Yapısal kontrollü Ahmet ağanın yeri ve Fındıklıyar (Kargı-Çorum) Cu-Zn cevherleşmelerinin jeolojisi ve oluşumu
Geology and formation of structural controlled Ahmet aganin yeri and Findikliyar (Kargi-Corum) Cu-Zn mineralization
Yazar: MUSTAFA KAYA
Danışman: PROF. DR. MEHMET SEZAİ KIRIKOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Orta Pontidlerde yer alan inceleme alanı Kargı (Çorum)'nın doğusunda Korkut dağı, Saraycık dağı, Gölet yaylası ve civarını kapsamaktadır. Tetis okyanusunun kapanması ile ilişkili olarak ilksel konumlarını kaybeden litostratigrafik birimlerin yapısal konumları göz önüne alındığında, bu birimler Otokton veya Allokton konumlu birimler olarak değerlendirilmiştir. Bölgede Triyas - Kuvaterner yaş aralığında farklı ortamları temsil eden birimler bulunmaktadır. Allokton nitelikli Üst Kretase yaşlı Kargı Ofiyoliti ve Saraycık Formasyonu ile Otokton nitelikli Triyas-Liyas yaşlı Bekirli metamorfitleri inceleme alanının büyük bölümünde gözlenmektedir. Bu birimleri açısal uyumsuzlukla Üst Kretase-Alt Eosen yaşlı Beşpınar formasyonu, Üst Pliyosen yaşlı Ilgaz formasyonu ve Pliyo-Kuvaterner yaşlı çökeller örtmektedir.
Bölgenin temelini metamorfik kayaçlar ile temsil olunan Bekirli formasyonu oluşturmaktadır. Bu temel üzerine Tetis okyanusunun kapanması sonucunda ofiyolitik birimler bindirme ile gelmektedir. Yığışım Kompleksi olarak da adlandırılan bu alanda ofiyolitik birimler yanal düşey geçişli olarak bulunmaktadır. Kargı Ofiyolitik Melanjına ait metadiyabaz ve metabazaltların içerisinde gelişmiş fay zonlarında yapısal kontrollü Cu±Zn cevherleşmeleri gözlenmektedir. Cevherleşmelerin belli bir yapısal hat üzerinde gelişmesi nedeniyle bu cevherleşmelerin yapısal kontrollü olduğu değerlendirilmiştir. Bu sebeple cevherleşmelerin jeolojik konumu, yan kayaç ilişkileri, cevherleşmenin yapısal ve litolojik ilişkileri, cevher içyapısı, cevher ve yan kayaç jeokimyası, cevher parajenezi, cevherleşmeye neden olan çözeltilerin karakterleri ve kökeni, cevherleşmede bulunan metallerin (Cu, Zn) kaynağı araştırılarak bu cevherleşmelerin oluşum kökeni ortaya konulmuştur.
Saraycık formasyonuna ait metadiyabaz ve bu birimi kesen faylarla ilişkili olan Fındıklıyar cevherleşmesi ve Kargı ofiyolitine ait metabazalt ve bu birimi kesen faylarla ilişkili olan Ahmet Ağanın Yeri cevherleşmesi, bölgedeki yapısal kontrollü Cu-Zn cevherleşmeleridir. Bunlardan Fındıklıyar cevherleşmesi K20B doğrultulu fay zonu ile ilişkili olup cevher zonu yaklaşık 5-10 m uzunluğunda ve 2-3 m genişliğinde, cevher damarının kalınlığı ise 10 cm - 30 cm aralığında değişmektedir. Ahmet Ağanın Yeri cevherleşmesi ise K40D doğrultulu fay zonu ile ilişkili olup cevher zonu yaklaşık 5 m uzunluğunda ve 2-3 m genişliğinde, cevher damarının kalınlığı ise 5 cm- 50 cm aralığında değişmektedir.
Hidrotermal alterasyonun da görüldüğü cevherleşmelerde cevher zonuna yaklaşıldığında alterasyon izlerinin daha da arttığı görülmektedir. Fındıklıyar cevherleşmesinde yapılan saha ve cevher petrografisi çalışmaları sonucunda parajenezde kalkopirit, sfalerit, pirit, götit, kuvars, klorit ve kaolinit mineralleri tespit edilmiştir. Kalkopirit ve sfalerit esas cevher minerallerini oluşturmaktadır. Ahmet Ağanın Yeri cevherleşmesinde ise parajenezde pirit, kalkopirit, pirotit, sfalerit, götit, markazit, kaolinit, klorit ve serisit mineralleri tespit edilmiştir. Jeokimyasal analizlerde Cu maksimum 1162 ppm'e ve Zn ise maksimum 1753 ppm'e kadar ulaşmaktadır.
Yapılan duraylı kükürt izotop δ34S analizlerinde, Fındıklıyar ve Ahmet Ağanın Yeri Cu±Zn cevherleşmelerine ait pirit ve kalkopirit örneklerinin δ34S değerlerinin ‰ 2,70-7,02 arasında olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlara göre cevherleşmede kükürtün magmatik kökene işaret ettiği ve yüksek değerlerin ise magmatik kaynak ile kıtasal kaynağın karıştığına işaret ettiği görülmektedir. Sıvı kapanımı çalışmalarında % NaCl tuzluluk eşdeğerleri 4,96-18,22% arasında, homojenleşme sıcaklıkları (Th, oC) ise 113-233 oC arasında değişmektedir. farklı kökene sahip akışkanlar için ortalama sıcaklık-tuzluluk dağılımlarıyla kıyaslandığında cevher zonlarının Magmatik-Meteorik karışımı alanında kümelendiği görülmektedir. Cevherleşmelerdeki sfalerit minerallerinden mikroprob çalışmaları yapılmıştır. Yapılan analiz sonuçları  Zn %63,24-65,16, S %32,05-32,65, Cd % 0,46-0,53 ve Fe %0,76-2,61 aralığındadır. Sfaleritlerin Zn/Cd oranları daha önce birçok yatağın kökeninin sınıflamasında kullanılmıştır. Sfalerit minerallerindeki Zn/Cd oranları hesaplandığında değerlerin 120,50-137,47 arasında olduğu görülmektedir. Elde edilen bu değerler farklı kökenli kayaç ve sistemlerden oluşan yatakların değerleri ile karşılaştırılmış olup magmatik kökenli hidrotermal sistemlere benzer dağılım gösterdiği belirlenmiştir.
Yapılan çalışmalar sonucunda Kargı Ofiyolitik Melanjı içerisinde gözlenen cevherleşmelerin yapısal kontrollü magmatik kökenli hidrotermal bir yatağı karakterize ettiği belirlenmiştir. Çalışılan cevherleşmelerin gerek kökeninin gerekse ekonomik potansiyelinin ortaya konması, ülke ekonomisine katkısının yanında çevresindeki olası benzer oluşumların araştırılıp ortaya konmasına da ışık tutacaktır. Bölgeye yakın alanda Cu-Zn cevherleşmelerinin bulunması sebebiyle benzer litolojilerde gözlenen cevherleşmelerin kökeninin ortaya konulması ve karşılaştırılması bölge metalojenisi için önem arz etmektedir.

Abstract:
The study area which is located in the Middle Pontides covers the Korkut mountain, Saraycık mountain, Gölet plateau and its vicinity to the east of Kargı (Çorum). Considering the structural positions of lithostratigraphic units, which lost their primary position in relation to the closure of the Tethys ocean, these units were evaluated as allochthonous units. The studied rocks formed in various environments during Triassic - Quaternary period.  Upper Cretaceous Kargi Ophiolite and Saraycık Formation which overlies Triassic-Liassic Bekirli metamorphites are observed in most of the study area. The Upper Cretaceous-Lower Eocene Beşpınar formation, the Upper Pliocene Ilgaz formation and the Plio-Quaternary sediments cover older rocks with uncomformably.
Bekirli metamorphics were determined as basement rocks in the region.  As a result of the closure of the Tethyan ocean, ophiolitic rock segments (Kargı ophiolite) overlain the metamorphic basement rocks. As a result of the compressional tectonic regime, ophiolitic rocks in the study area can be observed with tectonic boundaries between various formations.  All these rocks can be described as an accretionary complex. Cu ± Zn mineralizations are observed in fault zones within the metamorphosed dolerites and metabasalts of the Kargı Ophiolitic Melange. Since the mineralizations occured on structurally disturbed zone, these mineralizations can be evaluated as structurally controlled mineralizations. For this reason, structural and lithological properties of the mineralization, wall rock reactions, host and wall rock geochemistry, ore paragenesis, origin of the hydrothermal fluids that cause mineralization, the origin of metal ions (Cu, Zn) in the mineralization have been revealed.
The Fındıklıyar mineralization are associated with the metamorphosed dolerites of the Saraycık formation, on the other hand Ahmet Ağanın Yeri mineralizations are closely related with the metabasaltic units of the Kargı ophiolite. Ore bearing quartz veins on both mineralizations are structurally align with the fault zones. The Fındıklıyar mineralization is related with N20W oriented fault zone, and the ore zone is approximately 5-10 m long and 2-3 m wide, and the thickness of the ore vein ranges from 10-30 cm. Ahmet Ağanın Yeri mineralization is related with the N40E directional fault zone, and the ore zone is approximately 5 m long and 2-3 m wide, and the thickness of the ore vein varies between 5 -50 cm.
Intermediate hydrothermal alteration is also observed within the nearby units around ore zones and alteration intensity increases towards to ore bearing veins. According to ore petrography studies carried out in Fındıklıyar mineralization, chalcopyrite, sphalerite, pyrite, goethite, quartz, chlorite and kaolinite minerals were detected. Chalcopyrite and sphalerite constitute the main ore minerals. In Ahmet Ağanın Yeri mineralization, pyrite, chalcopyrite, pyrrhotite, sphalerite, goethite, marcasite, kaolinite, chlorite and sericite minerals were found out. The results of the geochemical analysis indicate that, Cu reaches a maximum of 1162 ppm and Zn reaches a maximum of 1753 ppm.
In the stable sulfur isotope (δ34S) analysis, the δ34S values of the pyrite and chalcopyrite samples of Fındıklıyar and Ahmet Ağanın Yeri Cu ± Zn mineralizations vary between 2.70-7.02. According to these results, it is seen that low sulfur isotope values points to magmatic origin in mineralization and relatively high values indicate that, both magmatic and continental sources have effected the mineralization process. In the fluid inclusion studies, the salinity equivalents of NaCl % ranges between 4.96-18.22% and the homogenization temperatures (Th,oC) vary between 113-233 oC. Compared to the average temperature-salinity distributions for fluids of different origin, it can be concluded that the values of ore zones reflect the magmatic-meteoric origin of the hydrothermal fluids. Microprobe analysis were made from sphalerite minerals in mineralizations. The results of the microprobe analysis conducted are between Zn 63.24-65.16%, S 32.05-32.65%, Cd 0.46-0.53% and Fe 0.76-2.61%. Zn/Cd ratios of sphalerites have been used in the identification and classification of many other deposits. When the Zn/Cd ratios in sphalerite minerals are calculated, it is seen that the values correspond between 120.50-137.47. These obtained values were compared with the values of the other deposits which formed from different origins, and it has been determined that the results show a similar distribution to hydrothermal systems of magmatic origin.
As a result of these studies, it has been determined that the mineralizations observed within the Kargı Ophiolitic Melange characterize a hydrothermal deposit of structurally controlled magmatic origin. The revealing of both the origin and the economic potential of the mineralizations will shed light on the investigation and reveal of possible similar depositions around nearby units. Due to the presence of Cu-Zn mineralizations nearby areas, revealing and comparing the origins of mineralizations observed in similar lithologies have importance regarding the understanding of the region's metallogenic provences.