Gökçedoğan (Kargı-Çorum) Cu ± Zn cevherleşmesinin jeolojisi ve oluşumu

Abstract

İnceleme alanı Kargı (Çorum)'nın doğusunda Gökçedoğan köyü ve civarını kapsamaktadır. Bölgede Paleozoyik-Kuvaterner yaş aralığında farklı ortamları temsil eden allokton ve otokton nitelikli litostratigrafik birimler yer almaktadır. Tetis okyanusunun yitimi ile ilişkili olarak ortaya çıkan tektonik kuvvetlerin etkisiyle ilksel konumlarını kaybeden istifler kendine özgü stratigrafik dizilimler sunarak tektonik dilimleri oluşturmuştur. Bu dilimler Alt Tektonik Dilim (ATD) ve Üst Tektonik Dilim (ÜTD) olarak tanımlanmıştır. ATD tabandan tavana doğru Triyas-Liyas yaşlı Bekirli metamorfitleri, Üst Kretase-Alt Eosen yaşlı Beşpınar formasyonu ve Üst Kretase yaşlı Kargı Ofiyolitik melanjından oluşmaktadır. ÜTD ise Permiyen neritik kireçtaşları ile Jura-Kretase yaşlı kireçtaşlarının ATD'ye ait Kargı Ofiyolitik Melanjı ile otokton Bekirli metamorfitlerine bindirmesi sonucunda ortaya çıkan istiflerden oluşmaktadır. Tektonostratigrafik konumlarına göre ise ÜTD Gölköy ve Pelitözü tektonik dilimlerine ayrılmıştır. Örtü birimler ise kendinden daha yaşlı istifler üzerine açısal uyumsuzlukla gelmektedir.İnceleme alanında; (i) Stratiform tip Cu-Zn cevherleşmeleri, (ii) Damar tipi Cu±Zn cevherleşmeleri ve (iii) Damar tipi Fe±Cu cevherleşmeleri bulunmakta olup bunlardan stratiform tip Cu-Zn cevherleşmeleri bu tezin kapsamında detaylı olarak çalışılmıştır. Stratiform tip cevherleşmeler, Kömürlükdere ve Göçükdibi Cu-Zn cevherleşmeleri ile temsil edilmektedir. Bu cevherleşmeler Gökçedoğan köyü ve civarında yaygın olarak mostra veren Bekirli formasyonu içerisinde bulunmaktadır. Kömürlükdere cevherleşmesi yaklaşık 400 m, Göçükdibi ise 200 m uzunluğundadır. Cevher zonları ortalama 5-20 m kalınlığa sahiptir. Cevherleşmeler, Bekirli formasyonuna ait metabazit ve kuvarsşist ardalanmalı istif içerisinde, şistoziteye paralel konumda olup sinjenetik karakterlidir. Cevher zonu içerisinde birbirine paralel gelişen cevher bantlarının kalınlığı ise 1-5 cm arasında değişmektedir. Cevher parajenezinde başlıca pirit olmak üzere kalkopirit, sfalerit, magnetit, hematit, kovellit, malakit ve götit mineralleri bulunmaktadır. Cevher zonlarında yapılan jeokimyasal analizlerde metabazitlerdeki Cu ve Zn değerlerinin clark değerine göre 5 kata kadar zenginleştiği ve istif boyunca hem cevher zonunda hem de metabazitlerde Cu, Zn, Fe, Co ve Ni'nin benzer davranış gösterdiği belirlenmiştir. Bu elementlerin hem cevher zonunda hem de metabazitlerde zenginleşmiş olması hem metabazitlerin hem de cevherin aynı havzada çökeldiğine işaret etmektedir. Bantlı cevher zonlarındaki piritlerin δ34S değerleri ‰ 2,06-5,34 aralığında olup (ortalama ‰ 3,90) sülfürün magmatik kökenine işaret etmektedir. Cevher bantlarının metabazitlerle ilişkisi, yan kaya ve cevher zonundaki benzer elementlerin zenginleşmesi cevherleşmenin sin-sedimanter çökelimini göstermektedir. Bölgenin geçirdiği jeodinamik evrim ile yakından ilişkili olan stratiform Cu-Zn cevherleşmeleri yüksek basınç, düşük sıcaklık (HP, LT) şartlarında metamorfizma geçirmiştir. Cevher zonlarının şistoziteye paralel ve cevher içyapısının da mikroskobik olarak yönlenmesi, metamorfizma sürecinde hematitlerin magnetite dönüşümü (muşketovitleşme), ikincil iri piritlerin gelişmesi cevherleşmenin metamorfizma öncesi geliştiğini göstermektedir. Cevherleşmede tespit edilen bu değişiklikler cevherleşmenin metamorfizma geçirmiş bir masif sülfür yatağı olduğunu ve dolayısıyla Kömürlükdere ile Göçükdibi Cu-Zn cevherleşmelerinin metamorfizma öncesi oluşan sinjenetik karakterli volkano-sedimanter (VMS) tipte olduğunu göstermektedir. Cevherleşmeye eşlik eden metabazitlerin toleyitik karakterli olması, jeotektonik olarak MORB ve Levha içi ortam karakteri göstermesi, cevherleşmenin denizel ortamda kıta kenarına yakın konumda özelikle kırıntılı kayaçlar içerisinde gelişmesi bunların Besshi-tipi Cu-Zn yatakları olduğunu göstermektedir. Bu cevherleşme Hanönü masif sülfür yatağına benzer özellikler sunmaktadır.İnceleme alanı tektonik dilimlerin yerleşimi sonrasında iki farklı deformasyon evresi geçirmiştir. Bu evreler sırasıyla NW-SE yönlü sıkışma ve NW-SE yönlü açılma şeklindedir. Bu evrelerde bölgede bir takım yapısal unsurlar gelişmiştir. İkinci deformasyon evresinde Kargı Ofiyolitik Melanjına ait birimler içerisinde yaklaşık olarak NE uzantılı kırık hattı boyunca damar tipi Cu±Zn cevherleşmeleri (Dedeninyurdu, Yergen, Ahmet Ağanın Yeri, Fındıklıyar) gelişmiştir. Cevher parajenezinde kalkopirit, sfalerit, pirit, hematit, bornit, kovellit, götit, malakit, limonit ve kuvars mineralleri bulunmakta ve Cevher damarında pirit, kuvars, serisit ve kaolen mineralleri ile temsil edilen fillik alterasyon gelişmiştir. Cevher damarlarında Cu 75074 ppm'e Zn değeri ise 1820 ppm'e kadar ulaşmakta ve zon boyunca Cu, Zn ve As benzer davranış göstermektedir. Damar tipi Cu-Zn cevherleşmelerine ait piritlerin δ34S değerleri ‰ 3,43-7,02 arasında olup kükürtün magmatik kökenine işaret etmektedir.

The survey area covers Gökçedoğan village and its vicinity to the eastern of Kargı (Çorum). There are allochthonous and autochthonous lithostratigraphic units representing different environments between Paleozoic and Quaternary age range of the region. Tectonic slices have been formed by losing their original positions under the influence of the tectonic forces arising in relation to the loss of the Tethyan ocean by presenting their unique stratigraphic sequences. These slices are defined as Lower Tectonic slices (LTS) and Upper Tectonic slices (UTS). LTS composed of Triassic-Liassic Bekirli metamorphic rocks, Upper Cretaceous-Lower Eocene Beşpınar formation and Upper Cretaceous Kargı ophiolitic melange towards from bottom to top. And UTS consisted of the Permian neritic limestones and the Jurassic-Cretaceous limestones as a result of overthrusting to the Kargı Ophiolitic Melange and the autochthonous Bekirli metamorphics belonging to the LTS. According to their tectonostratigraphic location, UTS Gölköy and Pelitözü are divided into tectonic slices. Cover units come with angular unconformity over older units. In the study area; (i) Stratiform type Cu-Zn mineralizations, (ii) Vein type Cu ± Zn mineralizations and (iii) Vein type Fe ± Cu mineralizations. The stratiform type Cu-Zn mineralizations were studied in detail in this thesis.Stratiform type mineralizations are represented by the Cu-Zn mineralizations of Kömürlükdere and Göçükdibi. These mineralizations are located within the Bekirli formation, which is extensively outcropping around Gökçedoğan village. The mineralization of Kömürlükdere and Göçükdibi are 400 m and 200 m long, with respectively. The ore zones have an average thickness of 5-20 m. Mineralizations are syngenetic in parallel with schistosity within the metabasite and quartzshist sequence of Bekirli formation. The ore bands are parallel to each other in the ore zone vary in thickness from 1-5 cm. There are mainly pyrite minerals and then chalcopyrite, sphalerite, magnetite, hematite, covellite, malachite and goethite minerals in the ore paragenesis. In the geochemical analyzes carried out in the ore zones, it was determined that the Cu and Zn values in the metabasites were enriched up to 5 times according to the clark value and Cu, Zn, Fe, Co and Ni showed similar behaviors in both the ore zone and metabasites. The enrichment of these elements both in the ore zone and in the metabasites indicates that both metabasites and ore have deposited in the same basin. The δ34S values of the pyrite in the banded ore zones are in the range of ‰ 2,06-5,34 (mean ‰ 3.90) indicating the magmatic origin of the sulphide. The enrichment of the ore bands with metabasites and similar elements in the wall rock and ore zone indicate sin-sedimentation of mineralization.The stratiform Cu-Zn mineralization closely related to the geodynamic evolution of the region has metamorphosed under high pressure and low temperature (HP, LT) conditions. The microscopic orientation of the ore zones parallel to the schistosity and the internal structure of the ore suggests that the magnetite transformation of the hematites during the metamorphism (musketovitization) and the formation of the secondary pyrites develop before the metamorphism. These changes in mineralization indicate that the mineralization is a massive sulphide deposit with metamorphism and therefore, the Kömürdere and the Göçükdibi Cu-Zn mineralizations are pre-metamorphic syngenetic volcano-sedimentary (VMS) types. The tholeiitic character of the metabasites accompanied by mineralization, MORB and intraplate characterization of geotectonically, and the development of the mineralization in the marine environment near the continental margin, especially in the clastic rocks, indicate that these are Besshi-type Cu-Zn deposits. This mineralization is similar to that of the Hanönü massive sulphide deposit. The tholeiitic character of the metabasites accompanied by mineralization, MORB and intraplate characterization of geotectonically, and the development of the mineralization in the marine environment near the continental margin, especially in the clastic rocks, indicate that these are Besshi-type Cu-Zn deposits. This mineralization is similar to that of the Hanönü massive sulphide deposit.The investigated area has undergone two different deformation phases after the settlement of the tectonic slices. These phases are in the form of NW-SE directional compression and NW-SE directional extension, respectively. In these phases, some structural elements developed in the region. In the second deformation, the vein type Cu ± Zn mineralizations (Dedeninyurdu, Yergen, Ahmet Ağanın Yeri, Fındıklıyar) developed along the fault line approximately NE extension within the Kargı ophiolitic melange units. Chalcopyrite, sphalerite, pyrite, hematite, bornite, covellite, goethite, malachite, limonite and quartz minerals were present in the ore paragenesis, and phyllic alteration represented by pyrite, quartz, sericite and kaolin minerals in the ore vein. Cu is 75074 ppm and Zn value is up to 1820 ppm, and Cu, Zn and As behave similarly throughout the zone in the ore veins. The δ34S values of the pyrite-type Cu-Zn mineralizations are between ‰ 3,43-7,02 and indicate the magmatic origin of the sulfur.