Darıca epitermal cevherleşmesi ve alterasyon zonlarının mineralojik ve jeokimyasal özellikleri (Bayburt, Doğu Karadeniz)

Abstract

Darıca Köyü Pb-Zn-(Ag) epitermal cevherleşmesi, Doğu Pontidler'in Güney Zonunda ve Bayburt'un yaklaşık 38 km kuzeybatısında yer alır. Mineralizasyon ve alterasyon zonları Orta-Geç Eosen yaşlı andezit ve piroklastik kayaçların içerisinde KB-GD ve KD-GB doğrultulu kırık hatları boyunca gelişmiştir. Bölgede hidrotermal çözeltilerin işlevleri sonucu yan kayaçta propilitik (klorit, epidot, kalsit, pirit), serizitik (serizit, kuvars, pirit) ve arjillik (kuvars, illit, kaolinit) alterasyon ürünleri gelişmiştir. Cevherleşmenin mineral parajenezi sfalerit, galenit, pirit ve tennantitten oluşur. Kuvars ve barit gang mineralleridir. Bölgedeki alterasyon ürünleri ve cevher minerallerinin ornatım ilişkilerine göre epitermal sistem için pre-mineralizasyon, ana mineralizasyon ve süperejen olarak üç ana evre tanımlanmıştır. Pre-mineralizasyon evreyi temsil eden klorit, epidot, feldispat, kalsit, kuvars ve pirit volkanik kayaçların hidrotermal alterasyon ürünü olarak gelişmiştir. Ana mineralizasyon evresi iki fazda gelişmiştir. İlk faz ürünleri bolluk derecesine göre kuvars, barit, serizit/illit, sfalerit, galenit, pirit ve tennantittir. II. faza kuvars, kaolinit, serizit/illit ve pirit gelişmiştir. Süperjen evre olarak tanımlanmış olan son evre ise hematit, limonit, simitsonit ve alünit/jarosit ile temsil edilir. Kuvarslarda, mikrokristalin mozaik, boşlukları çizgi şekilli dolduran kristaller ve kolloform bantlaşma gibi farklı dokular tespit edilmiştir.Cevherleşmeye ev sahipliği yapan Orta-Geç Eosen yaşlı volkanik kayaçlar bazalt, bazaltik andezit ve andezit bileşimindedir. Volkanik kayaçları kesen Geç Eosen yaşlı Kaçkar Plütonu II ise kuvars-monzonit ve monzonit bileşimine sahiptir. Her iki tip magmatik kayaçta okyanus sırtı granitoyidlerine göre normalize edilmiş diyagramlarda büyük iyon çaplı litofil elementlerce (LILE; Rb, Ba, Th ve K) kalıcılığı yüksek elementlere (HFSE; Ta, Nb, Ce, Hf, Y ve Zr) göre zenginleşme eğilimi sunar. Tektonik ayırtman diyagramlarında magmatik kayaçlar yay volkanitleri alanına düşer.Serizitleşme indeksi değerlerine karşı K2O+Na2O diyagramında bölgedeki bazaltik andezitler kalk-alkali, propilitik ve serizitik alterasyona uğramış örnekler kalk-alkali alana düşerken hidrotermal ve arjilik alterasyona ait örneklerin tamamı hidrotermal alterasyon alanlarına düşer. Al2O3−(CaO+Na2O)−K2O ve Al2O3− (CaO+Na2O+K2O)−Fe2O3+MgO üçlü diyagramlarına göre bölgedeki smektit/illit ve kaolinit plajiyoklazların alterasyonundan türemiştir.Sıvı kapanım çalışmaları cevherleşmenin düşük sıcaklık (193−235°C) ve tuzluluktaki (% 2.1−4.8 NaCl eşdeğeri) akışkanlarla geliştiğini göstermiştir. Arjillik alterasyonlara doğru hidrotermal sisteme yüzeysel suların katılımı ile sıcaklık (118−159°C) ve tuzluluk (% 1.4−4.8 NaCl eşdeğeri) düşmüştür. Ötektik sıcaklıklar -57.7°C ila -54.3°C arasında değişmekte olup akışkanların NaCl ve CaCl2 tuzlarını içerdiğini gösterir. Çalışma alanındaki alterasyon ürünleri (illit, klorit, kalsit ve epidot) ile cevher mineralleri (galenit, sfalerit ve tennantit), farklı kuvars dokuları ve sıvı kapanım verileri nötr-pH termal suların etkinliğine işaret eder. Bu verilerin düşük sülfidasyonlu bir epitermal sistemi karakterize ettiği söylenebilir.

Darıca Village Pb-Zn-(Ag) epithermal mineralization is located about the 38 km northwest of Bayburt in the South Zone of the Eastern Pondites. Mineralization and alteration zones are developed along of the NW-SE and NE-SW trending fractures in the Middle-Late Eocene andesite and pyroclastic rocks. As a result of the functions of hydrothermal solutions in the region, propylitic (chlorite, epidote, calcite, pyrite), sericitic (sericite, quartz, pyrite) and argillic alteration (quartz, illite, kaolinite) are developed in the wall rock. Mineral paragenesis of mineralization consists of sphalerite, galena, pyrite and tennantite. Quartz and barite are gangue minerals.According to the alteration products and substitution of ore minerals in the region, three main stage have been identified as pre-mineralization, main mineralization and supregene stages. Representing pre-mineralzation stage, chlorite, epidote, feldspar, calcite, quartz and pyrite have developed as a hydrothermal alteration product of volcanic rocks. The main mineralization stage has developed in two phases. According to their abundance, the products of the first phase are quartz, barite, sericite/illite, sphalerite, galena, pyrite and tennantite. In the second phase, quartz, kaolinite, sericite/illite and pyrite are developed. The last phase, defined as the supergene stage is represented by hematite, limonite, smithsonite and alunite/jarosite. Different textures have been identified in quartz, such as microcrystalline mosaic, a cavity lined crystallized quartz and colloform banded.The Middle-Late Eocene volcanic rocks that host the mineralization have basalt, basaltic andesite and andesite composition. Late Eocene Kaçkar Pluton II cutting the volcanic rocks have quartz-monzonite and monzonite composition. In ocean ridge granite normalized diagrams, both types of magmatic rocks show large ion lithophile elements (LILE; Rb, Ba, Th and K) enrichment with respect to high field strength elements (HFSE; Ta, Nb, Ce, Hf, Y and Zr). In the tectonic discrimination diagrams, these rocks fall into the arc volcanic area. In the region, the sericitization index versus the K2O+Na2O diagram, the basaltic andesites, propylitic and sericitic alteration and argillic alteration samples fall into the calc-alkali, calc-alkali and hydrothermal and hydrothermal areas, respectively. According to the Al2O3−(CaO+Na2O)−K2O and Al2O3−(CaO+Na2O+K2O)−Fe2O3+MgO ternary diagrams, smectite / illite and kaolinite are derived from the alteration of plagioclases in the region.Fluid inclusion studies have shown that mineralization formed low-temperature (193−235°C) and salinity (2.1−4.8 wt% NaCl eq.) fluids. The temperature (118−159°C) and salinity (1.4−4.8 wt% NaCl eq.) decreased with the addition of surface waters to the towards argillic alterations in hydrothermal system. The eutectic temperatures ranged from 57.7°C to -54.3°C. This indicates that solutions contain NaCl and CaCl2.In the study area, the alteration products (illite, chlorite, calcite and epidote) with ore minerals (galena, sphalerite, tennantite), different quartz textures and fluid inclusion data indicate activity of near-neutral pH thermal waters. It can be said that these data characterize a low sulfidation epithermal system.