Şahinli (Lapseki - Çanakkale, Batı Türkiye) bölgesindeki kestanelik Au-Ag cevherleşmesinin jeolojik, mineralojik ve jeokimyasal incelemeler ile kökeninin belirlenmesi
Determination of the origin of Au-Ag mineralization in the şahinli (Lapseki -  Çanakkale, western Turkey) region by geological, mineralogical and geochemical investigation
Yazar: DİDEM KIRAY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OYA CENGİZ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Alterasyon = Alteration ; Altın yatakları = Gold deposits

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı, Lapseki Şahinli'deki Kestanelik altın-gümüş cevherleşmesinin jeolojisini, hidrotermal alterasyonların mineralojik ve jeokimyasal özelliklerini ve cevherleşmenin kökenini belirlemektir. 

İnceleme alanında, Biga Yarımadası Karabiga Masifi içerisindeki Permiyen-Üst Kretase yaşlı Çamlıca metamorfik temel kayaları üzerinde tektonik dokanaklı Çetmi Melanjı, bunları kesen Eosen yaşlı Kestanelik granodiyoriti ve kuvars damarları, uyumsuzlukla gelen Soğucak formasyonu, Şahinli formasyonu ve Kuvaterner yaşlı alüvyonlar yüzeyler. Çamlıca metamorfitlerinin ilksel kayacı kıtasal kökenli sedimanter ve metasedimanter kayaçlardır. Kestanelik granodiyoriti kuvarsça zengin granodiyorit, granit, kuvars monzonit, kuvarsolit ve gabroik diyorit bileşimli, Şahinli formasyonunun volkanitleri ise andezit, riyodasit/dasit, trakidasit, andezit/bazalt, subalkalin ve alkali bazalt bileşimine sahiptir. 

Kestanelik Au-Ag cevherleşmesi, Çamlıca metamorfitleri ve Kestanelik granodiyoritinin içerisindeki kuvars damarları ve ağsal kuvars damarcıkları ile silisifiye zonlarda bulunur. İncelenen Au-Ag madeninde saha ve mikroskobik gözlemlerle belirlenen kokard, kolloform, breşik, çentikli (bıçaklı), taraklı ve gözenekli yapıların varlığı tipik düşük sülfidasyon epitermal yatağının işaretidir.

Kestanelik Au-Ag maden sahasında kuvars damarları ve faylar altın cevherleşmesini kontrol eden tektonik yapılardır. Bu sahada, KB-GD doğrultulu iki ana fay olan Meydan fayı ve Kestanelik fayı etkendir. KB-GD ve D-B doğrultulu faylar, KD-GB yönlü kuvars damarlarını keserler. Maden sahasında Karakovan, Kara Tepe, Kestanelik ve S damarı olmak üzere dört ana kuvars damarı bulunmaktadır. Bu damarlar ayrıca KD-GB yönlü ve daha az yaygın olarak D-B yönlüdür. Karakovan damarında ortalama 2.27 g/ton, Kara Tepe damarında 1,37 g/ton, Kestanelik damarları olan K1 damarında 1,61 g/ton, K2 damarında 2 g/ton, K3 damarında 2,87 g/ton ve S damarında 2,06 g/ton Au tenörü mevcuttur.

Kestanelik Au-Ag cevherleşmesinin cevher mikroskobisi incelemelerine göre mineral parajenezini pirit, sfalerit, kalkopirit, markazit, hematit, rutil, limonit ve götit oluşturur. Gang mineralleri olarak da kuvars, ametist, kalseduan, klorit, serizit, muskovit ve biyotit bulunur.

Çalışma alanında, hidrotermal alterasyonlar Çamlıca metamorfitleri, Kestanelik granodiyoriti ve Şahinli formasyonu içindeki andezit-bazalt kayaçları içerisinde gözlenmektedir. Saha gözlemleri, polarizan mikroskop çalışmaları, X-ışını kırınımı ve detay kil analizlerinin mineral içerikleri, mineral birlikleri, alterasyon indeksleri ve element içeriklerinden yararlanarak Kestanelik maden sahasının yan kayaçlarında ve cevherli kuvars damarlarındaki hidrotermal alterasyonlar silisleşme, killeşme, arjilikleşme, propilitik, serizitleşme, kloritleşme, limonitleşme ve hematitleşme şeklinde belirlenmiştir.

İnceleme alanında yüzeyleyen Şahinli formasyonu içerisindeki volkanik kayaçların iz element değerlerinin ortalamaları N-tipi okyanus ortası sırtı bazaltlarına göre normalize edildiğinde, dalma-batma yitim bileşeni ile zenginleşen bir mantoyu ve bununla ilişkili magmatizmayı işaret eder. Kondrite göre ise hafif nadir toprak elementler (LREE) bakımından zenginleştiği, ağır nadir toprak elementler (HREE) bakımından fakirleştiği gözlenmektedir.

Çalışma sahasındaki cevherli kuvars damarlarından alınan kuvars numunelerinin δ18O izotop oranları ‰10,2-13,7 arasında değişir ve kuvars feldispat numunesinde de ‰ 9,3'dür. Bu izotop oranlarından, Kestanelik Au-Ag yatağının oluşumunda etkin olan hidrotermal çözeltinin magmatik-meteorik suyun karışımından kaynaklı olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
The aim of the thesis study was to determine the geology of the Kestanelik gold-silver mineralization in Lapseki Şahinli, the mineralogical and geochemical characteristics of the hydrothermal alterations and the origin of the mineralization.

Çetmi Melange with tectonic contact on Permian-Upper Cretaceous aged Çamlıca metamorphic basement rocks in Karabiga Massif from the Biga Peninsula, their cutting Eocene aged Kestanelik granodiorite and quartz veins, and Eocene aged Soğucak formation, Şahinli formation, and Quaternary alluviums, are cropped out in the study area.

The volcanics of the Şahinli formation have andesite, rhyodacite/dacite, trachydacite, andesite/basalt, subalkaline and alkali basalt compositions, while the Kestanelik granodiorite has a quartz-rich granodiorite, granite, quartz monzonite, quartzolite and gabbroic diorite composition. The primary rock in Çamlıca metamorphics are sedimentary, metasedimentary rocks of continental origin.

Kestanelik Au-Ag mineralization is found in silicified zones with quartz veins and stockwork quartz veins in Çamlıca metamorphics and Kestanelik granodiorite. The presence of cocard, colloform, brecciated, notched (bladed), scalloped and porous structures determined by field and microscopic observations in the studied Au-Ag mine is the sign of a typical low-sulphidation epithermal deposit.

In the Kestanelik Au-Ag ore deposit, quartz veins and faults are tectonic structures controlling gold mineralization. In this area, the two main NW-SE trending faults, Meydan fault and Kestanelik fault, are active. NW-SE and E-W trending faults cut NE-SW trending quartz veins. There are four main quartz veins in the mining area: Karakovan, Kara Tepe, Kestanelik and S vein. These veins are also NE-SW directional and less commonly E-W directional. There is an average of 2.27 g/tonne Au grade in the Karakovan vein, 1.37 g/tonne Au in the Kara Tepe vein, 1.61 g/tonne in the K1 vein with Kestanelik veins, 2 g/tonne in the K2 vein, and 2.87 g/tonne in the K3 vein and 2.06 g/tonne in the S vein.
Based on to the ore microscopy studies of the Kestanelik Au-Ag mineralization, the mineral paragenesis consists of pyrite, sphalerite, chalcopyrite, marcasite, hematite, rutile, limonite and goethite. Gang minerals include quartz, amethyst, chalcedony, chlorite, sericite, muscovite and biotite.

Hydrothermal alterations in Kestanelik Au-Ag ore deposit are observed in Çamlıca metamorphite schists, Kestanelik granodiorite and andesite-basalt rocks in Şahinli formation. Using field observations, polarizing microscope studies, mineral contents of XRD and detailed clay analyzes, mineral associations, alteration indices, and hydrothermal alterations in the host rocks of the Kestanelik mine site and in the ore-bearing quartz veins themselves were determined as silicification, argillization, argillicization, propylitic, sericitization, chloritization, limonitization, and hematitization.

When the mean trace element values of volcanic rocks are normalized to N-type mid-ocean ridge basalts, it indicates a mantle enriched with a subduction component and associated magmatism. According to chondrite, it is observed that it is enriched in light rare earth elements (LREE) and depleted in heavy rare earth elements (HREE).

The δ18O isotope ratios obtained from quartz taken from the ore quartz veins in the study area vary between ‰10.2-13.7 and it is ‰9.3 in the quartz feldspar sample. These isotope ratios are interpreted as the hydrothermal solution, which is effective in the formation of the Kestanelik Au-Ag deposit, originates from the magmatic-meteoric water mixture.