Orta ve Doğu Toroslarda karbonatlar içindeki Zn-Pb yataklarının oluşumu

Abstract

ÖZET ORTA ve DOĞU TOROSLAR'DA KARBONATLAR İÇİNDEKİ Zn-Pb YATAKLARININ OLUŞUMU 1 Bu çalışma, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, Maden Yataklan-Jeokimya Programı'nda doktora tezi olarak hazırlanmıştır. Bu çalışmayla, mikrotermometrik incelemeler, duraylı kükürt, radyojenik kurşun izotopu ve saha çalışmalarında elde edilen veriler bir bütün olarak değerlendirilerek, Orta ve Doğu Toroslar'da karbonatlar içindeki Zn-Pb yataklarının oluşum süreçlerinin ortaya konması amaçlanmıştır. Çalışmalar, Orta Toroslar'ın Hadim-Bozkır bölgesindeki Katranbaşı -Kızılgeriş ve Küçüksu-Asar Tepe Zn-Pb cevherleşmeleri ile Doğu Toroslar'ın Aladağlar-Zamantı bölgesindeki Ayraklı, Çadırkaya, Delikkaya, Suçatı, Denizovası Zn-Pb yataklarmda sürdürülmüştür. Orta Toroslar'daki (Hadim-Bozkır) cevherleşmelerin tamamı Alt Permiyen yaşlı Pseudoschwagerina'h kireçtaşları içerisinde stratabound tipte, tabakaya uyumlu ve uyumsuz olarak gelişmiştir. Doğu Toroslar'ın Aladağlar-Zamantı bölgesindeki cevherleşmeler ise, Devoniyen-Jura yaş arahğındaki karbonatlı kayaçlar içerisinde tabakalanmaya uyumlu ve uyumsuz olarak gelişmiştir. Mikrotermometrik incelemeler; Ayraklı ve Denizovası yataklarım oluşturan çözeltilerin yüksek tuzluluğa sahip olduklarım (% 14-28 NaCl), çözelti sistemlerinde NaCl, CaCİ2, MgCİ2, LiCİ ve FeCİ2 gibi tuzlamı hakim olduğunu ve Zn ve Pb'nin klorlu çözeltiler şeklinde taşındıklarını göstermektedir. Sıvı kapanım incelemelerinde, Ayraklı Yatağı için 50°C - 229°C, Denizovası Yatağı için ise, 86°C - 162°C arasında değişen homojenleşme sıcaklıkları tespit edilmiştir. Bu veriler, Mississippi Vadisi Tipi Pb-Zn yatakları ile Gays River Pb-Zn yataklarına ait değerlere benzerlikler gösterir. Duraylı kükürt izotopu incelemeleri; Çadırkaya Yatağı'na ait %o +0,34 ile -0,59 arasındaki 534S değerlerin, kükürdün mağmatik bir kaynakla ilişkili olabileceğine işaret etmektedir. Hadim-Bozkır bölgesindeki yataklar ile Delikkaya, Denizovası ve Suçatı yataklarına ait %o +3,43 ile +13,70 arasındaki görece pozitif Ö^S değerleri, sülfürün evrim geçirmiş deniz suyu (formasyon suyu) kökenli olabileceğine işaret etmektedir. Ayraklı Yatağı'na ait %o-5,4 ile -2,12 arasındaki hafifçe negatif 534S değerleri, biyojenik indirgenme proseslerinin de etkin olduğunu göstermektedir. XOrta ve Doğu Toroslar'daki yataklara ait Pb izotop verileri, Pb'nin yüksek radyojenik karaktere sahip olduğunu göstermektedir. Bu durum, kurşunun esas olarak U ve Th'ın parçalanması ile ilişkili olarak yaşlı bir kıtasal kabuktan kaynaklandığına işaret etmektedir. Saha ve analitik verilerimiz, Orta ve Doğu Toroslar'daki Zn-Pb yataklarının birbirini izleyen 3 farklı evrede oluştuğunu göstermektedir. Birinci evrede; Metamorfik masif ve temel kayaçlarda çözülerek taşman Zn ve Pb, karbonatlar içine Üst Permiyen döneminde yerleşerek stratabound tipte yataklar oluşturmuştur (Katranbaşı- Kızılgeriş- Küçüksu- Asar Tepe cevherleşmeleri ile Ayraklı ve Denizovası-Celal Dağ yatakları), ikinci evrede; Oligosen magmatizmasıyla ilişkili Zn-Pb yatakları oluşmuştur (Çadırkaya ve Dündarlı yatakları). Üçüncü evredeki cevherleşmeler ise, Miyosen sonrası tektonizmanın yarattığı ortamlarda, birinci ve ikinci evrede oluşan yatakların remobilizasyonu ile oluşmuştur. *Bu çalışma, istanbul Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Yürütücü Sekreterliği tarafından T-l 164/18062001 sayılı proje ile desteklenmiştir. XI

SUMMARY FORMATION OF THE CARBONATE HOSTED Zn-Pb DEPOSITS IN CENTRAL AND EASTERN TAURUS l This report was prepared as a Ph.D. thesis in the Ore Deposits and Geochemistry Program, Department of Geological Engineering, Graduate School of Science, Istanbul University. The principal aim of this study is to reveal formation of the carbonate hosted Zn-Pb mineralizations in the Central and Eastern Taurids by microthermometric, stable sulfur and radiogenic lead isotopes and field studies. The studied deposits included Katranbaşı-Kızılgeriş, Küşüksu-Asar Tepe Zn-Pb deposits in the Central Taurus, and Ayraklı, Çadırkaya, Delikkaya, Suçatı Zn-Pb deposits in the Aladağlar-Zamantı region in the Eastern Taurus mountains. All the mineralizations in the Central Taurids (Hadim-Bozkir) are strata-bound occur as stratiform or discordant bodies within the Late Permian pseudoschwagerina bearing limestones. The mineralizations in the Aladağlar-Zamantı region in the Eastern Taurids have a similar mode of occurence, but within the Devonian- Jurassic carbonate rocks. Microthermometric studies indicate that the ore-forming solutions responsible for the Ayraklı and Denizovasi deposits have high salinity (14-28 wt%NaCl), and contain predominantly NaCl, CaCİ2, MgCk, LiCİ ve FeCİ2. Zn-Pb were transported as a chloride solutions. It is deterrnined from fluid inclusion studies that, the homogenization temperature is between 50°C and 229°C for the Ayraklı deposit and between 86°C and 162°C for the Denizovasi deposit. These data are similar to those from the Mississippi Valley-type Pb-Zn and Gays River Pb-Zn deposits. S34S values are between %o +0,34 and -0,59 %o for the Çadırkaya deposit indicating that the sulphur may be related to a magmatic source. Relatively positive S^S values between +3,43 and +13,70 %o for the deposits of the Hadim-Bozkir region, and Delikkaya, Denizovasi and Suçatı deposits suggest an evolved sea water (connate) origin for the sulphur. Slightly negative 534S values between -5,4 and -2,12 %o from the Ayraklı deposit suggest involvement of biogenic reduction processes. Pb isotope data from the Central and Eastern Taurus deposits show that the lead has a high radiogenic character, indicating that the lead is derived from an old crustal source by the decay of U and Th. XIIOur data, obtained from field and analytical, suggest the Zn-Pb deposits in the Central and Eastern Taurus were formed in three consequtive stages. In the first stage, stratabound type ores were formed by solutions, which dissolved Zn-Pb from metamorphic massif and basement rocks and transported into the carbonates during the Upper Permian (Katranbaşı- Kızılgeriş-Küçüksu- Asar Tepe mineralization and, Ayrakli, Denizovası-Celal Dağ deposits). In the second stage, Zn-Pb mineralization was related to the Oligocene magmatism (Çadırkaya and Dündarlı deposits). In the third stage, ores were formed by remobilization of the first and second stages during the post-Miocene deformation event. This study was supported by Istanbul University Scientific Research Project Center with the Project number T-1164/18062001. XIII