Balya (Balıkesir) Pb-Zn yatağının jeolojisi, jeokimyası ve izotop karakteristikleri

Abstract

Balya Pb-Zn Yatağı Biga Yarımadası'nın güneydoğusunda ve Balıkesir ilinin 50 km KB'sında yer almaktadır. Çalışma alanının temelini Permiyen yaşlı Çamoba formasyonuna ait kireçtaşları ve Triyas yaşlı çok düşük dereceli bölgesel metamorfizma izleri taşıyan çamurtaşı ve fillat (Nilüfer birimi), silttaşı ve kumtaşı (Hodul birimi) ve çakıltaşı ve konglomera (Orhanlar grovakı) ile temsil edilen Karakaya formasyonuna ait kayaç birimleri oluşturmaktadır. Permiyen yaşlı kireçtaşı blokları Karakaya formasyonu içerisinde allokton olarak gözlenmektedir. Temel kayaçlar Oligo-Miyosen yaşlı Doyuran volkanitlerine ait dasidik lav, tüf ve piroklastik kayaçlar ile Üst Miyosen yaşlı Hallaçlar volkanitlerine ait andezitik dayk, lav ve aglomeralar tarafından uyumsuz olarak kesilir ve üzerlenirler. (1) Serizit-kuvars-pirit ve (2) ileri arjilik alterasyonlar cevherleşmeler ile doğrudan ilişkisi gözlenmeyen kil ve serizit bakımından zengin bölgesel alterasyonlar olarak, (1) erken evre (prograd kalk-silikat) alterasyonlar ve (2) geç evre alterasyonlar ise Balya Pb-Zn cevherleşmeleri ile son yıllarda ekonomik hale gelen Cu-Au cevherleşmeleriyle zaman-mekan ilişkisi kurulabilen alterasyonlar olarak tanımlanmıştır. Geç evre alterasyonlar kendi içinde birbirleri ile zaman-mekan ardışık (a) erken retrograd (aktinolit-epidot 1-klorit-kuvars 1), (b) ortaç arijilik ve (c) geç retrograd (epidot 2-kalsit-kuvars 2) alterasyonlar olmak üzere üç alt evreye ayrılmıştır.Balya Yatağı çevresinde yaklaşık 40 km²'lik alandan sistematik olarak alınan toprak numuneleri jeokimyasal analizlerden elde edilen Pb, Zn, Ag, Cu, Au, Sb, Hg ve As elementlerinin birbirleriyle olan korelasyonlarında Pb ile Ag ve Te elementleri, Zn ile S, B, Bi ve Sn elementleri, Ag ile Pb, Te ve W elementleri, Cu ile K, Rb, In, Bi elemetleri, As-Fe arasındaki pozitif korelasyon yatak cevherleşmelerine özgü, bir çok kesitte zamansal ve mekansal birlikteliğe sahip arsenopirit-pirotin-pirit ve hatta manyetit-hematit cevher mineral parajenezinden kaynaklanmalıdır.Galenit, safalerit ve piritlerin δ34S değerleri ‰ 1,5 ile ‰ 3,9 arasında, sıfıra yakın ve dar bir aralıkta dağılım sergilemektedir. Kuvars ve kalsit minerallerinden elde edilen δ18O değerleri ise ‰ 12,7 ile ‰ 16,6 arasında değişim göstermektedir.Cevher-alterasyon-yankayaç ilişkileri, alterasyon zonlarına ait mineral toplulukları, alterasyon zonlarının zamansal-mekânsal dağılımı ve kısıtlı izotop verileri Balya Pb-Zn Yatağı için Pb-Zn skarn tipi bir cevherleşmeden ziyade skarn alterasyonları (kalk-silikat alterasyonları) içeren ortaç sülfidasyonlu bir epitermal sisteme işaret etmektedir.Anahtar Kelimeler: Biga Yarımadası, Balya, Pb-Zn yatağı, Skarn, Epitermal

Balya Pb-Zn deposit remains in southeastern part of Biga Peninsula, which is situated in 50 km NW Balikesir city. The basement rocks of the study area are represented with Permian aged limestones of Çamlıca formation and Triasic aged rock units of Karakaya formation which defined by mudstone and phyllate (Nilüfer unit), siltstone and sandstone (Hodul unit), and pebble and conglomerate (Orhanlar greywacke), carrying fingerprints of low grade regional metamorphism. Permian aged limestone blocks are observed as allochtonous in the rock units of Karakaya formation. The basement rocks have been cut and overlain by Oligo-Miocene aged dacitic lava, tuff and pyroclastic rocks of Doyuran volcanics and Upper Miocene aged andesitic dike, lava and agglomerates of Hallaçlar volcanics.(1) Serizite-quartz-pyrite and (2) advanced argillic alterations have been defined as regional alterations rich in clay and sericite, which are not directly related to mineralizations. (1) Early-stage (prograde calc-silicate) alterations and (2) late-stage alterations have been described as alterations that can be established temporal-spatial relations with the Balya Pb-Zn mineralisations and the Cu-Au mineralizations that have become economically viable in recent years. Late-stage alterations have been subdivided into temporally and spatially consecutive three sub-stages which are actinolite-epidote 1-chlorite-quartz 1), (b) moderate arijic and (c) late retrograde (epidote 2-calcite-quartz 2) alterations.Correlations of Pb, Zn, Ag,Cu, Au, Sb, Hg and As elements which are gained from geochemical analyses of systemically taken soil samples which are almost 40 km2 around of Balya Mine; correlations between Ag and Te elements with Pb; S,B, Bi and Sn elements with Zn; Pb, Te and W elements with Ag; and finally K, Rb, In, Bi elements with Cu have been verified. The positive correlation between As and Fe elements is result of ore mineral parageneses as arsenopyrite-pyrhotine, pyrite and even magneite-hematite those are showing temporal and spatial relationships which are differing due to mineralization style.δ34S values of galena, sphalerite and pyrites range from 1,5 ‰ to 3,9 ‰. The distribution of isotopic values exhibit a narrow range near zero. δ18O values obtained from quartz and calcite minerals vary between 12,7 ‰ and 16,6 ‰.Ore-alteration-wall rock relations, mineral assemblages of the alteration zone, the temporal and spatial distribution of the alteration zones and limited isotope data point out an intermediate sulfidation epithermal system containing skarn alterations (calc-silicate alterations) rather than Pb-Zn skarn type mineralization for Balya Pb-Zn Deposit.Keywords: Biga Peninsula, Balya, Pb-Zn deposit, Skarn, Epithermal