pourrait expliquer l’agencement concentrique des faciès. Les divers lithofaciès à borax (chimique, clastique, mixte) présents dans la zone centrale témoignent d’une précipitation dans un lac sous conditions changeantes. Ces conditions vont de milieu subaqueux prédominant à profondeurs variables (stade d’un lac permanent), à un milieu interstitiel (stade d’un lac playa). La concentration évaporative de la solution boratifère dans ce milieu lacustre, ainsi que les changements périodiques de température de la masse d’eau, auraient exercé les contrôles principaux sur la cristallisation du borax. Nous n’avons trouvé aucun signe pétrographique favorisant une transformation de l’inyoïte à la colemanite, proposée antérieurement. De plus, l’enfouissement du gisement de Kırka suite à la déposition n’aurait été que modérée, et non suffisante pour une telle transformation généralisée. Les borates de magnésium représenteraient les précipités ultimes dus au fractionnement de la solution boratée initiale lors de l’évaporation, plutôt que les produits de réaction entre les borates pré-existants et les eaux souterraines. La zonation des minéraux à Kırka est donc primaire, non seulement dans le cas du borax et de l’ulexite, mais aussi dans les cas de la colemanite qui constitue la zone périphérique et des borates de magnésium qui recouvrent la masse centrale de borax.

(Traduit par la Rédaction)

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