Gümeli Köyü (Alaplı-Zonguldak) çevresindeki maden arama çalışmalarında jeokimyasal verilerin değerlendirilmesi
Evaluation of geochemical data in mining exploration studies around gümeli̇ village (Alaplı-Zonguldak)
Yazar: MEHMET KÖKSAL
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 Zonguldak İli Alaplı ilçesi Gümeli köyü ve civarını kapsayan yaklaşık 60 km2'lik bir alanda yüzeyleyen kayaç, dere sedimanı ve topraklara ait jeolojik, mineralojik, petrografik ve jeokimyasal veriler kullanılarak maden arama çalışmalarının yapılması amaçlanmıştır.
İnceleme alanında Silüriyen'den günümüze kadar oluşan sedimanter, metamorfik ve magmatik birimler yüzeylemektedir. İnceleme alanının temelini oluşturan Silüriyen yaşlı Hamzafakılı formasyonu kuvarsit ve konglomerelardan oluşmaktadır. Devoniyen yaşlı kumtaşı, çamurtaşı, bitümlü şeyl ve kireçtaşları ile temsil edilen Göktepe formasyonu Hamzafakılı formasyonun üzerine dereceli geçişle gelmektedir. Devoniyen yaşlı granit ve granodiyorit bileşimli, Belen Granitoyidi Hamzafakılı ve Göktepe formasyonunu kesmektedir. Üst Kretase yaşlı killi kireçtaşı ve kireçtaşları ile temsil edilen Alaplı formasyonu diğer birimlerin üzerine açısal uyumsuzlukla gelmektedir. Alaplı formasyonun üzerine ise yine açısal uyumsuzlukla gelen Tersiyer yaşlı Çaycuma formasyonu kumtaşı, çamurtaşı ve kiltaşlarından oluşmaktadır. Tüm bu birimleri eski ve yeni alüvyonlar örtmektedir.
Kayaçlarda belirlenen başlıca cevher mineralleri pirit, rutil, manyetit, kalkopirit, pirrotin götit, lepidokrosit, FeOx, piroluzit, braunit ve kovellindir. Hamzafakılı formasyonunda 64 ppm'e ulaşan Ag, 240 ppb'ye ulaşan Au ile birlikte ortalama 564 ppm Cu, 231 ppm Pb ve 71 ppm Zn bulunmaktadır. Göktepe formasyonunda 4.5 ppm'e ulaşan Ag ve 135 ppm'e ulaşan Au ile birlikte ortalama 1.2 ppm Ag, 27 ppb Au, 71 ppm Cu, 9 ppm Pb ve 109 ppm Zn içeriği mevcuttur. Belen Granitoyidlerinde ise 137 ppm'e ulaşan Ag ve 210 ppb'ye ulaşan Au ile birlikte ortalama 3.6 ppm Ag, 28.7 ppb Au, 935 ppm Cu, 11 ppm Pb ve 66 ppm Zn ölçülmüştür. Dere sedimanlarında Au ve Ag deteksiyon limitinin altında kalmış olup ortalama 35 ppm Cu (en yüksek: 195 ppm), 23 ppm Pb (en yüksek: 96 ppm) ve 81 ppm Zn (en yüksek: 299 ppm) bulunmaktadır. Topraklarda ortalama Au 23 ppb (en yüksek: 255 ppb), 34 ppm Cu (en yüksek: 146 ppm), 23 ppm Pb (en yüksek: 75 ppm) ve 101 ppm Zn (en yüksek: 515 ppm) değerleri tespit edilmiştir.
Kayaçlarda SiO2 genel olarak diğer bileşenlerle kuvvetli negatif korelasyona sahip olup kayaç oluşumundan sonra ikincil bir SiO2 zenginleşme süreci gelişmiştir. CaO ve MgO'in Ateş Zayiatı ile birlikte diğer bileşenlerle negatif korelasyonlara sahip olmaları kırıntılı ve karbonatlı kayaçları ayıran bir faktördür. Özellikle Belen Granitoyidlerinin yakın çevresinde Ag, Au, Pb, Zn ve Cu bakımından ümitli anomali alanları bulunmaktadır. Buna göre inceleme alanında kayaç oluşumundan sonra epijenetik olarak gelişen hidrotermal bir cevherleşmeden söz edilebilmektedir.
Sahada kayaç örneklerinden elde edilen sonuçlar dere sedimanı ve topraklara göre daha belirleyici sonuçlar vermektedir. İnceleme alanına benzer farklı litolojik özelliklere sahip olan alanlarda yapılacak maden aramalarında litojeokimyasal prospeksiyon yönteminin diğer yöntemlere göre daha avantajlı olduğu ortaya çıkmaktadır.

Abstract:
In this study, it is aimed to carry out mineral exploration studies by using geological, mineralogical, petrographic and geochemical data of rock, stream sediment and soils outcropping in an area of approximately 60 square kilometer covering Gümeli village and its vicinity (Alaplı-Zonguldak). 
In the study area, sedimentary, metamorphic and magmatic units formed from Silurian to the present-day outcrop. Silurian aged Hamzafakılı formation, which forms the basis of the study area, is composed of quartzite and microconglomerates. The Göktepe formation, which is represented by Devonian sandstone, mudstone, bituminous shale and limestones, overlies Hamzafakılı formation with gradual transition. The Devonian aged granite and granodiorite, Belen Granitoids cut the Hamzafakılı and Göktepe Formations. The Alaplı formation represented by Upper Cretaceous clayey limestones and limestones overlies the other units with angular unconformity. The Tertiary aged Çaycuma formation, which overlies the Alaplı formation with angular unconformity, consists of sandstone, mudstone and claystones. All these units are covered by old and new alluviums.
The main ore minerals identified in the rocks are pyrite, rutile, magnetite, chalcopyrite, pyrrotite goethite, lepidocrocite, FeOx, pyrolusite, braunite and covellite. In the Hamzafakılı formation, Ag has reached 64 ppm, Au has reached 240 ppb, with an average of 564 ppm Cu, 231 ppm Pb and 71 ppm Zn. In Göktepe formation there is an average of 1.2 ppm Ag, 27 ppb Au, 71 ppm Cu, 9 ppm Pb and 109 ppm Zn with Ag reaching 4.5 ppm and Au reaching 135 ppb. In the Belen Granitoids, the average of 3.6 ppm Ag, 29 ppb Au, 935 ppm Cu, 11 ppm Pb and 66 ppm Zn were measured together with Ag reaching 137 ppm and 210 ppb Au. Au and Ag remain below the detection limit in the stream sediments, with an average of 35 ppm Cu (maximum: 195 ppm), 23 ppm Pb (maximum: 96 ppm) and 81 ppm Zn (maximum: 299 ppm). Soils have an average of Au 23 ppb (maximum: 255 ppb), 34 ppm Cu (maximum: 146 ppm), 23 ppm Pb (maximum: 75 ppm) and 101 ppm Zn (maximum: 515 ppm).
SiO2 in rocks generally has a strong negative correlation with other components and there is a secondary enrichment of SiO2 after rock formation. The fact that CaO and MgO have negative correlations with other components together with Loss on Ignition is a factor that separates clastic and carbonate rocks. Especially in the vicinity of Belen Granitoids, there are promising anomaly areas in terms of Ag, Au, Pb, Zn and Cu. Accordingly, a hydrothermal mineralization developed epigenetically after rock formation can be mentioned in the study area.
The results obtained from the rock samples in the field give more accurate results than the stream sediment and soils. It is seen that lithogeochemical prospecting method is more advantageous compared to other methods in mineral exploration in areas with different lithological characteristics similar to the study area.