Dağbaşı (Araklı-Trabzon) skarn cevherlerinin jeolojik, mineralojik ve jeokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of geological, mineralogical and geochemical properties of the Dagbasi (Arakli-Trabzon) skarn mineralization
Yazar: ALİ DİŞLİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YILMAZ DEMİR
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Fe-Cu-Zn tipteki Dağbaşı skarn cevherleri Liyas yaşlı Şenköy Formasyonu içindeki blok ve mercek şekilli Alt Kretase yaşlı Berdiga kireçtaşlarıyla Dağbaşı Granitoyidinin dokanakları boyunca ekzoskarn tipte gelişmiştir. Skarnın ilerleyen evresini garnet ve piroksenlerin temsil ettiği sahada gerileyen skarn evresi epidot, tremolit, aktinolit ve klorit gibi sulu silikat mineralleriye karakteristiktir. Kuvars ve kalsit her iki skarn evresinde de gelişmiştir. Manyetit ve hematitin baskın olduğu cevherde pirotit, pirit, kalkopirit, sfalerit ve galen cevhere eşlik eden sülfit mineralleridir. Skarnın ilerleyen evresine ait minerallerdeki sıvı kapanımların homojenleşme sıcaklıkları ve tuzlulukları sırasıyla 412 ile 514°C ve 48.8–61.8 ağ. % NaCl eşd. arasında değişmektedir. İkinci evrede gelişen sıvı ve gaz faza homojenleşen sıvı kapanım birliktelikleri bu evrede 355-466°C arası sıcaklıklarda bir kaynamanın olduğuna işaret etmektedir. Gerileyen evreye ait sıvı kapanımların Th sıcaklıkları (160–327°C) ve tuzluluk değerleri (0.5 ile 6.2 ağ. % NaCl eşd.) diğer evrelere kıyasla önemli miktarda azalma göstermektedir. Sıvı kapanımların tuzluluk miktarı ile Th sıcaklıkları arasındaki azalma trendi skarnın gerileyen evresinde magmatik çözeltilerin meteorik çözeltilerle karıştığını göstermektedir. Sıvı kapanımların ötektik sıcaklıkları ilerleyen evrede çözeltilerin CaCl2 bakımından baskın olduğunu, gerileyen evrede ise farklı tuz türlerinin karıştığını göstermektedir. Skarnın ilerleyen evresine ait tuzluluk değeri yüksek sıvı kapanımların kapanlanma basıncı 710–884 bar arasında değişirken, gerileyen evrede bu basınç değerleri 180–460 bar arasına düşmektedir. İlerleyen evreye ait garnet, kuvars ve piroksenlerin δ18O izotop bileşimleri hidrotermal çözeltilerin magmatik kökenli olduğuna işaret etmektedir. Buna karşın gerileyen skarn evresine ait kuvars, epidot, tremolit-aktinolit ve kalsit minerallerinin δ18O izotop bileşimleri ile bu minerallerin dengede olduğu çözeltilerin δ18O izotop bileşimleri önemli ölçüde tüketilmiştir. Sıvı kapanım ve duraylı izotop bulguları skarnın ilerleyen evresinde magmatik çözeltilerin, gerileyen evresinde ise magmatik ve meteorik çözeltilerin birlikte etkin olduğunu göstermekte olup bu durum skarnın oldukça sığ derinliklerde oluştuğuna işaret etmektedir.

Abstract:
The Dağbaşı Fe-Cu-Zn skarn mineralization developed along the contact between the block- and lens-shaped limestones of the Lower Cretaceous Berdiga Formation and the Upper Cretaceous Dağbaşı Granitoid. The exoskarn-type mineralization is characterized by prograde-stage garnet and pyroxene, while the retrograde stage is characterized by hydrous minerals such as epidote, tremolite, actinolite, and chlorite. Quartz and calcites were observed in both stages of the skarn development. The ore minerals mainly consist of magnetite and hematite, with a lesser amount of pyrrhotite, pyrite, chalcopyrite, sphalerite, and minor galena. The homogenization temperatures (Th), and salinity values of the prograde stage halite bearing fluid inclusions are in the range of 412 to 514°C and 48.8–61.8 wt.% NaCl equ., respectively. The second stage liquid- and vapour-rich fluid inclusion assemblage reveal that boiling at temperatures of 355-466°C took place after the formation of halite bearing fluid inclusions. Final stage liquid-rich fluid inclusions were characterized by low Th (160 and 327°C) and salinity values (0.5 and 6.2 wt% NaCl equ.). The decreasing salinity trend of the fluid inclusions versus Th indicated that meteoric water was involved in the hydrothermal solutions. Eutectic temperatures (Te) of the prograde stage fluid inclusions were found to be CaCl2 dominated, while retrograde stage inclusions contained different salt combinations rather than a specific salt type. The minimum trapping pressures of the early stage brine fluid inclusions were calculated to be between 710 and 884 bar, while later stage inclusions had much lower trapping pressures between ~180 and 460 bar. The δ18O isotopes of prograde-stage quartz, garnet, and pyroxenes are close to the composition of the hydrothermal solutions of magmatic sources. On the other hand, retrograde stage quartz, epidote, tremolite-actinolite, and calcite minerals and their equilibrated solutions were found to be highly depleted by δ18O isotopes. Therefore, the fluid inclusion and stable isotope constraints, suggest that the hydrothermal solutions of magmatic origin were responsible for the prograde skarn stage, while a mixture of magmatic and meteoric solutions were responsible for the ore formation in a shallow skarn environment.