Sıvı kapanım analizleri

Ġstanbul Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü Sıvı Kapanım Laboratuvarında yapılan mikrotermometrik analizlerde kullanılacak mineraller öncelikle birincil olarak ve aynı evrelerde oluĢmuĢ kuvars, sfalerit ve kalsitlerden seçilmiĢtir. Sıvı kapanım analizleri yapılan kapanımlar, birincil ve ikincil kökenli kapanımlar ile 2 ve 3 fazlı kapanımlar olarak ayrılmıĢtır. Örnekler, en fazla 2x3x1 ölçülerinde kesildikten sonra bir yüzeyi Struers marka RotoPol-35 model parlatma makinasında 8’li parlatıcı kafa yardımıyla 4 aĢamada parlatılmıĢtır (ġekil 3.1). Ardından pürüzü alınarak 100 mikron inceltilen lamlar üzerine entellan ile yapıĢtırılmıĢtır. Bir gün kuruması beklenen numuneler öncelikle kaba kısmı kesilerek biraz ince hale getirilmiĢtir. Daha sonra 4-5 mikron boyutuna kadar aĢındırılarak inceltilen örneklerin yeterli inceliğe ulaĢıp ulaĢmadığı mikroskopta takip edilerek yeterli inceliğe ulaĢan örnekler yine aynı parlatma makinasında bu kez 4’lü parlatıcı kafa yardımı ile parlatılmıĢtır. Parlayan örnekler ksilende iki gün bekletildikten sonra camdan ayrıldıysa dikkatli bir Ģekilde çıkartılmıĢtır. Küçük parçalara (çiplere) ayrılmıĢ örnekler mikroskopta kapanımları bulunarak incelenmiĢtir. Ġncelenen çiplerin Ģekilleri ve içerisindeki kapanımların Ģekilleri ve yerleri çizilerek deftere kaydedilmiĢtir. Daha sonra belirlenen kapanımların bulunduğu incelenecek çip, Linkam THMSG600 ısıtma- soğutma tablasının üzerinde bulunduğu Olympus BX51 marka sıvı kapanım mikroskobuna yerleĢtirilmiĢtir. Öncelikle -120 o

C ile -140 oC derece arasında soğutulan kapanım içerisindeki sıvı tamamen donduktan sonra 15 o_{C ye kadar ısıtılma aĢamasında}

videoya kaydedilerek ilk buz ergime (Te: ötektik sıcaklık) ve son buz ergime (Tmbuz)

sıcaklıkları tesbit edilmiĢtir. Soğutucu kapatıldıktan sonra, kapanımın homojenleĢme sıcaklığını (minimum oluĢum sıcaklığını) bulmak için 595 o_{C’ye kadar ısıtılmıĢtır. Bu}

esnada kapanım 3 fazlı ise (katı+sıvı+gaz) katı faz ergime sıcaklığı (Ts), gazın sıvıya dönüĢme sıcaklığı (balonun yok olma sıcaklığı/ Th/ homojenleĢme sıcaklığı) bulunmuĢtur. Her bir cevherleĢmeden en az bir adet olmak üzere 8 adet örnek üzerinde sıvı kapanım çalıĢmaları yapılmıĢ, Gürkuyu cevherleĢmesine ait iki kesitte de sıvı kapanımına rastlanmadığından ölçüm yapılamamıĢtır. Geriye kalan 6 adet kesitte bulunan kapanımlarda ilk buz ergime (Te: ötektik sıcaklık), son buz ergime (Tmice)

Kapanım içindeki eriyik gaz ve tuz kristallerinin opak minerallerin niteliklerine göre de kapanımlar iki ve üç fazlı olarak sınıflandırılmıĢlardır.

ġekil 3.1. Sıvı kapanım çalıĢmaları esnasında önce pürüzü alınan yüzeyin parlatılması (a), lamellere yapıĢtırılması (b), kaba kalınlıklarının kesilerek aĢındırılması (c), diğer yüzeylerinin parlatılması (d), küçük çiplere ayrılması (e) ve ısıtma-soğutma tablası bulunan mikroskopta sıvı kapanımlarının ölçülmesi (f,g,h) iĢlemlerinin gösterimi

3.3.2.5. Ġzotop Analizleri 3.3.2.5.1. δ34S Ġzotop Analizleri

ÇalıĢma alanındaki 5 adet cevherleĢmeden, çoğunlukla sıvı kapanım içeren mineraller ve minerallerin oluĢum sıraları dikkate alınarak seçilen 46 adet sülfid minerali (galenit, antimonit, kalkopirit, pirit) ve 3 adet sülfat minerali (jips) olmak üzere toplam 49 adet mineralin δ34S analizleri, Arizona Üniversitesi Duraylı Ġzotop Laboratuvarında yaptırılmıĢtır. Binoküler mikroskopta δ34_{S izotop analizleri için seçilen}

mineraller öğütülmüĢ ve δ34

S değerleri için süreklilik-akıĢ gaz-oran kütle spektrometresi (ThermoQuest Finnigan Delta PlusXL) ile ölçülerek kütle spektrometresi ile birleĢtirilip element analiz aleti (Costech) kullanılarak O2 ve V2O5 ile 1030 °C’de tutuĢturulmuĢtur.

StandartlaĢtırma OGS-1 ve NBS123 uluslararası standartlarına ve laboratuvarlar arasında karĢılaĢtırılan diğer birçok sülfid ve sülfat minerallerine göre yapılmıĢtır. TekrarlanmıĢ dahili standartlara dayalı hassasiyet ± 0.15 olacak Ģekilde ölçülmüĢtür.

3.3.2.5.2. δ18O Ġzotop Analizleri

3 adet kalsit ve 3 adet jips örneğinin δ18

O analizi Arizona Üniversitesi Duraylı Ġzotop Laboratuvarında yaptırılmıĢtır. 19 kuvars, 1 kalsit ve 2 manyetit mineralinin δ18

O analizi ise Queen’s Üniversitesi (Kanada) Duraylı Ġzotop Laboratuvarında yaptırılmıĢ olup toplamda 28 örnek üzerinde δ18

O analizi gerçekleĢtirilmiĢtir. δ18O izotop analizleri, binoküler mikroskopta seçilen kuvars, manyetit ve jipslerin öğütülmesi ile yapılmıĢ olup, minerallerin oluĢum sırası, birbirleriyle iliĢkileri ve sıvı kapanım analizleri yapılan örnekleri de içeriyor olmalarına dikkat edilmiĢtir.

Karbonatların δ18

O miktarı, bir gaz-oran kütle spektrometresi (Finnigan MAT 252)’ne bağlı karbonat hazırlama aleti (KIEL-III) kullanılarak ölçülmüĢtür. Toz haline getirilmiĢ örnekler 70°C’de vakum altında dehidrat fosforik asit ile reaksiyona sokulmuĢtur. Ġzotop oran ölçümleri ‰ ± 0.1 hassasiyet ile NBS-19 ve NBS-18 ölçümlerinin tekrarına dayalı olarak kalibre edilir.

Sülfatların δ18_{O miktarı, devamlı akıĢ gaz-oran kütle spektrometresi (Termo}

Elektron Delta V)’ndeki CO gazı üzerinde ölçülmüĢtür. Örnekler 1350 °C’de kütle spaktrometresi ile eĢleĢmiĢ termal yanma elemental analizatörü (ThermoQuest Finnigan) kullanılarak fazla C ile yakılmıĢtır. StandartlaĢtırma, uluslararası standart

OGS-1’e göre yapılmıĢtır. Hassasiyet, tekrarlanan iç standartlara göre ‰ ± 0.3 veya daha iyi olarak tahmin edilmektedir.

3.3.2.5.3. Pb Ġzotop Analizleri

Bölgedeki Ġnkaya ve PınarbaĢı cevherleĢmelerinde görülen galenit örneklerinden 9 adet ve yine cevherleĢmenin kaynağı olabileceği düĢünülen kayaçlardan da 9 adet olmak üzere toplamda 18 adet Pb (204

Pb,206Pb, 207Pb) izotop analizi MC-ICP-MS ile % 0.01 RSD ile ALS Global (Ġsveç) Laboratuvarlarında yaptırılmıĢtır.

Binoküler mikroskopta elle ayrılıp diğer minerallerden temizlenen galenitler ve kayaç örnekleri toz haline getirildikten sonra 2N HCl’de çözülmüĢtür ve kurutulana kadar buharlaĢtırılmıĢtır. Fraksiyonel kristalleĢmeyle oluĢan PbCl2 kristalleri, 4N

HCl’de arındırılır ve son olarak çok saf suda temizlenir. PbCl2 formundaki yaklaĢık 500

ng lık Pb özü, standart silika jel fosforik asit tekniği kullanılarak Renyum teline yüklenir. Bir Micromass MM30 kütle spektrometresinde izotopik bileĢimi ölçülür. Pb ölçümlerinin laboratuvardaki tam tekrar üretilebilirliği, aletler üzerinde düzenli olarak gerçekleĢtirilen çok sayıda NBS SRM 981 ve SRM 982 Pb standart ölçümlerinden belirlenir. Ölçülen izotop oranlarının tekrar üretilebilirliği, 1 sigma hata seviyesindedir. Tüm rapor edilen sonuçlar, en düĢük NBS SRM 981 yaygın kurĢun standart değerlerine göre normalize edilir.

3.3.2.5.4. δ 13C Ġzotop Analizleri 3 adet kalsit örneğinin δ13

C analizi Arizona Üniversitesi Duraylı Ġzotop Laboratuvarında yaptırılmıĢtır.

Karbonatların δ13_{C miktarı bir gaz-oran kütle spektrometresi (Finnigan MAT}

252)’ne bağlı karbonat hazırlama aleti (KIEL-III) kullanılarak ölçülmüĢtür. Toz haline getirilmiĢ örnekler 70°C’de vakum altında dehidrat fosforik asit ile reaksiyona sokulmuĢtur. Ġzotop oran ölçümleri ‰ ±0.08 hassasiyet ile NBS-19 ve NBS-18 ölçümlerinin tekrarına dayalı olarak kalibre edilir.

3.3.2.5.5. δD Ġzotop Analizleri

3 adet jips örneğinin δD analizi Arizona Üniversitesi Duraylı Ġzotop Laboratuvarında yaptırılmıĢtır.

δD miktarı, devamlı akıĢ gaz-oran kütle spektrometresi (Termo Elektron Delta V) ile ölçülür. Örnekler 1400 °C’de kütle spaktrometresi ile eĢleĢmiĢ termal yanma elemental analizatörü (TCEA) kullanılarak yakılmıĢtır. StandartlaĢtırma, her bir analiz setinde üç materyal (NIST SRM 8540 (‰ -65.7), IAEA CH7 (‰ -110.3) ve oda Ģartlarındaki benzoyik asit (-‰87.6)) kullanılarak elde edilen lineer bir kalibrasyon eğrisine dayalıdır. Hassasiyet, tekrarlanan iç standartlara göre ‰ ± 2.5’dan daha iyidir.

3.3.2.5.6. 40Ar-39Ar Ġzotop Analizleri

Ġnceleme alanındaki cevherleĢme ve cevherleĢmeye neden olduğu düĢünülen mağmatik kayaçların yaĢının belirlenebilmesi amacıyla Arizona Üniversitesi Asal Gaz Laboratuvarlarında Eğrigöz Granitoyidi’ne ait biyotit ve amfibol, Akdağ volkanitlerindeki dasitlere ait biyotit ile PınarbaĢı cevherleĢmesinde yer alan fillik alterasyona ait serisit olmak üzere toplamda 4 adet örnek 40

Ar-39Ar jeokronolojik analizleri yapılmak üzere Arizona Üniversitesi Soy Gaz Laboratuvarına gönderilmiĢtir.

40

Ar-39Ar yaĢ belirlemeleri için örnekler analize gönderilmeden önce mikroskop altında dikkatli bir Ģekilde incelenmiĢtir. Bir yılı aĢkın bir zamanı alan 40Ar-39Ar analiz süreci sonuçlandığında yeterli gaz açığa çıkaramayan Eğrigöz Granitoyidi’ne ait amfibol (hornblend) minerali dıĢında diğer minerallerin yaĢ tayini hesaplamaları yapılmıĢtır. Elde edilen tüm veriler cevherleĢmelerin yaĢının yorumlanmasında kullanılmıĢtır.

40

Ar/39Ar analizi, amfibol, biyotit ve serisit mineralleri el ile ayrıldıktan sonra J- faktörlerini, K2SO4 ile CaF2 tuzlarını ve karıĢan nötron reaksiyonlarını düzeltme

faktörlerini hesaplamak için USGS Triga Reaktöründe (Denver, Colorado) GA1550 biyotit akıĢ monitörleri (98,79 ± 0.54 My, Renne ve ark., 1998) ile yapılmaktadır. 2-3 haftalık bir soğutma periyodunu takiben, kısa süreyle izotopların bozunmasına izin vermek üzere bir çift vakum üzerinde cam bir depolama ağacının kollarına yüklenmiĢ ve aynı zamanda 120 °C 'ye ısıtılmıĢ fırının üzerindeki örnekler 220°C de 48 saat boyunca piĢirilmiĢtir. PiĢme sonunda gaz giderici ve fırın gazdan arındırılır. Daha sonra fırın içine numuneler damlatılıp bilgisayar kontrollü bir adım-ısıtma yordamı kullanılarak her bir numuneden argon çekilir. Fırın sıcaklığının ± 20 °C'ye kadar hassas olduğu tahmin edilmektedir. Gazın ilerlemesinden önce her ısıtma adımı 500 °C nin altına soğutulmayı takiben argon arıtması için ardarda iki gaz giderme aĢaması 12 dakikalık bir sürece sahiptir. Argon sonra iyonize ve bir VG elektron çoğaltıcı tarafından algılanır ve bir Keithley 617 Elektrometre ile dijitalize edilir. Veri toplama ve

iĢleme, bilgisayar programı Mass Spec (Deino, 2001) kullanılarak gerçekleĢtirilmiĢtir. Kullanılan bozunma sabitleri Steiger ve Jäger (1977) tarafından önerilen sabitlerdir.

Temel değerler çıkartıldıktan sonra standart lineer regresyon teknikleri kullanılarak zaman sıfıra geriletilir ve izotopik ölçümler elde edilir. Örneklerde bulunan Ca, K ve Cl’dan reaktör içinde üretilen karıĢan izotoplar, makine etkisi ve atmosferik katkı göz önüne alınarak belirsizlikler ve boĢlukların dolması için ek düzeltmeler uygulanır.