Gedebey (Batı-Azerbaycan) altın-bakır yatağının jeolojik, mineralojik, petrografik ve jeokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the geological, mineralogical, petrographical and geochemical properties of the gadabay (West Azerbaijan) gold- copper deposit
Yazar: COŞQUN ISMAYIL
Danışman: PROF. DR. FETULLAH ARIK
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Bu çalışmada Azerbaycan'ın batısında yer alan en önemli altın bakır yataklarından biri olan Gedebey (Batı Azerbaycan) altın-bakır yatağının jeolojik, mineralojik, petrografik ve jeokimyasal özelliklerinin incelenmesi, yatağın rezervinin ortaya konulması ve üretim yönteminin araştırılması amaçlanmıştır. 
Gedebey Dağlık Karabağ Bölgesi'nin hemen kuzeyinde Gence İl'inin 50 km batısında yer almaktadır. Gedebey altın-bakır yatağı, Azerbaycan'ın batısında Şahdağ Sıradağları'nın kuzeybatı yamacında ve Gedebey'in kuzeybatı kenarında Karaarhiç zirvesinden çıkan, Şemkirçay ve Zeyemçay nehirlerinin su ayrımındadır. Küçük Kafkasya'daki Lök-Ağdam bölgesindeki Daşkesen senklinoryumunun batısında ve Somhit-Ağdam bölgesindeki Şemkir antiklinoryumunun eksen kesiminde yer alan Gedebey altın-bakır yatağı ve çevresindeki zuhurları kapsayan alan oldukça karmaşık bir jeolojik yapıya sahiptir.
Gedebey altın-bakır yatağı, Pakistan'dan, İran, Azerbaycan, Gürcistan ve Türkiye'ye kadar uzanan, dünyanın önemli altın ve bakır provenslerinden biri olan Tetis Tektonik Kuşağı'nın Küçük Kafkaslar bölgesinde yer almaktadır. Bakır işlemeciliğinin antik alanlarından biri olarak bilinen Küçük Kafkasya'nın Azerbeycan bölümünde başta Gedebey olmak üzere Alaverdi, Şamlık, Mishana, Zengezur ve Şenerdere bölgeleri gibi sayısız antik bakır madenlerinde bakır cevherlerinin yeniden işleme faaliyetleri sürdürülmektedir. Gedebey'de madencilik faaliyetleri 2000 yıl kadar önce başlamış ve zengin bakır zuhurları ilk yerleşimcilerden sonra dönem dönem el değiştirerek Osmanlı, İran ve Azerbaycan Hanlıkları tarafından işletilmiştir. Azerbaycan bağımsızlığını kazandıktan sonra (1991) Gedebey altın bakır yatağının işletmesi AİMC (Azerbaycan Uluslararası Maden Şirketi) şirketine geçmiş ve AİMC'nin yaptığı çalışmalardan sonra üretim başlamış yıllık ortalama 60.000 ons altın üretimi gerçekleştirmiştir. Bölgede yapılan çalışmalara göre % 0.36 Cu, 1.44 g/t Au ve 13.95 g/t Ag değerine sahip 19.2 milyon tonluk başka bir rezerv belirlenmiştir. Bölgede değişik yaş ve bileşimli magmatik kayaçlar ve kırılmalarla karmaşıklaşmış Orta ve Üst Jura tortulları yer almaktadır. Bölgedeki en yaygın kayaçlar Orta Jura (Dogger) yaşlı kayaçlar olup az oranda Geç Jura (Malm) yaşlı kayaçlar da vardır. 
Gedebey maden yatağının çevresinin jeolojisi özellikle Şemkir antiklinalinin tektonik yapısı nedeniyle çok karmaşık olup bölgede gerçekleşen magmatik faaliyetler de Bajosiyen, Batoniyen ve Geç Jura olmak üzere üç aşamada gerçekleşmiştir. Gedebey'de eski bir volkanojenik masif sülfid (VMS) yatağı ve daha genç bir porfir stoğu olmak üzere iki farklı tipte mineralizasyon vardır. Petrografik ve XRD incelemelerine göre yatakta belirlenen birincil cevher mineralleri manyetit, hematit, kalkopirit, bornit, sfalerit, molibdenit, arsenopirit, pirit, galenit, hessit, plümbotellürit, sinnerit ve wurtzit ikincil cevher mineralleri ise kovellin, kalkozin, malahit, götit ile limonit oluşumlarıdır. Gedebey Au-Cu cevherleşmesinde gang mineralleri ise yaygınlık sırasına göre kuvars, serisit, kalsit, barit, kaolen, smektit, K-feldispat, albit, klorit, epidot ve sodalit ile birlikte demir hidroksitlerdir. Altın ve gümüş ise nabit Au ve Ag, elektrum, petzit (Ag3AuTe2) ve akantit gibi sülfidli cevher ve götit içindeki kriptokristalen altın olmak üzere iki ana formda bulunmaktadır 
Gedebey Au-Cu yatağında ana elementlerden Al % 1.22, Ca % 0.37, K % 02.3, Mg % 0.55, S % 1.7 ve Na % 0.06 ortalama değerlere sahiptir. Yatakta ortalama Au içeriği 0.95 ppm en yüksek Au değeri 28 ppm ve bu yataktan derlenecek 174 elemanlı herhangi bir örneğin % 95 anlamlılık düzeyinde Au içeriği 0.51 ppm - 1.38 ppm aralığında olması beklenmektedir. Yatakta ortalama Cu: % 0.16, Fe: % 3.03, Zn: % 0.36, Sr: 569 ppm oranında bulunmaktadır. Ayrıca 61000 ppm'e ulaşan Mn, 3470 ppm'e ulaşan Pb, 250 ppm'e ulaşan Ag, 1000 ppm'e ulaşan Cd, 246 ppm'e ulaşan Mo, 2192 ppm'e ulaşan Ba ve 111 ppm'e ulaşan As içerikleri vardır. 
Gedebey Au-Cu yatağında korelasyon analizleri kullanılarak hazırlanan küme analizi dendrogramında ne ait dendrogramında ([Al-Mg-(Sc)]-(Ti-P)- [(K-Al-(Mg)]-(Ca-V)) ile temsil edilen ana elementler kümesi ve [(Cd-Hg-(S))-(Pb-Sb-(As))]- [Fe-Mn-(Sr)]-W-[Cu-Mo-(Zn)] elementleri ile temsil edilen iz elementler grubu olmak üzere iki belirgin küme belirlenmiştir. 
Faktör analizinde başlangıç eigen değerleri 1'in üzerinde olan ilk 8 faktörün toplam değişime etkisi 22.3 olup değişimin % 79.6'sını karşılamaktadır. Bu faktörler sırasıyla pre-mineralizasyon, magmatizma, pneumatolitik hidrotermal evre, potasik alterasyon -hipotermal evre, fillik alterasyon-mezotermal evre, arjilik alterasyon mezo-epitermal evre ve propilitik alterasyon-epitermal evre faktörleridir.
Gedebey (Batı Azerbaycan) Au-Cu yatağından derlenen sülfidli mineraller üzerinde yapılan S izotop analizlerine göre δ34S değerleri kalkopirit için ‰ 2.4 ile ‰ 5.8 arasında değişmekte olup, sfaleritler için ‰ 3.6 ile ‰ 6.1 arasında değişirken piritler için δ34S değerleri ise ‰ 2.9 ile ‰ 3.9 arasındadır. Cevherleşmeye ait kalkopirit, sfalerit ve piritlerin hesaplanan δ34SH2S değerleri ise kalkopirit için ‰ 2.5 ile ‰ 5.9; sfalerit için ‰ 3.4 ile ‰ 5.9; pirit için ise ‰ 2.0 ile ‰ 3.0 aralığında değişmektedir. Gerçekleştirilen S izotop analizlerine göre cevherleşmeyi oluşturan çözeltiler magmatik kökeni işaret etmektedir. 
Bu değerlendirmeler ışığında Gedebey Au-Cu yatağının Geç Jura döneminde yörede gerçekleşen bazikten asidiğe değişen Gedebey magmatizmasına bağlı olarak porfirden epitermale değişen sıcaklıklarda, potasik, fillik, arjilik ve propiltik alterasyonlara bağlı olarak oluşan polimetalik bir maden yatağı olduğu ortaya çıkmaktadır.

Abstract:
It was aimed to investigate the geological, mineralogical, petrographic and geochemical characteristics of Gedebey (West Azerbaijan) gold-copper deposit, one of the most important gold copper deposits in the west of Azerbaijan in this study.
Gadabay is located 50 km west of Gence Province, just north of the Nagorno-Karabakh Region. The Gedebey gold-copper deposit between the waters of the Shemkircay and Zeyemcay rivers, which have emerged from the Karaarhich summit on the northwestern slope of the Sahdag Mountain Range in the west of Azerbaijan and on the northwestern of Gedebey. The area of Gedebey gold-copper deposit and its occurrences around the axis of the Shemkir anticlinorium in the western part of the Dashkesen synklinorium in the Lok-Aghdam region of the Lesser Caucasus and around the axis of the Shemkir anticlinorium has a very complex geological structure.
Gadabay gold-copper deposit, Pakistan, Iran, Azerbaijan, Georgia and extending to Turkey, which is one of the world's major gold and copper Tethyan Tectonic Belt province is located in the Lesser Caucasus region. Known as one of the ancient areas of copper processing, the re-processing of copper ores is being carried out in numerous ancient copper mines such as Gadabay, Alaverdi, Shamlık, Mishana, Zengezur and Shenerdere regions in the Azerbaijani section of the Lesser Caucasus. The mining activities in Gedebey started 2000 years ago, and the rich copper occurrences were handled by the Ottoman, Iranian and Azerbaijani Khanates by changing hands after the first settlers. After Azerbaijan gained its independence (1991), the operation of Gadabay gold copper deposit was transferred to AIMC (Azerbaijan International Mining Company) and after the work of AIMC, production started on average 60.000 ounces of gold per year. According to the studies carried out in the region, another reserve of 19.2 million tons with 0.36% Cu, 1.44 g / t Au and 13.95 g / t Ag was determined. There are Middle and Upper Jurassic sediments, which are complicated by magmatic rocks and fractures of different ages and compositions in the region. The most common rocks in the region are Middle Jurassic (Dogger) rocks and a small proportion of Late Jurassic (Malm) rocks. 
Due to the tectonic structure of the Gedebey mine bed and especially the Şemkir anticline, it is very complex and the magmatic activities in the region have been carried out in three stages: Bajocian, Batonian and Late Jurassic. There are two different types of mineralization in Gadabay: an old volcanogenic massive sulphide (VMS) deposit and a younger porphyry stock. Based on the petrographic and XRD studies the primary major ore minerals are magnetite, hematite, chalcopyrite, bornite, sphalerite, molybdenite, arsenopyrite, pyrite, galena, hessite, plumbotelluride, sinnerite, and wurtzite, seconday oreminerals are covellite, chalcocite, malachite, goethite bedides limonite formations. Gangue minerals are prevalence order quartz, serisite, calcite, barite, kaolen, smectite, K-feldspar, albite, chlorite, epidote and sodalite together with Fe-hydroxides. Gold and silver are found in two main forms: native Au and Ag, electrum, petzite (Ag3AuTe2) and sulfidic ore such as acanthite and cryptocrystalline gold in the goethite. 
The values of the main elements are 1.22%, Ca 0.37%, K 02.3%, Mg 0.55%, S 1.7% and Na 0.06% in the Gedebey Au-Cu deposit. The average Au content in the deposit is 0.95 ppm, the highest Au value is 28 ppm and it is expected that the content of Au in the 95% significance level of any sample with 174 elements to be collected from this deposit will be in the range of 0.51 ppm - 1.38 ppm. The average Cu: 0.16%, Fe: 3.03%, Zn: 0.36%, Sr: 569 ppm in the deposit. Mn up to 61000 ppm, Pb reaching 3470 ppm, Ag reaching 250 ppm, Cd up to 1000 ppm, Mo reaching 246 ppm, Ba contents up to 2192 ppm and As contents reaching 111 ppm has in this deposit.
In the dendrogram of the cluster analysis dendrogram prepared by using Gedebey Au-Cu correlation analysis (D-Al-Mg- (Sc)] - (Ti-P) - [(K-Al- (Mg)] - (Ca-V)) a set of principal elements represented and elements of [(Cd-Hg- (S)) - (Pb-Sb- (Ac)] - [Fe-Mn- (Sr)] - W- [Cu-Mo- (Zn)] two distinct groups, namely the group of trace elements.
The effect of the first 8 factors, whose initial eigen values were above 1, to total change was 22.3 and met 79.6% of the change in the factor analysis. These factors are pre-mineralization, magmatism, pneumatolytic hydrothermal phase, potassic alteration -hypothermal phase, phyllic alteration-mesothermal phase, argility alteration, meso-epithermal phase and propylene alteration-epithermal phase factors.
According to the S isotope analysis of sulfidic minerals collected from Gedebey (West Azerbaijan) Au-Cu deposit, δ34S values vary between ‰ 2.4 and ir 5.8 for chalcopyrite and δ 3.6 for δ 6.1 for sphalerite and δ34S for pyrites between 2.9- 3.9. The calculated δ34SH2S values of chalcopyrite, sphalerite and pyrite from ore are as follows: 2.5 to 5.9 for chalcopyrite; for sphalerite with ‰ 3.4 ‰ 5.9; for pyrite, it ranges from  2.0 to ‰ 3.0. According to the S isotope analysis performed, the solutions forming the mineralization indicate magmatic origin.
It can be seen that Gedebey Au-Cu deposit is a polymetallic mineral deposit was changed form porphyry to epithermal  potassic, phyllic, argility and propylthic alterations due to Gadabay magmatism which changes from basic to acid in the Late Jurassic period in the light of these evaluations