Vanadium as a critical resource: Multi-environment assessment of mafic intrusions and black shale settings in Western and Southern Anatolia, Türki̇ye
Kritik bir kaynak olarak vanadyum: Batı ve Güney Anadolu'daki mafik sokulumlar ve siyah şeyllerin çoklu-ortam değerlendirmesi
- Tez No: 996494
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP DÖNER, PROF. DR. MUSTAFA KUMRAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Jeoloji, Kıymetli madenler, Geology, Precious metals
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ülkemizde'de kritik metal arama çalışmaları halen gelişme aşamasındadır ve yüksek dayanımlı alaşımlar ile enerji depolama teknolojilerinde özellikle vanadyum (V) redoks bataryalarında (VRB) önemli bir metal olarak öne çıkmaktadır. Buna rağmen, ülkemizde V'nin oluşumunu, zenginleşmesini denetleyen jeolojik süreçler yeterince anlaşılamamıştır. Bu tez Batı Anadolu Menderes Masifi'nin orta bölümünde yer alan Neoproterozoyik Azıtepe meta-gabroik intrüzyon (Alaşehir, Manisa) ve Çavuşlar–Kırtıl, Mersin bölgesinde yüzeyleyen Alt–Orta Karbonifer yaşlı siyah şeyller olmak üzere iki farklı jeolojik ortamda oluşan V zenginleşmesini kapsamlı bir şekilde ele alarak mineralojik, petrografik ve jeokimyasal verilerin bütüncül değerlendirilmesi ile magmatik–metamorfik ve sedimanter ortamlardaki V'nin zenginleşmesini, yeniden dağılımını ve mineral konakçılarını kontrol eden süreçleri ortaya koymaktadır. Ayrıca, Azıtepe meta-gabroik sokulumlarındaki V içeren Fe–Ti oksit minerallerinde V'nin zenginleştiği tane boyu fraksiyonunu belirlemek amacıyla düşük bütçeli ilksel fiziksel zenginleştirme deneyleri gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçların gelecekteki V konsantresi ve metalurjik çalışmalara katkı sağlaması hedeflenmiştir. Azıtepe meta-gabroik intrüzyonu, zenginleşmiş ve OIB-benzeri bir mantodan türemiş, yüksek Nb/U ve Nb/Th oranları ile tanımlanan ve kabuksal kirlenmenin düşük olduğu iyi korunmuş bir geç Neoproterozoyik gabrodur (563 ± 1 Ma). Pan-Afrikan temelini oluşturan gözlü gnaysları, mermerleri ve migmatitleri içeren Ödemiş–Kiraz alt masifinin içine yerleşmiş eliptik bir magmatik kütledir. Bu intrüzyon ve çevresindeki Pan-Afrikan temel kayaçlar, Paleozoyik–Alt Triyas örtü birimlerince uyumsuzlukla üzerlenmiş, daha sonra Neojen–Kuvaterner gölsel çökellerle örtülmüş, Alt Miyosen epiklastikleri Orta Miyosen andezitleri tarafından kesilmiştir. Arazi gözlemleri ise intüzyonun iyi korunmuş bir magmatik çekirdeğin etrafında giderek artan metamorfizma derecesiyle karakterize kenar zonlarının geliştiğini göstermektedir. Petrografik olarak meta-gabro ve horblend dominant amfibolit olmak üzere iki kayaç türüne ayrılmışlardır. Meta-gabrolar klinopiroksen (%30–40), ortopiroksen (%5-15), plajiyoklaz (%5-10), amfibol (%0-5), klinozoisit (%0-5) ve önemli miktarda opak mineraller içerirken (%15-25); amfibolitler ise hornblend-dominant amfiboller (% 40-50), plajiyoklaz (%20-30), klinozoisit (%0-5), biyotit (< %1), klorit (%0-5), rutil (%0-15), granat (%0-10) ve opak minerallerden (%5-25) oluşmuştur. Cevher mineralleri Ti-manyetit, manyetit, ilmenit ve daha az oranda hematit dahil olmak üzere Fe-Ti oksitlerdir ve az miktarda götit ve pirit, kalkopirit ve pirotit gibi sülfür mineralleri de görülmektedir. Amfibolit örneklerinde opak mineraller benzer içerikte ve benzer oranlarda bulunmakta ancak dağılımları değişmektedir. Amfibolitler içerisindeki manyetit daha ince ve daha az bulunurken, ilmenit daha önemli bir bölümünü oluşturur. Meta-gabro örnekleri AFM diyagramında toleyitik alanda yer alırken, TAS (Toplam Alkali Silika) diyagramında ise gabro alanına yerleşmektedir; amfibolit örnekleri ise gabro ile peridot-gabro alanlarına dağılmaktadır. Örnekler genel olarak Fe, Ti, Ni, Cr ve V gibi siderofil ve kalkofil elementler bakımından zengin olup V içerikleri meta-gabrolarda 355–473 ppm, amfibolitlerde ise 217–628 ppm aralığında değişmektedir. Azıtepe meta-gabroyik kayaçlarındaki V'nin dağılımını ve bulunduğu mineralleri belirlemek için potansiyel V içeren oksit mineralleri (manyetit, ilmenit ve rutil) üzerinde Elektron Prob Mikro Analiz (EPMA) gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, orta ila yüksek fO₂ koşullarında V'nin ağırlıklı olarak V³⁺ formunda bulunduğunu ve meta-gabrolar ile granat içermeyen amfibolitlerde, iyonik yarıçap ve yük benzerlikleri nedeniyle ilmenit ve rutil yerine öncelikle manyetite (%0,22–%0,70) yerleştiğini göstermektedir. Ti–V ve Ti+V - Ca+Al+Mn diyagramları, meta-gabro içerisindeki manyetitlerin tamamen magmatik alanda yer aldığını, amfibolit içerisindeki manyetitlerinin ise magmatik, magmatik–hidrotermal, IOCG ve porfiri alanlarına yayıldığını ve metamorfik akışkanlarca yeniden dengelendiğini göstermektedir. MO–R₂O₃–TO₂, Cr–Al–Fe³⁺ ve CaO–MgO–Al₂O₃ üçgen diyagramları bu sonuçları desteklemekte; meta-gabro içerisindeki manyetitler Cr'ce ve Al'ce zengin alanlara yayılırken, amfibolit içerisindeki manyetitleri Al'ce zengin manyetit alanına doğru kaymakta olup her iki litoloji de örneklerin çoğu titanomanyetit-II özelliği göstermekte ve toleyitik karakter göstermektedir. Azıtepe metagabroyik kayaçlarında içerisindeki manyetit ve ilmenit bileşimleri köken değerlendirmesi amacıyla küresel Fe–Ti–V yatakları ile karşılaştırılmıştır. Buna göre, meta-gabrodaki manyetitler, yüksek FeO(t), orta TiO₂–V₂O₃ ve düşük Al₂O₃–MgO–MnO içerikleriyle Panzhihua-, Baima- ve Korab Kansi tipi magmatik sistemlerle büyük benzerlik göstermektedir. Amfibolit içerisindeki manyetitler ise daha düşük TiO₂–V₂O₃–FeO(t) ve daha yüksek MgO–MnO içerikleriyle metamorfik yeniden kristallenmeye ve akışkan etkilerine işaret ederek; bazı örnekler ise Abu Ghalaga tipi metamorfize yataklarla örtüşmektedir. MagMin_PT yazılımıyla hesaplanan manyetit–ilmenit çiftleri, meta-gabroların 573–652 °C ve –16.2 ile –17.0 log fO₂ değerlerinde kristalleştiğini ve FMQ tamponuna yakın, orta derecede oksitleyici–hafif indirgen koşullar altında geliştiğini göstermektedir. Amfibolitlerde ise 434–734 °C ve –13.8 ile –28.1 log fO₂ aralığında çok daha geniş bir T–fO₂ spektrumu görülmekte, bu durum metamorfik ve olası hidrotermal etkileri yansıtmaktadır. Bu redoks farklılıkları V'nin davranışını belirgin biçimde etkilemiş; manyetitteki V₂O₃ meta-gabrolar ve granatsız amfibolitlerde ~ %0.70'e ulaşırken, granat içeren amfibolitlerde neredeyse sıfıra yakındır. Buna karşın tüm kayaç V içerikleri büyük ölçüde sabit kalması V'nin sistemden uzaklaşmayıp yeniden dağıtıldığına işaret etmektedir. Petrografik gözlemler ve mineral kimyası verileri, manyetitten ayrılan V'nin garnet, klorit ve klinozoisit minerallerine yeniden dahil edilmiş olabileceğini göstermektedir. Çalışılan diğer alan, Mersin Çavuşlar–Kırtıl bölgesindeki Alt–Orta Karbonifer yaşlı siyah şeyllerindeki V zenginleşmesidir. Çalışılan siyah şeyller, Geyikdağı birliğinin Aydıncık tektonik diliminde yer alan Alt-Orta Karbonifer yaşlı Ziyarettepe formasyonunda bulunmakta, ince–orta taneli ve iyi laminalı olup, kuvars, feldispat ve kalsit minerallerinden oluşmaktadır. X-Işını Difraktometresi (XRD) verileri çalışılan şeyllerde kuvars (%24.8–44.8), feldispat (%4.70–23.3), kalsit (%22.6–46.9) ve illit baskın kil minerallerinin (%14.2–28.8) hakim olduğunu göstermekte, oluşturulan litofasiyes diyagramında ise karışık çamurtaşı alanında yer almaktadır. Jeokimyasal veriler V oluşumu ve buna dair depolanma ortamının redoks koşullarını açığa çıkarmaktadır. Toplam organik karbon (TOC; %1.72–2.79) ve toplam kükürt (TS; %0.64–2.42) değerleri indirgen koşullara işaret etmekte; redoksa duyarlı iz elementlerden V 411–615 ppm, Mo 17–64 ppm ve U ise 4.12–7.14 ppm arasında değişmektedir. Bunun yanı sıra K/Al (0.24–0.33) oranları illitçe zengin bir bileşimi gösterirken, Ti/Al (0.05–0.08) oranları ağır mineral birikiminin olmadığını işaret etmektedir. Hesaplanan element zenginleşme faktörleri Si, K, Ti, P, V, Mo, U ile Pb, Cd, Zn, Cu ve Ni gibi organik madde ile ilişkili elementlerde belirgin artış; Sr, Th ve Zr'de ise tükenme göstermektedir. Yüksek Alan Gerilmeli Elementler (HFSE) dağılımı detrital girdinin sınırlı olduğunu ve ince taneli alüminosilikat girdisinin baskın olduğunu ortaya koymaktadır. Hesaplanan düşük Fe/Ti ve yüksek Al/(Al+Fe) oranlarının yanısıra negatif Eu/Eu* değerleri çalışılan şeyller üzerinde hidrotermal bir etkinin olmadığını göstermektedir. V, U ve Ni ile Al arasındaki zayıf korelasyonlar bu elementlerin otijenik karakterde olduğunu ve paleo-ortam yorumlarında kullanılmasının güvenilir olduğuna işaret etmektedir. V, Mo ve U zenginleşmeleri ile Fe/Al, Th/U ve Corg/P oranlarına göre, çalışılan siyah şeyller epizodik öksinik koşullar ile birlikte suboksik–anoksik koşullar altında depolanmıştır. Birçok redoks göstergesinin birlikte kullanılması, oksijen seviyelerindeki kısa süreli dalgalanmaların hem organik madde korunumu hem de V–Mo–U zenginleşmesi üzerinde doğrudan etkili olduğunu doğrulamaktadır. Çalışılan siyah şeyllerdeki V'nin dağılımı ve jeokimyasal davranışını belirlemek için, petrografik incelemeler ve XRD analizleri ile tanımlanan kil mineralleri üzerinde EPMA analizleri gerçekleştirilmiştir. V, bu kil mineralleri içinde heterojen bir şekilde dağılmış olup, %0.01 ile %0.06 V₂O₃ arasında konsantrasyonlar sergilemektedir. Mineral-kimyası verileri, V'nin Al³⁺'ün yerine geçerek illit ve karışık katmanlı illit-klorit içine düzensiz bir şekilde dahil edildiğini göstermektedir; ancak, tüm kayaç jeokimya verileri V'nin adsorpsiyonu için birincil olmadığını göstermektedir. Buna karşın, güçlü V-TOC korelasyonları (R²=0,61), V'nin birincil olarak organik madde tarafından tutulduğunu ve kil minerallerine ise diyajenez sırasında sınırlı transferin gerçekleştiğini göstermektedir. TS-V (R²=0.38) ilişkisinin olmaması, sülfürlü koşulların V indirgenmesini teşvik etmesine rağmen, genel zenginleşmesini kontrol etmediğini düşündürmektedir. V–TOC ayrım diyagramı ile desteklenen bu bulgular, indirgeyici koşullar altında diyajenezin sonraki aşamalarında organik madde ağırlıklı V tutulumunu yansıtmaktadır. Sonuç olarak, incelenen siyah şeyller için oluşturulan metalojenik paleo-ortam modeline göre, çalışılan şeyller epizodik öksinik aralıklarla beraber suboksik-anoksik redoks koşullarının hakim olduğu, yükselme akımlarına (upwelling) sahip genişletilmiş bir şelf ortamında çökelmiştir. Bu ortamda, deniz suyundaki V⁵⁺, anoksik ile öksinik koşullar altında öncelikle organik madde tarafından, ardından da kil mineralleri tarafından tutulmuştur. Çökelme veya diyajenez sürecinde V, organik madde içinde V⁴⁺ formuna, illit içerisinde ise V³⁺ formuna indirgenmiştir. Bu süreç, denizel siyah şeyllerde organik madde tarafından barındırılan V'ye ilişkin küresel örneklerle uyumlu olarak orta düzeyde bir V zenginleşmesi (411–615 ppm) oluşturmuştur. Bu çalışma kapsamında, küresel V üretiminin başlıca kaynağını oluşturan magnetit ve titanomagnetit minerallerinde yoğunlaşmış Fe–Ti–V oksitlerinin zenginleştirme davranışını değerlendirmek amacıyla, V bakımından zengin Azıtepe meta-gabroyik oluşumlar üzerinde zenginleştirme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu doğrultuda, manyetik duyarlılık ve özgül ağırlık farkına dayalı fiziksel zenginleştirme yöntemleri uygulanmış; kuru disk manyetik ayırma, yaş yüksek şiddetli manyetik ayırma (WHIMS) ve Mozley masası ile gravite ayırma testleri yürütülmüştür. Zenginleştirme deneyleri sonucunda, manyetik ayırma prosesi ile 838 ppm V içerikli manyetik ürün %41 verimle elde edilirken, özgül ağırlık farkına dayalı Mozley masası testlerinde 682 ppm V içeren ağır ürün %63,4 verimle kazanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, V'nin başlıca olarak Fe–Ti oksit fazlarıyla ilişkili olduğunu ve manyetik ayırma yöntemlerinin, özellikle ön zenginleştirme aşamasında, gravite ayırmaya kıyasla daha etkili olduğunu ortaya koymaktadır. Bu tez çalışması, ülkemizde vanadyum zenginleşmesinin iki temsili jeolojik oluşum üzerinden hem magmatik–metamorfik süreçlerle hem de organik–redoks–diyajenez kontrollü sedimanter süreçlerle gerçekleşebileceğini göstermektedir. Her iki ortamda da redoks koşulları, mineral konakçıları ve V zenginleşme derecesi üzerinde temel belirleyicidir. Bulgular, ülkemizde V metallojenisini anlamaya katkı sağlamakta, gelecekteki keşif çalışmalarına yön gösterecek nitelikte olup kritik metal sistemlerinin paleo-ortamlarının yeniden kurulması için önemli bilgiler sunmaktadır. Bununla birlikte, bu süreçlerin daha ayrıntılı biçimde anlaşılabilmesi için ileri düzey çalışmalar gereklidir.
Özet (Çeviri)
Critical metal exploration in Türkiye is still at an early stage, and geological constraints on strategically important elements such as vanadium (V) remain limited. V is a key critical metal due to its use in high-strength alloys and vanadium redox batteries, yet its formation, enrichment, and redistribution processes in Türkiye are poorly understood. This thesis presents a comparative assessment of V enrichment in two distinct geological settings: the Neoproterozoic Azıtepe meta-gabbroic intrusion of the Menderes Massif (western Anatolia) and the Lower–Middle Carboniferous black shales of the Çavuşlar–Kırtıl region (southern Anatolia). By integrating mineralogical, petrographic, geochemical, and mineral chemistry data, the study constrains the physicochemical controls on V behavior in magmatic–metamorphic and sedimentary systems, providing a unified framework for V genesis and mineral hosts across distinct geological environments. In addition, mineral beneficiation experiments were carried out to evaluate the processing behavior of V-bearing phases and their preliminary V recovery potential. Firstly, the Azıtepe meta-gabbroic intrusion (Alaşehir, Manisa) is a well-preserved late Neoproterozoic gabbro (563 ± 1 Ma), forming an elliptical body within the Pan-African basement of the Ödemiş–Kiraz sub-massif, and derived from an enriched, OIB-like mantle source with high Nb/U and Nb/Th ratios and minimal crustal contamination. The intrusion comprises a well-preserved magmatic core and progressively metamorphosed margins, defining two rock types: meta-gabbros and amphibolites. Meta-gabbros consist of clinopyroxene, orthopyroxene, plagioclase, amphibole, clinozoisite, and opaque phases, whereas amphibolites are dominated by amphibole and plagioclase, with clinozoisite, biotite, chlorite, rutile, garnet, and opaque phases. Meta-gabbros host Fe–Ti oxides (15–25 vol%) dominated by Ti-magnetite, magnetite, and ilmenite, with minor hematite, goethite, and sulfides, whereas amphibolites show similar opaque contents (5–25 vol%) but with finer, less abundant magnetite and relatively more ilmenite. The studied meta-gabbroic rocks are enriched in Fe, Ti, Ni, Cr, and V, with V contents of 355–473 ppm in meta-gabbros and 217–628 ppm in amphibolites. Furthermore, EPMA analyses of potential V-bearing oxides (magnetite, ilmenite, and rutile) show preferential V partitioning into magnetite (0.22–0.70 wt.%). Discrimination diagrams (Ti–V; Ti+V vs. Ca+Al+Mn) indicate that meta-gabbro magnetites plot entirely within the magmatic field, whereas amphibolite magnetites extend into magmatic–hydrothermal, IOCG, and porphyry fields due to metamorphic fluid overprinting and re-equilibration. Ternary plots support these trends, with amphibolite magnetites shifting toward the Al-magnetite field and meta-gabbro magnetites spanning both Cr- and Al-rich fields. Most samples fall within the titanomagnetite-II field (MO–R₂O₃–TO₂ diagram), consistent with late magmatic crystallization, and both lithologies plot in the tholeiitic field on the CaO–MgO–Al₂O₃ diagram, indicating a basaltic magma affinity. Magnetite and ilmenite compositions of the studied rocks were compared with global Fe–Ti–V deposit types to assess the genetic affinity of the Azıtepe Fe–Ti–(V) oxides. Meta-gabbro-hosted oxides display geochemical characteristics consistent with high-temperature magmatic crystallization and well-preserved primary signatures, whereas amphibolite-hosted oxides record partial re-equilibration under metamorphic and fluid-assisted conditions. Additionally, the formation conditions of magnetite–ilmenite pairs were evaluated using EPMA data processed with MagMin_PT. Meta-gabbros exhibit temperatures of 573–652 °C and log fO₂ values of –16.2 to –17.0, indicating moderately oxidizing to mildly reducing conditions near the FMQ buffer. In contrast, amphibolites display a much wider T–fO₂ range (434–734 °C; –13.8 to –28.1), reflecting metamorphic and possible hydrothermal overprinting. These redox variations strongly control V behavior: V₂O₃ in magnetite reaches up to ~0.70 wt.% in meta-gabbros and garnet-free amphibolites but decreases to near zero in garnet-bearing samples, indicating metamorphic redistribution rather than loss from the system. Petrographic and geochemical evidence further suggests that V may be released from Fe–Ti oxides and redistributed into silicate phases, particularly garnet, chlorite, and clinozoisite, during progressive metamorphism. The second part of this thesis examines V enrichment in the Lower–Middle Carboniferous black shales of the Çavuşlar–Kırtıl region (Mersin), providing a sedimentary counterpart to the magmatic system described above. The study area is located within the Aydıncık tectonic slice of the Geyikdağı Unit (Central Taurus). The Lower–Middle Carboniferous Ziyarettepe Formation comprises claystone, siltstone, sandstone, dolomitic and clayey limestone, and foliated shale, which constitutes the focus of this study. The shale is dark beige, fine- to medium-grained, moderately sorted, and shows brittle fracture surfaces and well-developed lamination. Petrographic observations indicate that the studied black shales are composed of quartz, feldspar, calcite. These petrographic features align well with XRD results, which show that quartz constitutes 24.8–44.8% of the samples (avg. 35.8%), feldspar ranges from 4.70 to 23.3% (avg. 9.64%), and calcite from 22.6 to 46.9% (avg. 32.4%). Total clay mineral contents are 14.2–28.8% of the bulk composition (avg. 22.1%), with illite dominating the clay fraction at 9.0–22.3% (avg. 15.5%), accompanied locally by kaolinite (0.0–8.7%, avg. 2.06%) and minor chlorite (0.0–2.2%, avg. 1.16%). Lithofacies diagram for studied shales were conducted by using XRD derived mineralogical data and the studied shales fall within the mixed-mudstone area. The geochemical composition of the studied shales provides key insights into V occurrence and their depositional conditions, as reflected in major-, trace-, and rare earth element systematics. TOC (1.72–2.79 wt%; avg. 2.25) and TS (0.64–2.42 wt%; avg. 1.39) indicate generally reducing conditions, supported by elevated concentrations of redox-sensitive elements, with V (411–615 ppm; avg. 518 ppm) and Mo (17.0–64.2 ppm; avg. 35.2 ppm), and comparatively low U contents (4.12–7.14 ppm; avg. 5.82 ppm). K/Al ratios (0.24–0.33) point to an illite-rich composition, while low Ti/Al ratios (0.05–0.08) indicate minimal hydraulic sorting and negligible heavy-mineral accumulation. Additionally, enrichment factors (EFs) for major-, trace-, and rare earth elements in the studied samples were calculated, allowing assessment of elemental enrichment or depletion relative to average shale compositions. It shows enrichment in Si, Fe, K, Ti, and P, as well as in redox-sensitive (V, Mo, U) and organic-associated elements (Pb, Cd, Zn, Cu, Ni), whereas Ca, Mg, Na, Co, and Mn are depleted. Among LILEs and HFSEs, Ba, Be, Ga, and Sc are enriched, while Sr, Th, and Zr are depleted. REE+Y concentrations are overall depleted relative to average shale and chondrite, suggesting limited detrital influx. Paleodepositional conditions were evaluated using trace-element provenance and redox proxies. Fe/Ti (4.19–13), Al/(Al+Fe) (0.55–0.77), negative Eu/Eu* anomalies (0.46–0.84), and ΣREE vs. Cu+Co+Ni and Al₂O₃–Fe₂O₃–MnO diagrams indicate a non-hydrothermal origin of trace metals. Weak correlations of V, U, and Ni with Al (R² = 0.34, 0.09, 0.05) suggest predominantly authigenic enrichment. Enrichment of V (EF avg. 4.45), Mo (avg. 3.57), and U (avg. 1.75), together with Fe/Al (avg. 0.56), Th/U (avg. 1.51), and Corg/P (avg. 156.9), indicates suboxic to anoxic deposition with episodic euxinia, consistent with an oxygen-minimum zone in a continental-slope to outer-shelf setting. Integration of multiple geochemical proxies confirms that short-term fluctuations in oxygen availability influenced organic-matter preservation and the enrichment of V, Mo, and U. Furhermore, EPMA analyses show that V is heterogeneously distributed in clay minerals, with concentrations of 0.01–0.06 wt% V₂O₃, incorporated into illite and mixed-layer illite–chlorite via Al³⁺ substitution, but bulk geochemistry indicates that clays are not the main V reservoir. Instead, strong V–TOC correlations (R² = 0.61) identify organic matter as the dominant host, with limited diagenetic transfer to clays, while the weak TS–V relationship (R² = 0.38) suggests that sulfidic conditions did not control overall V enrichment. Overall, V–TOC relationships indicate organic-dominated V sequestration during late diagenesis under reducing conditions. In summary, a metallogenic paleoenvironmental model was proposed for the studied black shales, indicating deposition in an extended shelf system influenced by upwelling currents, under predominantly suboxic to anoxic redox conditions with episodic euxinic intervals that promoted the development of an oxygen-minimum zone along the continental slope. Within this setting, seawater-derived V⁵⁺ was mainly captured by organic matter and secondarily by clays, undergoing progressive reduction to V⁴⁺ in organic matter and V³⁺ in illite during deposition and early diagenesis, resulting in moderate V enrichment (411–615 ppm). In addition, mineral processing studies were conducted on V-enriched Azıtepe meta-gabbroic rocks to evaluate the beneficiation behavior of Fe–Ti–V oxides, particularly magnetite and titanomagnetite, which represent the principal source of global V production. Accordingly, physical separation techniques based on magnetic susceptibility and specific gravity contrasts were applied, including dry disc magnetic separation, wet high-intensity magnetic separation (WHIMS), and gravity separation using a Mozley table. Magnetic separation yielded a magnetic concentrate containing 838 ppm V with a recovery of 41%, whereas gravity separation produced a heavy fraction containing 682 ppm V with a recovery of 63.4%. Overall, the results indicate that magnetic separation provides more effective upgrading of V-bearing phases in the Azıtepe meta-gabbros, while gravity separation offers limited but complementary enrichment. This thesis study demonstrates, through two representative case examples, that V enrichment in Türkiye: magmatic–metamorphic processes in the Azıtepe intrusion and organic–redox–diagenetic mechanisms in the Carboniferous black shales. These findings not only enhance the metallogenic interpretation of V in Türkiye but also offer valuable guidance for future exploration and for reconstructing paleoenvironments associated with critical metal systems. Further detailed studies are needed to refine these interpretations.
Benzer Tezler
- Kıtaiçi yerüstü su kaynaklarının kalitesinin değerlendirilmesi
Evaluation of the quality of inland surface water resources
NUR AKÇA ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SENAR AYDIN
- Ergimiş boraks banyosunda çeliklere vanadyum karbür kaplama
Vc coating of steels in molten borax bath
SEYED MOHAMMED MOUSAVİ KHOEE
- MXOY(M=Ti, Si, Zn, Al) kaplanmış VO2 nanoçubukların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of MXOY(M=Ti, Si, Zn, Al) coated VO2 nanorods
MUHAMMED CİHAD KÜÇÜKARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM DUYAR COŞKUN
- Yüksek mukavemetli düşük alaşımlı petrol boru çeliklerinin üretimi ve sıcak haddeleme proses optimizasyonu
Production and hot rolling process optimization of high strength low alloy line pipe steels
RAMAZAN TÜTÜK
Doktora
Türkçe
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
- Elektron ışın kaynağı ve otomotiv endüstrisindeki uygulamaları
Başlık çevirisi yok
ERCAN CİHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAHATTİN ANIK