Ahmetli (Simav-Kütahya) - Pınarbaşı (Gediz-Kütahya) arasındaki polimetalik cevherleşmelerin jenetik modellemesi
Genetic modelling of the polymetalic mineralizations between Ahmetli Simav-Kütahya)  pinarbaşi (Gediz-Kütahya)
Yazar: YEŞİM ÖZEN
Danışman: DOÇ. DR. FETULLAH ARIK
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Batı Anadolu?da Kütahya?nın Simav ile Gediz ilçeleri arasında yakla?ık 60 km uzunluğunda 10 km geni?liğinde bir hat içerisinde yer alan inceleme alanında temeli; Menderes Masifi Metamorfiklerineait birimler (Kalkan Formasyonu, Simav Metamorfikleri, Sarıcasu formasyonu ve Arıkayası formasyonu)olu?turmaktadır. Menderes Masifi Metamorfiklerinin temelini, migmatit ve gnayslardan olu?an Prekambriyen ya?lı Kalkan formasyonu olu?turmaktadır. Temel üzerine sırasıyla uyumsuz olarak Paleozoyik ya?lı kuvars mika?istlerden olu?an Simav metamorfikleri ve Sarıcasu formasyonu ile metakarbonatlardan olu?an Arıkayası formasyonu gelmektedir. Menderes masifi metamorfiklerinin üzerine dolomitik ve rekristalize kireçta?larından olu?an Triyas-Kretase ya?lı Budağan kireçta?ıgelmektedir. Bu birimleri tektonik bir dokanakla Üst Kretase ya?lı ofiyolitik Dağardı Melanjı üstlemektedir. Alt Miyosen ya?lı Eğrigöz Granitoyidi tüm birimleri keserken Miyosen sedimentleri (Kızılbük ve Ta?ba?ı formasyonu) bu birimi uyumsuzlukla örtmektedir. Alt Miyosen ya?lı Civanadağ tüflerini Alt Miyosen ya?lı Akdağ volkanitleri kesmekte ve tüm bu birimleri Pliyosen sedimentleri (Emet ve Hisarcık formasyonu) uyumsuzlukla örtmektedir. Üst Pliyosen ya?lı Payamtepe volkanitlerini ve diğer tüm birimleri Pliyo-Kuvaterner ya?lı Toklargölü formasyonu ve alüvyon uyumsuz olarak örtmektedir.?nceleme alanında kuzeybatıdan güneydoğuya doğru sırasıyla; ?nkaya Cu-Pb-Zn-(Ag),Arpaçukuru Fe-Cu, Değirmenciler Sb, Gürkuyu Sb ve Pınarba?ı Fe-Cu-Pb-Zn cevherle?meleri yer almaktadır. ?nkaya cevherle?mesinde birincil cevher minerallerini galenit, sfalerit, kalkopirit, pirit, fahlerz, enarjit ve bornit, ikincil cevher minerallerini ise kovellin, kolkosin, dijenit, seruzit, anglezit, malahit, orpiment, realgar, hematit, götit ve limonit olu?turmaktadır. Arpaçukuru cevherle?mesindebirincil cevher minerallerini manyetit, sfalerit, arsenopirit, kalkopirit ve pirit, ikincil cevher minerallerini ise siderit ve limonit olu?turmaktadır. Değirmenciler cevherle?mesinde birincil cevher mineralleriniantimonit, pirit ve kalkopirit olu?tururken ikincil cevher minerallerini senarmontit ve valentinit olu?turmaktadır. Pınarba?ı cevherle?mesinde birincil cevher minerallerini manyetit, galenit, sfalerit, kalkopirit, pirit, fahlerz ve bornit, ikincil cevher minerallerini ise kovellin, kolkosin, dijenit, seruzit, visimitsonit, anglezit, malahit, orpiment, jarosit, hematit, götit ve limonit olu?turmaktadır. Gürkuyu cevherle?mesinde birincil cevher minerallerini antimonit ve pirit olu?turmakta iken ikincil cevher minerallerini senarmontit, valentinit, orpiment ve realgar olu?turmaktadır. Kuvars ve kalsit ise yaygın gang mineralleridir. Cevherle?melerinden derlenen kuvars, kalsit ve sfaleritlerdeki sıvı kapanımların homojenle?me sıcaklıkları 162-432 °C arasındadır. Değirmenciler Sb cevherle?mesi mezo-epitermal, ?nkaya cevherle?mesi mezo-hipotermal, Pınarba?ı cevherle?mesi ise mezo-hipotermal, Arpaçukuru cevherle?mesi ise hipotermal tipte cevherle?melerdir. Sıvı kapanımlarda ayrıca % 0,7 ile % 24,40 arasında deği?en NaCl e? değeri tuzluluklar ölçülmü?tür. ?nkaya cevherle?mesinden derlenen cevher numunelerinin ortalama Cu, Pb, Zn ve Ag içeriği sırasıyla 77400 ppm, 102600 ppm, 6843 ppm ve 203 ppm?dir. Arpaçukuru cevherle?mesinden derlenen örneklerde Fe2O3 ve Cu içeriği sırasıyla % 61.17 ve 2560 ppm?dir. Değirmenciler cevherle?mesinde Sb içeriğinin yüksek olduğu örneklerde ortalama 13179 ppm Sb bulunurken altının yüksek olduğu örneklerde 419 ppm Sb ve en yüksek altın içeriği 945 ppb?dir. Pınarba?ı cevherle?mesinde Fe2O3, Pb, Zn ve Cu içeriği sırasıyla % 9.38, 17805 ppm, 3278 ppm ve 1229 ppm?dir. Gürkuyu cevherle?mesinde ise ortalama Sb içeriği 13359 ppm iken belirlenen en yüksek altın içeriği 763.5 ppb?dir. Çalı?ılan cevherle?melerde NTE değerleri kondrit ve üst kabuk değerlerine benzer desenler sergilemektedir.?nkaya cevherle?mesindeki galenitlere ait ?34S değerleri ? - 1.7 ile ? - 2.1 arasında deği?irkenkalkopiritlere ait ?34S değerleri ? 0.1 ile ? 0.3 arasında deği?mektedir. Piritlere ait ?34S değerleri ise ? -1.5 ile ? 2.6 arasında yer almaktadır. Arpaçukuru cevherle?mesindeki piritlere ait ?34S değerleri ? -0.7 ile ? -5.9 arasında deği?irken Değirmenciler cevherle?mesindeki antimonitlere ait değerler ? 1.3 ile ? 2.6 arasında deği?mektedir. Pınarba?ı cevherle?mesindeki galenitlere ait ?34S değerleri ? -3.3 ile ? -4.0 arasında deği?mekte olup piritlere ait değerler ? -0.5 ile ? -4.2 arasındadır. Gürkuyu cevherle?mesindeki antimonitlere ait ?34S değerleri ise ? 1.0 ile ? 1.3 arasındadır. Buna göre çalı?ma alanındaki cevherle?melere ait kükürt, çoğunlukla mağmatik kökeni göstermektedir.?nkaya cevherle?mesindeki kuvars minerallerine ait ?18O değerleri ? 11.3 ile ? 16.4 arasında deği?mekte olup Arpaçukuru cevherle?mesindeki kuvars minerallerine ait ?18O değerleri ? 11.9 ile ? 12.8 arasında deği?mektedir. Arpaçukuru cevherle?mesine ait manyetitin ?18O değeri ise ? 2.0?dir. Değirmenciler cevherle?mesindeki kuvarslara ait ?18O değerleri ? 4.6 ile ? 30.3 arasındadır. Pınarba?ı cevherle?mesindeki hidrotermal alterasyon içerisindeki kuvarslara ait ?18O değerleri ? 10.0 ile ? 13.8 arasında deği?irken, kalsite ait ?18O değeri ? 8.7 ve manyetite ait ?18O değeri ise ? 8.2 olarak ölçülmü?tür. Gürkuyu cevherle?mesindeki kuvarsa ait ?18O değeri ? 15.8?dir. Tüm bu değerler jeolojik bakımından önemli deği?ik kökenli örnekler ve doğal ortamlarla kar?ıla?tırıldıklarında mağmatik kayaçlar ve mağmatik kökenli sulara özgü değerlerle benzerlik göstermektedirler. Değirmenciler cevherle?mesindeki kuvarslara ait değerlerde mağmatik kökenin dı?ında meteorik ve metamorfik suların da etkisinin olduğu görülmü?tür.?nkaya cevherle?mesine ait galenitlerin 206Pb/204Pb değerleri 18.862 ile 18.865 arasında deği?irken, 207Pb/204Pb değerleri 15.707 ile 15.711 arasında, 208Pb/204Pb değerleri 39.033 ile 39.042arasındadır. Pınarba?ı cevherle?mesine ait galenitlerin 206Pb/204Pb değerleri 18.919 ile 18.924 arasında, 1207Pb/204Pb değerleri 15.707 ile 15.711 arasında,208Pb/204Pb değerleri 39.035- ile 39.042 aralığındadır. Bu değerlere göre kur?unun kaynağının üst kabuk olduğu söylenebilir.Eğrigöz Granitoyidi?ne ait granitlerdeki biyotitin 40Ar-39Ar ya?ı 20.44±0.08 - 20.40±0.30 my?dır. Akdağ volkanitindeki plajiyodasitlerdeki biyotitin 40Ar-39Ar ya?ı 20.25 ± 0.14 - 19.45 ± 0.1 my?dır. Pınarba?ı cevherle?mesine ait fillik alterasyondan elde edilen serisitin 40Ar-39Ar ya?ı ise 19.00 ± 0.3 -18.65 ± 0.1 my?dır. Buna göre, granitoyidler, volkanitler ve cevherle?me Alt Miyosen ya?ını vermektedir. Çalı?ma alanındaki cevherle?meler, Menderes çekirdek kompleksi ile ili?kili gerilmelerle olu?an mağmatizmanın ürünleridir. Buna göre, çalı?ma alanında yer alan tüm cevherle?melerin bu mağmatik faaliyete bağlı sistemin birer parçası olduğu ve Erken Miyosen?de olu?tukları ortaya çıkmaktadır. Anahtar Kelimeler: Gediz, hidrotermal, izotop, jeokimya, porfiri, Simav

Abstract:
In the investigation area, between Simav-Gediz (Kütahya) in the West Anatolia, is located in a line length of about 60 km and width of about 10 km, units belonging to Menderes Massive Metamorfics (Kalkan formation, Simav metamorphics, Sarıcasu formation and Arıkayası formation) form to basement.Pre-Cambrian Kalkan formation, is consisted of migmatite and gneiss, form to basement of the Menderes Massive Metamorphics. Over this basement, unconfortably, Paleozoic Simav metamorfics and Sarıcasu formation are consisted of micaschist and Arıkayası formation is consisted of metacarbonates, and TriasCretaceous Budağan formation is consisted of dolomitic and recrystallized limestones are situated,respectively. These units are tectonically overlain by Upper Cretaceous Dağardı melange. As Lower Miocene aged Eğrigöz Granitoid cut the all units, Miocene sediments (Kızılbük and Ta?ba?ı formation) cover to this unit, unconformably. Lower Miocene aged Akdağ volcanite cut the Lower Miocene Civanadağ tuffs. Pliocene sediments (Emet and Hisarcik formation) cover to this unit, unconformably.Plio-Quaternary Toklargölü formation and actual aluvvium cover to Upper Pliocene Payamtepe volcanites, consist of basalts that was cut the Pliocene sediments, and the other all units, unconformably.The five polymetalic mineralizations from northwest to southeast, ?nkaya Cu-Pb-Zn-(Ag)mineralization, Arpaçukuru Fe-Cu mineralization, Değirmenciler Sb mineralization, Gürkuyu Sb mineralization and Pınarba?ı Fe-Cu-Pb-Zn mineralization (Gediz-Kütahya), are situated, respectively. In the ?nkaya mineralization, primary ore minerals are galena, sphalerite, chalcopyrite, pyrite, fahlore (tennantite-tetrahedrite), enargite and bornite accompanied by secondary ore minerals as covellite, chalcocite, digenite, cerussite, anglesite, malachite, orpiment, realgar, hematite, goethite and limonite. In Arpaçukuru mineralization, primary ore minerals are magnetite, sphalerite, arsenopyrite, chalcopyrite, pyrite and secondary ore minerals are siderite and limonite. Değirmenciler mineralization consist of viiiantimonite, pyrite and chalcopyrite as primary ore minerals. It consist of senarmontite and valentinite as secondary ore minerals. In Pınarba?ı mineralization, primary ore minerals are magnetite, galena, sphalerite, chalcopyrite, pyrite, fahlore and bornite, secondary ore minerals are covellite, chalcosite, digenite, cerussite, smithsonite, anglesite, malachite, orpiment, jarosite, hematite, goethite ve limonite. In Gürkuyu mineralization, primary ore minerals are antimonite and pyrite, secondary ore minerals are senarmontite, valentinite, orpiment and realgar. Quartz and calcite are the most common gangue minerals.Homogenization temperatures of fluid inclusion in quartz, calcite and sphalerite which is obtained from region mineralizations, are between 162-432 °C. According to homogenization temperatures, Arpaçukuru Fe-Cu mineralization is a hypothermal, Pınarba?ı mineralization is a mesohypothermal, ?nkaya Cu-Pb-Zn-(Ag) mineralization is a meso-hypothermal, Değirmenciler Sb mineralization is a meso-epithermal mineralization. Otherwise, salinities changing between 0.7 % and 24.40 %, were measured from fluid inclusion.In ?nkaya mineralization, amounts of Cu, Pb, Zn and Ag are approximately 77400 ppm, 102600 ppm, 6843 ppm and 203 ppm, respectively. In Arpaçukuru mineralization, amounts of Fe2O3 and Cu areapproximately 61.17 % and 2560 ppm, respectively. In Değirmenciler mineralization, amounts of Sb is approximately 13179 ppm Sb and highest Au amount is 945 ppb. In Pınarba?ı mineralization, amounts of Fe2O3, Pb, Zn and Cu are 9.38 %, 17805 ppm, 3278 ppm and 1229 ppm, respectively. In Gürkuyu mineralization, amount of Sb is 13359 ppm and identified highest Au amount is 763.5 ppb. REE values in the mineralizations has been studied, are similar to REE values of chondrite and upper crust.In ?nkaya mineralization, ?34S values of galena are ranged from -2.1 ? to -1.7 ?, ?34S values of chalcopyrite are ranged from 0.1 ? to 0.3 ? and ?34S values of pyrite are ranged from - 1.5 ? to 2.6 ?. In Arpaçukuru mineralization, ?34S values of pyrite are ranged from -5.9 ? to -0.7 ?. In Değirmenciler mineralization, ?34S values of stibnite are ranged from 1.3 ? to 2.6 ?. In Pınarba?ı mineralization ?34S values of galena are ranged from -4.0 ? to -3.3 ? and ?34S values of pyrite are ranged from -4.2 ? to -0.5 ? and In Gürkuyu mineralization, ?34S values of stibnite are ranged from 1.0 ? to 1.3 ?. According to ?34S values, sulfer belonging to mineralizations in the investigation area, mostly indicate magmatic origin.?18O values of quartz are ranged from 11.3 ? to 16.4 ? in ?nkaya mineralization, are ranged from ? 11.9 to ? 12.8 in Arpaçukuru mineralization, are ranged from 4.6 ? to 30.3 ? in Değirmenciler mineralization, are ranged from 10.0 ? to 13.8 ? in Pınarba?ı mineralization, is 15.8 ? in Gürkuyu mineralization. In Arpaçukuru mineralization, ?18O value of magnetite is 2.0 ?. In Pınarba?ı mineralization, ?18O value of calcite is 8.7 ?, ?18O value of magnetite is 8.2 ?. The values of the ?18O belonging to the mineralization except Değirmenciler mineralization when were compared to samples of different origin and natural environments which are important in terms of geological, similar to values of magmatic water and magmatic origin. ?18O values of the Değirmenciler mineralization is similar with values of meteoric waters.In ?nkaya mineralization, 206Pb/204Pb values of galena are between 18.862 - 18.865,207Pb/204Pb values of galena are between 15.707-15.711, 208Pb/204Pb values of galena are between 39.033-39.042. In Pınarba?ı mineralization, 206Pb/204Pb values of galena are between 18.919-18.924,207Pb/204Pb values of galena are between 15.707-15.711, 208Pb/204Pb values of galena are between 39.035-39.042. According to these values, it can be said that the source of the lead was the upper crust.40Ar-39Ar age of biotite in granite belonging to Eğrigöz Granitoid is between 20.44±0.08 -20.40±0.30 Ma. 40Ar-39Ar age of biotite, obtained from plagiodacite samples in Akdağ volcanite, was found as between 20.25 ± 0.14 with 19.45 ± 0.1 Ma. The 40Ar-39Ar age of hydrothermal alterationobtained from sericite belonging to phyllic alteration of Pınarba?ı mineralization was detected between 19.00 ± 0.3 - 18.65 ± 0.1 Ma. Accordingly, the granitoid, volcanite and mineralization in the Lower Miocene age.The mineralizations in the study area, are products of syn-extensional magmatism related with Menderes core complex. The mineralizations in the study area are one part of the same magmatic systemand was formed in the Early Miocene.Key Words: Gediz, hydrothermal, isotope, geochemistry, porphyry, Simav