Kösedağ Plütonu'nun doğusundaki hidrotermal alterasyon ve ilişkili Pb-Zn±Ag cevherleşmelerinin oluşumu
The formation of hydrothermal alteration and related Pb-Zn±Ag mineralizations at the eastern Kosedag Pluton
Yazar: SERKAN ŞENKAYA
Danışman: DOÇ. DR. NURULLAH HANİLÇİ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Kıymetli madenler = Precious metals

Özet:
Bu çalışmada Maden Köyü (İmranlı-Sivas) ve civarındaki Cu-Pb-Zn±Ag±Au cevherleşmelerinin jeolojisi ve oluşumu incelenmiştir.
İnceleme alanındaki en yaşlı birim Üst Kretase –Paleosen yaşlı Refahiye Karmaşığı olup başlıca serpantinleşmiş ofiyolitik kayaçlardan oluşur. Bunun üzerine Orta-Üst Eosen yaşlı, aglomera, dolomit arakatkılı kumtaşı ve tüflü kumtaşı-silttaşından oluşan Akıncılar formasyonu gelmektedir. Bu iki birimi ise yine Orta-Üst Eosen yaşlı Kösedağ Siyeniti ile Karataş Volkanitleri kesmektedir. Kösedağ Siyeniti başlıca kuvarslı siyenit, siyenit, alkali granit ve monzosiyenit bileşimindeki granitoyidlerden oluşmaktadır. Karataş Volkanitleri ise andezit, bazaltik andezit ve trakiandezit türündeki kayaçları içermektedir. En üstte ise Üst-Miyosen-Pliyosen yaşlı kireçtaşı-dolomit-kiltaşı ardalanması ve kiltaşı arakatkılı çakıltaşı-kumtaşı ardalanması gösteren Kadıköy formasyunu yer almaktadır.
Maden Köyü Cu-Pb-Zn±Ag±Au cevherleşmesi Karataş Volkanikleri ile Kösedağ Siyeniti içerisinde, çoğunlukla K40-55B doğrultulu ve 70-85°KD eğimli birbirine paralel damarlar şeklinde gelişmiştir. Damarların uzunlukları 100-800 m arasında, kalınlıkları ise 0.2-2 m arasında değişmektedir. Cevher damarlarının parajenezinde başlıca pirit, galen, sfalerit, az kalkopirit, tennantit, kovellit, malahit, azurit, götit, limonit ve gang bileşen kuvars tespit edilmiştir. 15 cevher damarından alınan 30 adet düşey oluk örneğinin jeokimyasal analizlerine göre cevher zonları ortalama %0.22 Cu, % 3.8 Pb, %2.45 Zn, 94 ppm Ag, 0.26 ppm Au, 1650 ppm As ve 459 ppm Sb içerdikleri tespit edilmiştir. Cevher damarlarının yan kayacı volkanitlerde kaolinit-montmorillonit-kuvars-±dikit mineralleri içeren arjillik alterasyon, siyenitik yan kayaçlarda ise klorit-epidot-serisit mineralleri ile tanımlanan propilitik alterasyon gelişmiştir.
Maden Köyü Cu-Pb-Zn±Ag±Au cevherleşmelerine ait kuvars ve sfalerit minerallerinde sıvı kapanım çalışmaları yapılmıştır. Cevherleşme fazına ait zonlu kuvarslarda 221-274°C TH değeri ve %0.7-8.9 NaCl eşdeğeri tuzluluk değerleri, sfaleritlerde ise 158-168 oC TH değeri ve %14-19 NaCl eşdeğeri tuzluluk değerleri tespit edilmiştir. Sıvı kapanım verileri cevherleşmede etkin olan çözeltilerin NaCl-H2O ve NaCl-CaCl2-H2O bileşimine sahip olduklarını, cevher çökeliminde kaynamanın etkin olduğunu ve bunun sonucu olarak da çözelti tuzluluğunun kaynamayla birlikte arttığını göstermektedir.
Maden Köyü Cu-Pb-Zn±Ag±Au cevherleşmelerine ait sülfürlü minerallerin δ34S değerleri -4.22 ile +3.94‰ arasında değişmekte (n=23, ortalama=+0.13‰); sfaleritlerde bu değerler +1.48 ve +3.90‰ (n=2, ortalama=+2.69‰) arasında; piritlerde -1.02 ile +2.36 ‰ (n=3, ortalama= +0.83‰) arasında; galen örneklerinde ise -4.22 ile +2.42‰ (n=18, ortalama= -0.27‰) arasında değişiklik göstermektedir. Dar bir aralıkta ve sıfıra yakın bu δ34S değerleri sülfürün kaynağının magmatik bir sistem gibi homojen bir kaynak olduğunu göstermektedir.
Saha verileri, Maden Köyü bölgesindeki Cu-Pb-Zn±Ag±Au cevherleşmelerinin Eosen yaşlı Kösedağ Siyeniti ve Karataş Volkanitlerini keserek damar şeklinde oluştuğunu ve bunlardan daha genç olduğunu göstermektedir. Cevher-yan kaya ilişkileri, alterasyon türü, cevher mineralojisi, sıvı kapanımı ve kükürt izotopu verileri Maden Köyü Cu-Pb-Zn±Ag±Au cevherleşmelerinin "Yüksek Sülfidasyon Tip Baz ve Değerli Metal Cevherleşmesi" olduğunu göstermektedir.

Abstract:
In this study, the geology and formation of Cu-Pb-Zn±Ag±Au mineralizations in Maden Village (İmranlı-Sivas) and its surroundings have been investigated.
The oldest unit in the study area is the Upper Cretaceous-Palaeocene Refahiye Karmaşığı which mainly consists of serpentinized ophiolitic rocks. Middle-Upper Eocene aged Akıncılar formation composed of aglomera, dolomite interbedded sandstone and tuffaceous sandstone-siltstone overlies the Refahiye Karmaşığı. Middle-Upper Eocene aged Kösedağ Syenite and Karataş Volcanites cuts these two units. Kösedağ Syenite is mainly composed of quartz syenite, syenite, alkali granite and monzosyenite composition of granitoids. Karataş Volcanics include andesite, basaltic andesite and trachyandesite rocks. Upper-Miocene-Pliocene aged Kadıköy formation which composed of limestone-dolomite-claystone alternation and alternation of claystone intercalated conglomerate-sandstone intercalations are overlies on top of the sequence.
Maden Village Cu-Pb-Zn±Ag±Au mineralization has developed in the Karataş Volcanics and Kösedağ Syenite as parallel veins, mostly oriented in E40-55W and inclined at 70-85 ° NE. The lengths of the veins range from 100 to 800 m and their thickness ranges from 0.2 to 2 m. The ore paragenesis of the ore veins are mainly connsist of pyrite, galena, sphalerite, less chalcopyrite, tennantite, covellite, malachite, azurite, goethite and limonite, and quartz as a gangue mineral. According to the geochemical analysis of 30 vertical channel samples taken from 15 ore veins, the ore zones contain on average 0.22% Cu, 3.8% Pb, 2.45% Zn, 94 ppm Ag, 0.26 ppm Au, 1650 ppm As and 459 ppm Sb. While the argillic alteration represented by kaolinite-montmorillonite-quartz ± dicite minerals developed in the volcanic wall rocks of the ore veins, the propylitic alteration represented by chlorite-epidote-sericite minerals developed in syenitic wall rocks of the ore veins.
The fluid inclusion studies have conducted on quartz and sphalerite minerals belonging to Maden Village Cu-Pb-Zn±Ag±Au mineralization. The homogenization temperature and salinity obtained from zoned quartz and sphalerite developed in mineralization stage is between 221 and 274 ° C and between 0.7% and 8.9% NaCl equivalent, and between 158 and 168 °C, between 14% and 19% NaCl equivalent, respectively. The fluid inclusions data indicate that the composition of the hydrotermal fluids responsible for mineralization could be NaCl-H2O and NaCl-CaCl2-H2O, and the boiling caused both the ore precipitation and increasing of the salinity of fluids.
δ34S values of sulfur-bearing minerals of Cu-Pb-Zn ±Ag±Au mineralizations in Maden Village ranged from -4.22 to + 3.94 ‰ (n = 23, mean = + 0.13 ‰); In sphalerites these values ranged from +1.48 to + 3.90 ‰ (n = 2, mean = + 2.69 ‰); between -1.02 and +2.36 ‰ in pyrite (n = 3, mean = + 0.83 ‰); galena samples ranged from -4.22 to + 2.42 ‰ (n = 18, mean = -0.27 ‰). These δ34S values in a narrow range and close to zero indicate that the sulfide source is a homogeneous source such as a magmatic system.
Field data show that the Maden Village Cu-Pb-Zn±Ag±Au mineralizations are formed as veins cutting the Eocene Kösedağ Syenite and Karataş Volcanites. So that, the ore veins are younger than the Kösedağ Syenite and Karataş Volcanites. Ore-wall rock relationships, alteration types, ore mineralogy, fluid inclusion data and sulfur isotope data indicate that Maden Village Cu-Pb-Zn±Ag±Au mineralizations are "High Sulfidation Type Base and Precious Metal Mineralization".