Ağmaşat Yaylası ( Zara - Sivas ) çevresindeki alterasyon zonlarının jeolojik, mineralojik, jeokimyasal ve metalojenik özellikleri

Abstract

Bu tez çalışması, Çorum-Amasya-Tokat-Sivas hattı boyunca yüzlek veren Eosen yaşlı volkanik ve volkanosedimanter kayaçların doğu ucunda yüzeyleyen Eosen yaşlı Karataş Volkanitleri üzerinde gerçekleştirilmiştir. Karataş Volkanitleri, Ağmaşat Yaylası civarında yoğun hidrotermal alterasyon oluşumları göstermekte olup bu alterasyonların henüz bilinmeyen cevherleşmelerle ilişkili olabilecekleri düşünülerek tez konusu ve sahası olarak seçilmiştir. Bu çalışmada, belirtilen alterasyon zonlarının bilinmeyen bir yer altı zenginliğine ait belirtiler olabilecekleri düşünülerek çeşitli jeolojik özellikleri incelenmeye ve olası cevherleşmeler belirlenmeye çalışılmıştır. Karataş Volkanitleri, tabanda volkanik ara katkılı sedimanter kayaçlardan üst seviyelerinde ise andezitik ve bazaltik bileşimli lav ve piroklastik ardalanmasından oluşmaktadır. Mikroskopik ve jeokimyasal incelemeler bu volkaniklerin alkali karakteri yüksek bazaltik andezit bileşimli lav ve piroklastiklerden oluştuğunu göstermektedir. Veriler, bu volkanik kayaçların yaylarla ilişkili alanlarda, yitimle yaklaşan plaka sınırlarında üst kabuk malzemesinin erimesine bağlı olarak oluştuklarını ve fraksiyonal krsitallenme ve magma karışımı süreçlerinin etkili olduğunu göstermektedir. Diğer bölgelere göre, alkali karakterlerindeki yükseklik volkanizmanın üst seviyelerini temsil ettikleri ve/veya yitim zonu eğiminin bölgenin batısından doğusuna doğru azaldığı şeklinde yorumlanmıştır. Hidrotermal alterasyon incelemelerinde, serizitleşme, karbonatlaşma, killeşme (kaolinit, illit, smektit), kloritleşme ve opaklaşma gibi alterasyon türleri mikroskopik ve XRD incelemeleri ile tespit edilmiş sahadaki yayılımları dikkate alınarak; propilitik, fillik, orta ve ileri killi olmak üzere 4 farklı alterasyon zonu ayırtlanmıştır. ASTER SWIR bantlarından yararlanılarak yapılmış uzaktan algılama çalışmalarından belirlenmiş hidrotermal alterasyon minerallerinin ve alterasyon zonlarının yayılımının mikroskopik ve XRD yöntemleri ile belirlenmiş zonlarla örtüştüğü görülmüştür. Hidrotermal alterasyon zonlarının jeolojik harita ve kesitler üzerindeki yayılımları, alterasyon zonlarının inceleme alanı içinde; (i) fay zonlarına, (ii) Karataş Volkanitleri ile Kösedağ Siyeniti dokunağına ve (iii) piroklatik seviyelere bağlı olarak geliştiklerine işaret etmektedir.Örneklerdeki Cu, Pb, Zn, Mo, W, Au, As, Sb, U ve Th içeriklerinin, kıtasal kabuk (KKO), andezit (AO) ve bazalt (BO) ortalama değerleri ile karşılaştırılması sonucu; yörede bu elementler açısından cevher oluşma potansiyelinin bulunduğu anlaşılmıştır. Örneklerden hazırlanmış parlatma bloklarında kılcal çatlaklar boyunca; pirit, kalkopirit, kübanit, bornit, kovellin, kalkosin, manyetit, galenit ve nabit altın oluşumları tespit edilmiştir. Sondaj karotlarından alınmış kuvars damarcıklı örneklerde gerçekleştirilmiş sıvı kapanım incelemelerinden; hidrotermal çözeltilerin NaCl+CaCl2 tuzlarını içerdiği, tuzluluklarının % 12.4 ile 13.1 NaCl eşdeğeri arasında değiştiği ve sıcaklıklarının ise birincil kapanımlarda 303 oC ile 208 oC arasında (Ort. 259.5 °C), ikincil kapanımlarda 245oC ile 144.9 oC arasında (Ort. : 182.5 °C) değiştiği belirlenmiştir. Oksijen ve hidrojen izotopları jeokimyası incelemeleri, yöredeki hidrotermal mineral oluşumlarında ya magmatik ve meteorik kökenli suların karışımı sürecinin etkili olduğunu veya yöredeki magmatik kayaçlar içine sızan meteorik kökenli suların yördeki magmatik kayçlarla izotopsal etkileşim reaksiyonları sonucu oksijen izotopları bileşiminin değişmiş olabileceğine işaret etmektedir.Bu bulgular ışığında; yöredeki Karataş Volkanikleri üzerinde gelişmiş alterasyonların hidrotermal çözeltiler etkisiyle geliştiği, özellikle fay zonlarına olmak üzere, Karataş Volkanikleri ile Kösedağ Siyeniti'nin dokunağına ve piroklastik seviyelere bağlılık gösterdiği, Cu, Pb, Zn, W, Mo, Au, As, Sb, U ve Th içeriklerinin zenginleşme gösterdiği, pirit, kalkopirit, kübanit, bornit, kovellin, kalkosin, manyetit, galenit ve nabit altın gibi cevher minerallerinin geliştiği, fay zonları içinde ve Karataş Volkanikleri ile Kösedağ Siyeniti'nin dokunağı boyunca damar tipi ve piroklastik seviyelerde stratabound tipi cevherleşmeler gelişmiş olabileceği, ancak porfiri ve stratiform (VHMS ve SEDEX) tipi cevher oluşumlarına ait izlerin gözlenemediği sonucuna varılmıştır.

This thesis study was carried out on Karataş Volcanics which is located at the eastern end of Eocene aged volcanic and volcanosedimentary rocks cropt out along Çorum-Amasya-Tokat-Sivas lineKarataş volcanics show intensive hydrothermal alterations in the vicinity of Agmasat Plato and these alterations are considered to be related to unknown ore minerals. In this study, deals with the various geological features of these alteration zones and aims to determine possible related mineralizations The Karataş Volcanics consist of sedimentary units with volcanic interbeds at the bottom levels while lava and pyroclastics of basaltic and andesitic compositions are dominated at the upper levels. Microscopic and geochemical investigations show that these volcanics are composed of basaltic andesitic lava and pyroclastics with high alkaline character. The geochemical data show that these volcanic rocks are associated with eruption of the upper crustal material at the plate boundaries with volcanic arc characteristics and fractional crystalization and magma mixing processes are effective in magma evolution. Comparing with the other regions, the height of the alkaline character is interpreted as representing the upper levels of the volcanism and / or declining of the slope of the subduction zone toward the east of the region.Microscopic and XRD investigations of the samples representing these hydrothermal alteration zones showed that sericitization, carbonatation, argilisation (kaolinite, illite, smectite), chloritization and opacification are widespread and propyllitic, phyllic, middle and advanced clay altration zones were determined. It has been observed that the distribution of hydrothermal alteration minerals and alteration zones determined from remote sensing studies using ASTER SWIR bands overlaps with the zones determined by microscopic and XRD methods. The exposition of the hydrothermal alteration zones on the geological map and cross-sections points out that these alteration zones were developped; (i) along fault zones, (ii) along the contact between Karataş Volcaites and Kösedağ Siyenite and (iii) within the pyroclastic levels of Karataş Volcanics. Comparison of Cu, Pb, Zn, Mo, W, Au, As, Sb, U and Th contents in the samples with average values of continental crust (CCA), andesite (AA) and basalt (BA) interpreted that there is potential for ore formation in terms of these elements in the area. Pyrite, chalcopyrite, cubanite, bornite, covellite, chalcocite, magnetite, galenite and native gold occurrences were determined through the capillary cracks in the polished blocks prepared from the samples. It was understood from the fluid inclusion studies conducted in the quatz bearing samples taken from drilling cores; hydrothermal fluids contain NaCl and CaCl2 as salt, the salinity is between 12.4 and 13.1 % NaCl equivalents and the temperatures of the fluids are in the range of 303 oC and 208 oC in the primary inclusions and range between 245 oC and 144.9 oC in the secondary inclusions. Oksijen and hydrogen isotope composition of the water in mineralizing hydrothermal fluids indcate that eihter mixing of the magmatic and meteoric water or changing of the oxygen isotope composition of meteoric water by isotopic interaction with surrounding magmatic rocks.In the light of these findings; it is conclude that the alteration zones on the Karataş Volcanics were developed by the hydrothermal solutions especially along the fault zones, along the contact between Karataş Volcanics and Kösedağ Siyenite and within the pyroclastic levels in Karataş volcanics, there are possibilities of vein and strata-bound types of mineralisation for Cu, Pb, Zn, W, Mo, Au, As, Sb, U, and Th alog the fault zones and within the pyroclastic levels of Karataş Volcanites but the evidence of porphyry type and stratiform (VHMS and SEDEX) ore formations were not observed.