T.C.
PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
TEPEOBA-HAVRAN (BALIKESİR) PORFİRİ
BAKIR-MOLİBDEN YATAĞINDA SIVI KAPANIMI İNCELEMELERİ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
MEHMET TUFAN
T.C.
PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
BİLİM DALINIZ YOKSA BU SEKMEYİ SİLİNİZ
TEPEOBA-HAVRAN (BALIKESİR) PORFİRİ
BAKIR-MOLİBDEN YATAĞINDA SIVI KAPANIMI İNCELEMELERİ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
MEHMET TUFAN
Bu tez çalışması Pamukkale Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri tarafından 2017FEBE019nolu proje ile desteklenmiştir.
i
ÖZET
TEPEOBA-HAVRAN (BALIKESİR) PORFİRİ BAKIR-MOLİBDEN YATAĞINDA SIVI KAPANIMI İNCELEMELERİ
YÜKSEK LİSANS TEZİ MEHMET TUFAN
PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
(TEZ DANIŞMANI:PROF. DR. GÜLCAN BOZKAYA ) DENİZLİ, AĞUSTOS - 2019
Tetis Metalojenik Kuşağı içerisinde yer alan Batı Anadolu’da farklı tipte epitermal Au-Ag-Sb, hidrotermal Pb-Zn-Cu-Au, skarn Pb-Zn-Cu-W-Mo-Fe ve porfiri Au-Cu-Mo cevherleşme ve yatak mevcuttur. Tepeoba Cu-Mo yatağı %0.33 Cu, %0.041 Mo içermekte ve toplamda 26 milyon ton rezerve sahiptir. Cevherleşmeler Permiyen-Triyas yaşlı metamorfik/sedimanter kayaçlar ile Oligosen-Erken Miyosen yaşlı granitler ile ilişkili olarak gözlenmektedir. Tepeoba yatağı dokusal, mineralojik ve jeokimyasal özellikleri bakımından porfiri sistem ile ilişkilidir. Cevherleşmeler yan kayaç içerisinde çoğunlukla breşik ve damar/ağsı şeklinde gözlenmekte ve kalkopirit, pirit, molibdenit, sfalerit, pirotit, limonit, malahit ve azurit içermektedir. Kuvars minerallerindeki sıvı kapanım topluluklarının (FIA) petrografik ve mikrotermometrik farklılıkları göz önüne alınarak sıvıca zengin (sıvı ort. %70), gazca zengin (gaz ort. >%70) ve katı faz içeren (çoğunlukla tuz kristali ve opak mineral) sıvı kapanım toplulukları ayırtlanmış ve cevher oluşturucu çözeltilerin NaCl+KCl+FeCl2 bakımından zengin olduğu belirlenmiştir. Gazca zengin kapanımların homojenleşme sıcaklıkları ort. 370ºC olup, %1 NaCl eşdeğeri tuz içermektedir. İki fazlı (L+V) kapanımların homojenleşme sıcaklıkları ort. 300ºC olup, %9 NaCl eşdeğeri tuz içermektedir. Tuz içeren kapanımların homojenleşme sıcaklığı değerleri 500ºC’ye kadar çıkmakta olup (hematit içeren kapanımlarda >600ºC), ort. %35 NaCl eşdeğeri tuz içermektedir. Cevher damarlarının katodolüminesans ve sıvı kapanım incelemeleri ile farklı dönemlerde gelişen cevher oluşturucu çözeltiler ile ilişkili farklı damarlar belirlenmiştir. Elde edilen homojenleşme sıcaklığı ve tuzluluk değerleri porfiri bakır yatakları ile uyumlu olup, Batı Anadolu’daki diğer porfiri bakır yataklarına benzerlik sunmaktadır.
ANAHTAR KELİMELER:
Batı Anadolu, Tepeoba, Porfiri Cu-Mo, Sıvı
Kapanım
ii
ABSTRACT
FLUİD INCLUSİON STUDİES IN TEPEOBA (BALIKESİR-EDREMİT) CU-MO DEPOSİT
MSC THESIS MEHMET TUFAN
PAMUKKALE UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE GEOLOGİCAL ENGİNEERİNG
(SUPERVISOR:PROF. DR. GULCAN BOZKAYA) DENİZLİ, AUGUST 2019
The Tethys metallogenic belt in western Turkey has a variety of types of mineralization such as Au-Ag, porphyry Au-Cu-Mo, Fe-skarn and epithermal Pb-Zn-Cu-Au. The Tepeoba Cu-Mo deposit has a total reserve of 26 million tons averaging 0.33% Cu and 0.041% Mo. Mineralization is hosted by Permo-Triassic metamorphic/sedimentary rocks and Oligocene-Early Miocene granites. The deposit is typical of porphyry systems in terms of mineralogical, textural and geochemical characteristics in the nearby area. Mineralization is mainly in breccias and veins/stockworks in the host rocks consisting of chalcopyrite, pyrite, molybdenite, sphalerite, pyrrhotite, limonite, malachite and azurite. On the basis of the petrographic and microthermometric behavior of fluid inclusions assemblages (FIA) hosted in quartz, liquid-rich (liquid c.70%), vapor rich (vapor c. >70%) and multiphase inclusions (mostly halite, sylvite, hematite) were identified, and the results Show that the ore-forming hydrothermal fluids are enriched in NaCl+KCl+FeCl2. Th of vapor-rich inclusions are c. 370 ºC and c. 1 wt.% NaCl equiv. Salinity, L+V inclusions have Th c. 300 ºC and c. 9 wt.% NaCl equiv. Salinity. Halite-bearing inclusions have high Th up to c. 500 ºC (hematite? Bearing inclusions c. >600ºC) and high salinities of c. 35 wt.% NaCl equiv. Combining fluid inclusions with cathodoluminescence of the veins, different vein filling events and associated fluids were identified. This allows a better time evolution of the fluids and mineralization to be determined. The measured homogenization temperatures and salinities are compatible with porphyry copper deposits and consistent with the other porphyry copper deposits and prospects in western Turkey.
KEYWORDS:
Western Anatolia, Tepeoba, Porphyry Cu-Mo, Fluid
Inclusion
iii
İÇİNDEKİLER
Sayfa ÖZET ... i ABSTRACT ... ii İÇİNDEKİLER ... iii ŞEKİL LİSTESİ ... vTABLO LİSTESİ ... vii
SEMBOL LİSTESİ ... viii
ÖNSÖZ ... ix
1. GİRİŞ ... 1
1.1 Amaç ve Kapsam ... 1
1.2 İnceleme Alanının Coğrafi Konumu ... 1
1.3 Önceki çalışmalar ... 2
2. MATERYAL VE YÖNTEM ... 4
2.1 Saha İncelemeleri ... 4
2.2 Mineralojik ve Petrografik Çalışmalar ... 4
2.3 Cevher Mikroskobisi Çalışmaları ... 4
2.4 Sıvı Kapanım İncelemeleri ... 5
2.5 Kükürt İzotopları İncelemeleri ... 5
2.6 Oksijen ve Hidrojen İzotopları İncelemeleri ... 6
2.7 Lazer-İnduktif Eşleşmiş Plaza-Kütle Spektrometresi (LA-ICP-MS) İncelemeleri ... 7
2.8 Taramalı elektron (SEM) ve Geri Saçılmış Elektron Mikroskobu (BSEM) İncelemeleri ... 8
3. İNCELEME ALANININ JEOLOJİSİ ... 9
3.1 Bölgesel Jeoloji ... 9
3.2 Karakaya Formasyonu (Trk) ... 11
3.3 Eybek Granitoyidi (Teg, Tegd, Tega, Tegb) ... 12
3.3.1 Granit (Teg) ... 12
3.3.2 Granodiyorit (Tegd) ... 13
3.3.3 Asidik Damar Kayaçları (Tega) ... 13
3.3.4 Bazik Damar Kayaçları (Tegb) ... 13
3.3.5 Kontakt Metamorfik Kayaçlar (Kmk) ... 14
3.4 Metamorfizma ... 15
3.5 Yapısal Jeoloji ... 16
4. MİNEROLJİK VE PETROGRAFİK İNCELEMELER ... 17
5. MADEN JEOLOJİSİ ... 21
5.1 Yataklanma Şekli ve Yapısal Özellikle ... 21
5.2 Cevherleşmelerin Mikroskobik Özellikleri ... 24
5.2.1 Mineralojik Bileşim ve Dokusal Özellikler ... 24
6. SIVI KAPANIM İNCELEMELERİ ... 29
6.1 Kapanımların Morfolojik Özellikleri ... 29
6.2 İlk buz erime sıcaklığı (Tfm) ölçümleri ... 31
6.3 Son Buz Erime Sıcaklığı Ölçümleri (TmICE) ... 32
6.4 Homojenleşme Sıcaklığı Ölçümleri (TH) ... 35
6.5 Sonuçlar ... 36
iv
7.1 Kükürt İzotopları Jeokimyası Hakkında Genel Bilgiler ... 41
7.2 Örnekleme ve Yöntem ... 41
7.3 Analiz Sonuçları ... 42
8. OKSİJEN VE HİDROJEN İZOTOP İNCELEMELERİ ... 43
8.1 Oksijen ve Hidrojen İzotopları Jeokimyası Hakkında Genel Bilgiler 43 8.2 Örnekleme ve Yöntem ... 43
8.3 Analiz Sonuçları ve Değerlendirilmesi ... 44
9. LAZER-INDUKTİF EŞLEŞMİŞ PLAZA-KÜTLE SPEKTROMETRESİ (LA-ICP-MS) İNCELEMELERİ ... 46
10. ELEKTRON MİKROSKOP ANALİZLERİ (SEM) ... 51
11. GERİ SAÇINIMLI ELEKTRON MİKROSKOPU (BSEM) İNCELEMELERİ ... 54
12. SONUÇLAR VE ÖNERİLER ... 57
13. KAYNAKLAR... 59
v
ŞEKİL LİSTESİ
Sayfa
Şekil 3.1: İnceleme alanının yer bulduru ve jeoloji haritası... 9
Şekil 3.2: Bölgenin stratigrafik kesiti (MTA 2006 dan değiştirilmiştir) ... 10
Şekil 3.3: İnceleme alanı içerisindeki yatak çevresinde gözlenen bazik damar kayaçlar. ... 14
Şekil 4.1: TMO1 örneğinde fillitler içerisinde cevherleşme ile ilişkili olan kuvars biyotit ve turmalin içeren damar veya çatlak dolgusu... 17
Şekil 4.2: TMO2 örneğinde Holokristalin tanesel dokulu granitlerde pertitik ortoklaz polisentetik ikizlenmeli plajiyoklaz ve biyotitler. ... 18
Şekil 4.3: Aktinolit filliti kesen diyabaz daykı ... 19
Şekil 4.4: Biyotit turmalin ve piyemontit birlikteliği ... 20
Şekil 5.1: İnceleme alanı ve içerisinde gözlenen cevher damarlarının görünümü. ... 22
Şekil 5.2: Maden sahası ve çevresinin genel jeolojisi (Küçükefe ve diğ., 2006) dan değiştirilmiştir... 23
Şekil 5.3: Maden ocağı içerisinde alınan örneklerin Google Maps üzerindeki yerleri. ... 24
Şekil 5.4: Farklı örnekler üzerinde çekilmiş üstten aydınlatmalı mikroskop görüntüleri. ... 25
Şekil 5.5: Pirit ve kalkopirit mineral ilişkisini gösteren görüntü. ... 26
Şekil 5.6: Pirit ve kalkopiritler içerisinde gözlenen çubuksu Mo oluşumları. .. 27
Şekil 5.7: Kuvars içerisinde gözlenen altın oluşumu. ... 28
Şekil 6.1: Tepeoba yatağından alınan cevher örneklerindeki kuvarsların üstten aydınlatmalı optik mikroskop görünümleri. (a) Birincil sıvı kapanımlar içerisinde bulunan gazca zengin kapanım görünümü, (b) Kuvars kristalleri boyunca gelişmiş kapanım toplulukları. ... 30
Şekil 6.2: Tepeoba yatağından alınan cevher örneği, içerisinde kuvars kristalleri boyunca gelişmiş kapanım topluluklarının üstten aydınlatmalı optik mikroskop görünümleri. ... 31
Şekil 6.3: Tepeoba yatağından alınan cevher örneğindeki birincil sıvı kapanımlar içerisinde bulunan 3 fazlı kapanım görünümü. ... 32
Şekil 6.4: Kuvars kristalleri içerisinde gelişmiş gazca zengin kapanımlar. ... 33
Şekil 6.5: Kuvarslarda ölçülen son buz ergime sıcaklığı dağılımları. ... 34
Şekil 6.6: Gazca zengin kapanım toplulukları. ... 35
Şekil 6.7: Kuvarslarda ölçülen birincil kapanımların homojenleşme sıcaklığı dağılımları. ... 36
Şekil 6.8: Homojenleşme sıcaklığı ve tuzluluk oranlarının Wilkinson JJ (2001) da oluşturduğu tablo üzerindeki yerleri. ... 37
Şekil 7.1: Kükürt izotop değerlerinin grafik üzerindeki yeri ... 42 Şekil 8.1: Tepeoba Cu- Mo cevherleşmesinde cevher oluşturan çözeltilerdeki δ D
- δ18O (Shepperd, 1987) diyagramındaki konumu karşılaştırılması.45 Şekil 9.1:Leeds Üniversitesi, LAICP-MS (Laser Ablation- Inductively Coupled
vi
Şekil 9.2: Ayrı kapanım topluluklarından LA-ICPMS yöntemi ile saptanan, alkali elementlerinin wt/wt oranlarını gösteren grafik. ... 49 Şekil 9.3: Ayrı kapanım topluluklarindan LA-ICP-MS yöntemi ile saptanan, metal
elementlerinin wt/wt oranlarını gösteren grafik. ... 50 Şekil 10.1: Leeds Üniversitesi Taramalı elektron (SEM) ve geri saçılmış elektron
mikroskobu (BSEM) laboratuvarından bir görünüm………..51 Şekil 10.2: Elektron mikrospisi için seçilen 1. Örnek üzerinde yapılan analiz
sonucunda Mo-Cu element an1aliz fotoğrafları ... 52 Şekil 10.3: Elektron mikrospisi için seçilen 1. Örnek üzerinde yapılan analiz
sonucunda Mo-Cu element analiz fotoğrafları ... 53 Şekil 11.1: Analiz için seçilen örnek 2 üzerinde çıkan elementsel değerler. .... 55 Şekil 11.2: Analiz için seçilen örnek 2 üzerinde çıkan elementsel değerler. .... 56
vii
TABLO LİSTESİ
Sayfa
Tablo 6.1: Tepeoba Cu-Mo yatağına ait örneklerin sıvı kapanım ölçümleri ve % tuzluluk değerleri... 38 Tablo 9.1: LA-ICP-MS analizleri sonucunda elementsel oranlar ... 48
viii
SEMBOL LİSTESİ
Au : Altın Bt : Biyotit Ccp : Kalkopirit Cu : BakırICP-MS : Inductivety Coupled Plasma Mass Spectrometry
İlm : İlmenit
İTÜ : İstanbul Teknik Üniversitesi
Kfs : Alkali Feldispat
Mlb : Molibden
MREE : Middle Rare Earth Elements
MTA : Maden Teknik Arama
Pb : Kurşun Pl : Plajiyoklaz Py : Pirit Ccp : Kalkopirit Qtz : Kuvars Ser : Serizit Sp : Sfalerit XRF : X-Ray Diffraction
ix
ÖNSÖZ
Tez çalışma konumun belirlenmesinde, arazi, büro ve laboratuvar çalışmalarımda, verilerin değerlendirilmesinde ve tezimin tüm safhalarında bana bilgi birikimi ile yol gösteren sayın danışmanım Prof. Dr Gülcan BOZKAYA’a
Arazi çalışmaları ve petrografik incelemelerdeki değerli fikir ve önerileri için değerli hocam Prof. Dr Ömer BOZKAYA’ya
Lazer-İndüktif Eşleşmiş Plazma-Kütle Spektrometresi (LA-ICP-MS), Elektron Mikroskobu (SEM), Geri Saçınımlı Elektron Mikroskobisi (BSEM) incelemelerinde yardımlarını esirgemeyen Dr.David Banks (Leeds Üniversitesi, Birleşik Krallık)’e
Tez çalışmam sırasındaki yardımları için Özdoğu Sarp İnş. Mad. Tur. Taş. Ve Tic. Aş‘ye
Yüksek Lisans çalışmalarım sırasında bana maddi ve manevi desteğini esirgemeyen aileme sonsuz teşekkürlerimi sunarım.
AĞUSTOS 2019 MEHMET TUFAN
JEOLOJİ MÜHENDİSİ
1
1. GİRİŞ
1.1 Amaç ve Kapsam
Biga yarımadası, maden zuhurları ve maden yataklarının yoğun olarak gözlendiği bir bölge olup, Türkiye’nin bilinen en önemli bakır, kurşun, çinko ve değerli metal yatakları bu bölgede bulunmaktadır. Bölgedeki madencilik faaliyetlerinin antik dönemlerde faal durumda olduğu ve milattan önceki yıllarda başladığı görülmektedir. Bölgedeki cevherleşmeler genellikle porfiri, epitermal, skarn ve damar tipinde olup, sayısal olarak en fazla bulunan metaller kurşun, çinko, bakır, demir, altın ve antimondur. Tepeoba-Havran (Balıkesir) Porfiri Bakır-Molibden cevherleşmesi bu cevherleşmelerin en önemlilerinden bir tanesidir. Çalışma alanı Özdoğu Sarp İnş. Mad. Tur. Taş. Ve Tic. Aş firması tarafından işletilmekte olup halen bakır ve molibden üretimi yapılmaktadır.
Tepeoba bakır-molibden yatağında yapılmış daha önceki çalışmalar çoğunlukla inceleme alanının jeolojik özelliklerin belirlenmesine yönelik olup, cevherleşmeleri oluşturan çözeltilerin bileşimi hakkında yapılmış ayrıntılı bir çalışma bulunmamaktadır.
Bu tez çalışmasının amacı; Biga yarımadasında oldukça yaygın olarak gözlenen porfiri tip cevherleşmelerden birisi olan Tepeoba bakır-molibden yatağının oluşumunda etkin olan çözelti kaynağı ve özelliklerinin sıvı kapanım ve izotop çalışmaları ile belirlenmesidir.
1.2 İnceleme Alanının Coğrafi Konumu
Çalışma alanı, Balıkesir ili Edremit ilçesinin 9 km kuzeydoğusunda (Tepeoba) olup, 1/25.000 ölçekli i18-d1, i18-d2, i18-d3 ve i18-d4 paftaları içerinde yer almaktadır. Edremit Yenice yolu ile bölgeye her mevsim ulaşım mümkündür.
2
1.3 Önceki çalışmalar
Kovenko (1940), Philipson (1958,1967), Kaaden (1959) ve Tchihatchef (1967); bölge ve yakın çevresindeki jeolojik birimleri belirleyerek jeolojik haritaların çıkarılmasına yönelik ilk çalışmaları yapmışlardır.
Gümüş (1964) bölge ve yakın çevresinde yaptığı çalışmada mermerli felsik fillatlar üzerinde yaptığı yaşlandırma çalışmaları sonucunda birimin karbonifer yaşlı olduğunu saptamış ve Eybek granodiyoritinin bu birimleri kesen Hersiyen Orojenizine bağlı sintektonik granodiyoritler olduğunu belirlemiştir.
Aslaner (1965), Karakaya Karmaşığı’na ait metamorfik birimlerin tümünün Kazdağ Masifi’ne dahil edilmesi gerektiğini, gnays ve amfibolitleri istifin alt kesimleri, yeşil şist fasiyesindeki mermer, spilit, fillat ve metakumtaşlarının ise istifin üst kesimlerini oluşturması gerektiğini belirtmiştir.
“Karakaya Formasyonu” adlandırılması ilk kez Bingöl ve diğerleri (1973) tarafından yapılmıştır. Edremit kuzeyinden başlayan formasyon Bilecik ve Ankara’ya kadar uzanan geniş bir alanda yayıldığını belirtmişlerdir. Formasyon içerisinde bulunan birimler Permo-Karbonifer kireçtaşı bloklarını içeren, spilitik bazalt, feldispatik kumtaşı, çamur taşı, çakıl taşı, silt taşı ve kuvarslardan oluştuğunu savunmuşlardır.
Okay vd. (1990) Karakaya Kompleksini kayaç türü ve tektonik oluşumu göz önüne alarak, tektonostratigrafik istifin alttan üste doğru; Nilüfer birimi, Hodul birimi, Orhanlar grovakı ve Çal birimi olarak ayırtlamışlardır.
Kayhan vd. (1996), bölgede Alt Triyas yaslı metakumtaşı-metagrovak-metaçamurtaşı, karbonatlı kumtaşı ve kireçtaşı ardalanmasından oluşmuş birim içerisinde Permo-Karbonifer yaşlı kireçtaşı olistolitlerinin bulunduğunu, bu birimin Oligo-Miyosende Eybek granodiyorit plütonu ile kesildiğini ve skarn zonları oluştuğunu belirtmişlerdir. Skarnlar içinde Pb, Cu, Mo, Au; granodiyorit içerisinde
3
ise, killeşmiş kesimlerdeki kuvars damarlarında Cu, Mo mineralizasyonları bulunduğunu belirlemişlerdir.
Murakami ve Watanabe (2003)’ e göre, Tepeoba Cu- Mo-Au yatağı, Miyosen yaşlı Eybek granodiyorit kompleksinin güney kenarında yer almaktadır. Yatak anduluzit- biyotit parçalarından oluşan hidrotermal breşlerden oluşmaktadır. Yatak granodiyorit kompleksinin bir kısmında granodiyoritin sonunda en üst kısmında oluşmuş olup 280 m genişliğinde ve 80 metre kalınlığı belirlemişlerdir.
Küçükefe ve diğ. (2006), tarafından Tepeoba sahasında yapılan çalışmalar sonucunda, Eybek Granitoyidi’ne intrüzif kayaçları da dahil etmişler ve granitoyidi, granit, granodiyorit, asidik damar kayaçları ve bazik damar kayaçları olarak haritalamışlardır. Sahada yaklaşık 800 m uzunluğa, yer yer 150 m genişliğe sahip, Cu-Mo-Au içerikli breşik cevherli bir zon belirlemişlerdir.
Sayıt ve Göncüoğlu (2007)’ na göre, Karakaya Kompleksi farklı birimler içermektedir. Değişik derecede metamorfizma geçirmiş olan, metasediment ve metabazik temelden oluştuğunu ve bunların Paleozoyik yaşlı granitoyidler tarafından kesildiğini belirtmişlerdir. Diğer serileri ise grovak serisi (Orhaneli Grovakı), arkozik kumtaşı serisi, bazaltik lavlar (Hodul birimi), metabazit-fillit ve mermer serisi (Nilüfer Birimi), kireçtaşı blokları içeren olistostromal seri ve bazalt, kireçtaşı ve kırıntı ve tane akıntıları içeren seri olarak ifade etmişlerdir.
Genç ve Altunkaynak (2007), Eybek granitinde jeokimyasal çalışmalar yaparak, granitin Orta Eosen’deki dilim kopmasına bağlı olarak gelişen magmatizma ile KB Anadolu’ da Kazdağ silsilesinin bir çekirdek kompleksi olarak yükselme evresi (24 My; Okay ve Satır, 2000) arasındaki kritik bir dönemde gelişmiş olduğu sonucuna ulaşmışlardır.
Doygun (2010) yüksek lisans çalışmasında bölgedeki kayaçlar üzerinde petrografik ve maden jeolojsi çalışması yapılmış olup cevherleşmeyi oluşturan çözeltiler hakkında kesin veriye ulaşılmamıştır.
Akay (2013) tarafında yüksek lisans çalışmasında Tepeoba arazisinde cevher mikroskobisi ve yüzey jekimyası çalışması yapılmıştır.
4
2. MATERYAL VE YÖNTEM
Tepeoba Cu-Mo yatağını oluşturan cevherli çözeltilerin özelliklerinin belirlenmesi ve elde edilen bulgularla yatakların jeolojik özelliklerinin, oluşum koşullarının ve kökenlerinin ortaya konulması amaçlanan bu çalışmada aşağıdaki incelemeler yapılmıştır.
2.1 Saha İncelemeleri
Saha incelemelerinden önce bölgenin genel ve maden jeolojisi hakkında yapılmış daha önceki çalışmaları içeren detaylı literatür taraması yapılmıştır. Arazi çalışmaları sırasında, işletilmekte olan molibden yatağının çevresinde yüzeyleyen tüm birimleri temsil edecek yeterli miktarda kayaç ve cevher örnekleri alınmıştır.
2.2 Mineralojik ve Petrografik Çalışmalar
Çalışma sahasından alınan örneklerden mineralojik bileşimlerini, petrografik özelliklerini ve cevher yan kayaç ilişkilerini tespit etmek amacıyla 30 adet ince kesit yapılmıştır. Pamukkale Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümündeki ince kesit laboratuvarında hazırlanan ince kesitler, Olympus BX51 marka alttan ve üsten aydınlatmalı polarizan mikroskobunda incelenerek kayaç adlandırmaları yapılmıştır.
2.3 Cevher Mikroskobisi Çalışmaları
Çalışma sahasındaki cevher damarlarından alınan örneklerden Pamukkale Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü Cevher Mikroskobisi Laboratuvarında 15 adet parlak kesit hazırlanmıştır. Cevher içeren örnekler önce polyester yardımı ile silindirik şekilde kalıplanarak parlatma işlemi esnasında numunenin dağılması önlenmiş ve farklı büyüklükteki aşındırma tozları ve nihayetinde parlatma solüsyonları kullanılarak parlatılmıştır.
5
Hazırlanan parlak kesitler Pamukkale Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü Cevher Mikroskobisi Laboratuvarındaki Olympus BX51 marka alttan ve üsten aydınlatmalı polarizan mikroskobunda incelenerek cevherin mineral parajenezi, süksesyonu ve cevher dokuları belirlenmiştir.
2.4 Sıvı Kapanım İncelemeleri
Sıvı kapanımları minerallerin oluşum esnasında kristal yapı içerisinde soğuma esnasında hapsolmuş çözeltilerdir. Kristal yapı içerisinde hapsolan bu çözeltiler mineralin oluşumunu temsil eden çözeltiler olduğu için sıcak ve soğuk akışkanlı çözeltilerden itibaren oluşmuş minerallerin ve cevherleşmelerin oluşum koşulları ve kökenleri hakkında çok önemli bilgiler ortaya koymaktadır.
Sıvı kapanım incelemeleri Pamukkale Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü’ndeki Sıvı Kapanım Laboratuvarında gerçekleşmiştir. İnceleme alanındaki cevher damarlarından alınan örneklerdeki gang minerallerince zengin kısımlardan yaklaşık 100 µm kalınlığında 24 adet iki yüzü parlatılmış kesit hazırlanmıştır. Hazırlanan iki yüzü parlak kesitlerde öncelikle sıvı kapanım birlikleri (FIA) belirlenmiş ve bu kesitler üzerinde mikrotermometrik incelemeler yapılmıştır. Ölçümlerde Olympos Bx51 model polarize mikroskoba entegre edilmiş Linkam THMS-600 ve LNP-95 tipi ısıtma ve soğutma sistemi kullanılmış olup, ölçümlerde homojenleşme sıcaklıkları (Th), ilk buz ergime (Tfm) ve son buz ergime (Tmice) sıcaklık değerleri belirlenmiştir. Buz ergime sıcaklığı ölçümleri esnasında kapanımı soğutmak için nitrojen (sıvılaştırılmış azot) kullanılmıştır.
2.5 Kükürt İzotopları İncelemeleri
Kükürt izotop incelemeleri, saha incelemeleri sırasında cevherleşmelerin gözlendiği yerlerden alınmış örneklerden ayrılmış saf pirit ve kalkopirit kristalleri üzerinde yapılmıştır. Mineral ayırma işlemleri, daha saf minerallere ulaşmak amacı ile örnekler kırılıp öğütüldükten sonra, serbestleşmenin en iyi olduğu “-250 - +125 mikron” tane boyu fraksiyonu iyice yıkandıktan sonra binoküler mikroskop altında elle seçme yöntemi ile yapılmıştır. Saf pirit ve kalkopirit mineral ayırımları, agat
6
havanda öğütülerek toz haline getirildikten sonra izotop analizleri için Queen's Üniversitesi İzotop Araştırmaları Laboratuvarlarına gönderilmiş ve analiz edilmiştir.
Sülfür izotop analizleri Queen's Üniversitesi İzotop Araştırmaları Laboratuvarlarındaki VG SIRA 10 kütle spektrometresinde yapılmıştır. Sülfürlü mineraller Robinson ve Kusakabe (1975) tarafından geliştirilmiş metoda göre hazırlanarak analiz edilmiştir. Sonuçlar CDT standartından sapma (‰ δ34S) değerleri şeklinde ifade edilmiş olup, yöntemin hassasiyeti ve tekrarlanabilirliğinin (‰0.2)'den daha iyi olduğu belirlenmiştir.
2.6 Oksijen ve Hidrojen İzotopları İncelemeleri
Oksijen ve hidrojen izotop analizleri, sıvı kapanım incelemeleri sırasında ölçüm yapılan örnekler üzerinde yapılmıştır. Mineral ayırma işlemleri, daha saf minerallere ulaşmak amacı ile örnekler kırılıp öğütüldükten sonra, serbestleşmenin en iyi olduğu “-250 - +125 mikron” tane boyu fraksiyonu iyice yıkanıp temizlenip kurutulduktan sonra binoküler mikroskop altında daha temiz örnek seçimi için elle seçme yöntemi ile yapılmıştır.
Saf kuvars mineral ayırımları, agat havanda öğütülerek toz haline getirilmeden önce tekrar bir yıkama işlemi uygulanıp kurutulduktan sonra öğütülüp analiz için hazır hale getirilmiştir. İzotop analizleri Queen's Üniversitesi İzotop Araştırmaları Laboratuvarlarında yapılmıştır. Oksijen ve hidrojen analizleri sırasında standart okyanus suyu (Standart Mean of Oceanic water -SMOW) kullanılmıştır. Oksijen izotopu analizi için hazırlanan örnekler CO2 laser ısı kaynağı kullanılarak CIF3 ile 150 ºC den fazla sıcaklık altında lazer florinasyon tekniği ile analiz edilmiştir.
Hidrojen izotop analizi için hazırlanan kuvars örnekleri kuvars tüpler içerisinde radyofrekans indiksiyonu ile kademeli olarak 150 ºC yi geçen sıcaklığa kadar ısıtılarak serbest hale gelen su 80ºC de H2 ye indigenmiştir. (Donnelly et al.2001) Açığa çıkan gaz civalı basınç ölçer ile kantitatif olarak ölçülerek topler pompası yardımı ile toplanır. Toplanan gaz VG602D kütle spektrometresi ile analiz edilmiştir.
7
Hidrotermal çözeltileri oluşturan suyun oksijen izotopları kuvars kristaline ait olan δ18O değerlerinden yararlanılarak kuvars minerali ile dengede olan su izotop ayrılmayı belirleyen (1000 ln a) değerler ortalama oluşum sıcaklığı sıvı kapınım incelemelerindeki örneklere ait olan değerler olarak kabul edilmiş olup, kuvars minerali için (Sharp et al, 2016) tarafından geliştirilen denklem yardımıyla hesaplanmıştır.
2.7 Lazer-İnduktif Eşleşmiş Plaza-Kütle Spektrometresi (LA-ICP-MS) İncelemeleri
Sıvı kapanım incelemeleri yapılan örneklerde çözeltilerin bileşimlerinin belirlenmesi için gerekli analizler, İngiltere’de bulunan Leeds Üniversitesi, LAICP-MS (Laser Ablation- Inductively Coupled Plasma- Mass Spectrometer Lab.) laboratuvarında Dr.David Banks tarafından gerçekleştirilmiştir. Laser-ablation sisteminde, Geoglas kapanım sistemine entegre edilmiş Agilent 7500c kütle spektometresi ile sıvı kapanım ve sıvı kapanım ile ilişkili grupların bileşimi belirlenmiştir. Geoglas ablation sistemi, 193 nm dalga boyunda Compex 103 ArF 11 eksimer lazer kullanmaktadır. Bu sistem örnek yüzeyine 10-151 J cm2 enerji kütlesini, 5 Hz darbe frekansında 25 μm bazen de 50 μm nokta boyutunda ulaştırmaktadır. Nokta boyutu, sıvı kapanım yada sıvı kapanım gruplarının boyutuna göre belirlenir. Tek kapanımların analizlerinde kullanılan LA-ICP-MS; düşük deteksiyon limitine sahip olmaları, periyodik tablodaki pek çok elementin analizinin yapılmasına olanak sağlaması ve hızlı uygulanabilirliği nedeniyle 1998’den beri sıvı kapanım çalışmalarında yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir (Audetat et al. (1988); Jeffries et al. (1998); Heinrich et al. (2003); Allan et al. (2005), Guillong et al. (2008); . Kapanımlarda yapılan kimyasal incelemeler ile saptanan çeşitli katyon ve anyon oranları yardımı ile çözeltilerin bileşimleri, kökenleri ve metal iyonlarının taşınma şekilleri hakkında bilgiler edinilmektedir (Gunther et al (1998); Samson (2003); Sylvester (2008); Leisen et al. (2012); Richard et al. (2012); Bozkaya et al. (2011))
8
2.8 Taramalı elektron (SEM) ve Geri Saçılmış Elektron Mikroskobu (BSEM) İncelemeleri
Taramalı elektron (SEM) ve geri saçılmış elektron mikroskobu (BSEM) İncelemeleri Leeds Üniversitesi’ndeki Merkez Laboratuvarlarında gerçekleştirilmiştir. Taramalı elektron mikroskobu yüksek büyütmelerde yüksek çözünürlüklü görüntü alma tekniğidir. Bu teknik sayesinde düşük büyütmelerden çok yüksek büyütmelere (x300.000 veya daha fazla) kadar morfolojik, yapısal ve elementel bilgiler alınabilmektedir. Yüksek vakum koşulları altında ikincil elektron (SE), geri saçılmış elektron (BSE) veya karışık (SE+BSE) sinyal görüntüleri alınarak fotoğraflama yapılmaktadır.
Şekil 1 Şekil 2
9
3. İNCELEME ALANININ JEOLOJİSİ
3.1 Bölgesel Jeoloji
Dünyanın en fazla metalik maden üretildiği kuşaklardan birisi olan Tetis Metalojenik Kuşağının bir parçası olan Biga Yarımadası tektonik olarak kuzeybatıdan güneydoğuya doğru Ezine, Ayvacık-Karabiga ve Sakarya zonu olarak üç zona ayrılmaktadır. Bunlardan Sakarya zonu; Kazdağ Metamorfitleri, Kalabak Birimi, Jura Öncesi Granitoyidler, Karakaya Kompleksi ve Jura-Kretase Kayaçlarından Ezine Zonu ise Çamlıca Mikaşistleri, Karadağ Birimi, Denizgören Ofiyoliti, Çetmi Ofiyolitik Melanjı, Tersiyer Granitoyidleri ve Tersiyer-Kuvaterner birimlerinden oluşmaktadır (Şekil 3.1).
10
11
3.2 Karakaya Formasyonu (Trk)
Karakaya Formasyonu Biga Yarımadası’ndan başlayıp, Bursa, Bilecik, Eskişehir üzerinden Ankara’ya kadar uzanmaktadır. İçerisinde Permo-Karbonifer yaşlı kireçtaşı blokları bulunduran, hafif metamorfizma geçirmiş, Alt Triyas yaşlı çakıltaşı, feldispatlı kumtaşı, kuvarsit, silttaşı, sleyt, radyolarit, çamurtaşı, metaspilit, spilitik bazalt ve diyabaz karmaşığını tanımlamak üzere adlandırılmıştır. Formasyonun tanımlanması konusunda henüz tam olarak fikir birliği sağlanamamıştır. Karakaya Formasyonu ve Karakaya Kompleksi (Okay ve diğ., 1990) olarak adlandırmıştır.
Çok sık kıvrım ve küçük kıvrımlardan oluşan formasyon, tektonizmadan yoğun olarak etkilenmiştir. İnceleme alanında granitoyid intrüzyonundan dolayı ilksel özelliklerini kaybedip, çoğunlukla benekli şistlere (andaluzit-biyotit-muskovit şist) dönüşmüş olan metasedimanter kayaçları Kalabak Şistlerinden ayırmak güçtür. Ancak, intrüzyon dokanağından uzaklaşıp güneye, Tepeoba Köyüne doğru gidildikçe, benekli şistlerden tedrici olarak önce metakiltaşlarına, Tepeoba Köyü civarında ise arkozik kumtaşlarına geçildiği görülmektedir. Tepeoba Köyü civarında formasyon, yer yer Permo-Karbonifer yaşlı kireçtaşı blokları da içermektedir. (Küçükefe ve diğ., 2006).
İnceleme alanındaki metasedimanter kayaçlardan daha önceki çalışmalarda alınmış olan örnekler, kataklastik andaluzit hornfels, milonit, milonitik hornfels, piroksen hornfels şeklinde tanımlanmıştır (Küçükefe ve diğ., 2006). Aynı kayaçlar, sahada yapılan diğer bir çalışmada, andaluzit şist, andaluzit-muskovit şist, muskovit-andaluzit şist, muskovit-muskovit-andaluzit-biyotit şist olarak adlandırılmıştır (Watanabe ve diğ., 2003).
Karakaya Formasyonu’nun kuzeyde Eybek Granitoyiti ile olan dokanağı genç yırtılma ve graben fayları ile değişikliğe uğramıştır. Formasyonun Kalabak Şistleri ile olan dokanağı çalışma alanında tektonik, sahanın dışında Çamlık köyü civarında ise diskordanslıdır (Küçükefe ve diğ., 2006).
12
3.3 Eybek Granitoyidi (Teg, Tegd, Tega, Tegb)
Adını inceleme alanının kuzeyindeki Eybek Dağı’ndan alan Eybek Granitoyidi çalışma alanının kuzey bölümüne yaklaşık D-B yönünde yerleşmiştir. .İntrüzüf kütle, Krushensky (1971)’e göre, granodiyorit-kuvars monzonit bileşimli, açık renkli ve kaba kristalli olup, porfiritik kayaçlardan oluşmaktadır.
Çalışılan alanda, Eybek Granitoyiti yan kayaçlarla olan kenar zonlarında granit, iç kesimlerine doğru ise granodiyorit bileşimli olup, granit-ganodiyorit dokanağı yer yer geçişli, yer yer de tektoniktir. Granitoyid sıkça granofir dokulu asidik damar kayaçları ve ince-orta taneli bazik damar kayaçları tarafından kesilmektedir (Küçükefe ve diğ., 2005).
Çalışma sahasındaki yan kayaçlarla ilişkisi göz önüne alındığında granitoyitin yaşının Alt Triyas’tan daha genç olduğu söylenebilir. Yapılan radyometrik yaş tayinlerine göre, plutonun yaşı 35-22 my (Oligo-Miyosen) arasındadır (Krushensky, 1976; Bingöl ve diğ.1982; Watanabe ve diğ., 2003).
3.3.1 Granit (Teg)
Sahada, Yayla Tepe-Karayüksek Tepe arasında K-KD uzanımlı olarak, granodiyoritle metasedimanter kayaçlar arasında pembe ve kirli-pembe renklerde mostra vermektedir (Ek-1). Arazide bloklar, kafalar ve arenalaşmış şekilde bulunur. Kayaç, hemen kuzeyinde bulunan granodiyoritten farklı olarak, felsik mineral bolluğu ve mafik mineral içermeyişi nedeniyle granit olarak adlandırılmıştır. Kenarları ince taneli olup, mikrogranit veya aplitik granit şeklindedir (Küçükefe ve diğ., 2006).
MTA tarafından yapılan sondaj örneklerine ait mikroskop tanımlamasında kayaca, kuvars, alkali feldispat (ortaklas) ve plajiyoklaz minerallerinden oluşan lökogranit adı verilmiştir. Yapılan sondajların bazılarında, kayaçta işletilebilecek tenörde (%03 Cu eşdeğer) cevherleşme görülmektedir (Küçükefe ve diğ., 2006).
13
Arazi ve sondajlardan alınan numunelerde kayacın yaşı, K-Ar yöntemiyle 34.7±1.0 my olarak saptanmıştır (Watanabe ve diğ., 2003).
3.3.2 Granodiyorit (Tegd)
Madenin kuzeyinde kısmında yaklaşık D-B yönünde gözlenmektedir. Sahanın doğusunda Paleozoyik yaşlı Kalabak Şistleriyle, maden sahasında ise Alt Triyas yaşlı Karakaya Formasyonu ve granit ile dokanak halindedir.
Kayaç Küçükefe ve diğ., (2005) tarafından granodiyorit olarak adlandırılmıştır. Bu çalışmada da ayrıca bir haritalama çalışması yapılmamış, aynı adlama kullanılmıştır. Granodiyorit çalışma sahasındaki metasedimanter kayaçları kesmiş ve onları hornblend-hornfels fasiyesinde kontakt metamorfizmaya uğratmıştır (Krushensky, 1971).
K-Ar metoduyla kayaçtan elde edilen yaş 21.4 + 0.6 my dır (Watanabe ve diğ., 2003).
3.3.3 Asidik Damar Kayaçları (Tega)
Çalışma sahasında 5 cm-5 m arasında değişen kalınlıklarda, yer yer 20-25 metre devamlılığı izlenebilen, asidik bileşimli, ince taneli, beyaz-krem-pembemsi renklerde, kontak metamorfik kayaçlara sokulum yapmış dayklar (Küçükefe ve diğ. 2006) tarafından asidik damar kayaçları olarak adlandırılmış ve yaşı Oligo-Miyosen olarak kabul edilmiştir.
MTA tarafından yapılan sondajlarda kayaç içinde, yer yer dissemine, damar ve damarcıklar şeklinde pirit, kalkopirit ve molibdenit cevherleşmesi görülmüştür.
3.3.4 Bazik Damar Kayaçları (Tegb)
Çalışma alanındaki en genç birim olup, Küçükefe ve diğ. (2006) tarafından bazik damar kayaçları olarak adlandırılmışlardır. Sahada Alt Triyas yaşlı
14
metasedimanter ve metabazik kayaçları (Karakaya Formasyonu) ve Oligo-Miyosen yaşlı Eybek Granitoyidi’ni kesmektedirler. Bazik damar kayaçları genellikle K-G uzanımlı, yer yer ise D-B uzanımlıdırlar. Devamlılıkları genç tektonik nedeniyle sık sık kesintiye uğramıştır(Şekil 3.2). Koyu yeşil renkli olup, mafik mineralleri yer yer epidot, pirit ve kalsite dönüşmüştür.
Kayacın yaşı konusunda kesin bir şey söylenememekte, Oligo-Miyosen yaşlı Eybek Granitoyidi’nin son evre bazik ürünleri olarak düşünülmektedir (Küçükefe ve diğ., 2006).
Şekil 3.3: İnceleme alanı içerisindeki yatak çevresinde gözlenen bazik damar kayaçlar
3.3.5 Kontakt Metamorfik Kayaçlar (Kmk)
Tepeoba sahasında, Eybek Granitoyiti metasedimanter ve metabazik kayaçlardan oluşan Karakaya Formasyonu’nu kontak metamorfizmaya uğratmıştır. İntrüzyonun etkisi ile metasedimanter kayaçlarda andaluzit, biyotit, muskovit, korund ve yer yer sillimanit; metabazik kayaçlarda ise tremolit, aktinolit, plajiyoklaz ve yer yer de granat mineralleri oluşmuştur (Küçükefe ve diğ., 2006).
15
Tersiyer yaşlı Eybek Granitoyidi çalışma sahasının doğusunda, Paleozoyik yaşlı Kalabak Şistleri’ni kesmiş ve onları kontakt metamorfizmaya uğratmıştır. Kontakt metamorfik zon, Kumluca Dere ile Beşgere Dere’nin birleşim yerinden itibaren, yaklaşık KD yönünde, intrüzyon dokanağına parelel olarak, Kozcağız Mezarlığına kadar uzanmaktadır. Sahada yapılan önceki çalışmalarda, kontakt metamorfik zonun genişliğinin yer yer 2 km’ye kadar ulaştığı; özellikle Kalabak Şistlerinin mermer ve spilitik kayaçlarında kontakt metamorfizmanın daha iyi geliştiğinden bahsedilmektedir (Çetinkaya ve diğ.,1983).
Atizi Mevkii’nde, Kalabak Şistleri içindeki mermer seviyelerinde, gelişmiş skarn zonunda manyetit cevherleşmesi görülmektedir. Manyetit cevherleşmesine yer yer düşük tenörlü bakır cevherleşmesi de eşlik etmektedir. İntrüzyonun etkisiyle mermerler yer yer granat felslere dönüşmüşlerdir. Granatla birlikte, pistasit, aktinolit, diyopsit, vezuviyanit ve hidrogrosularit gibi diğer skarn mineralleri de görülmektedir (Krushensky, 1971).
MTA tarafından yapılan sondajlarda kontak metamorfik kayaçlardan alınan numuneler mikroskobik incelemelerde, “fillit”, “kontak metamorfizmaya uğramış kayaç” ve “pelitik hornfels” olarak adlandırılmıştır. Kontak metamorfizma ile oluşmuş mineraller ile, mağmatik-hidrotermal süreçler sonucu oluşmuş minerallerin (biyotit, turmalin, kuvars, muskovit) benzerliği, yüzey ile sondajlardaki alterasyon zonlarının sağlıklı bir şekilde deneştirilmesini zorlaştırmıştır (Küçükefe ve diğ., 2006).
3.4 Metamorfizma
İnceleme alanındaki Paleozoyik yaşlı Kalabak Şistleri Hersiniyen ve Alpin, Alt Triyas yaşlı Karakaya Formasyonuna ait kayaçlar ise Alpin Orojenezinden etkilenmiş olup, genel olarak yeşil şist fasiyesinde metamorfizma geçirmişlerdir.
Kayaçlarda görülen andaluzit, turmalin, biyotit, muskovit, korund ve sillimanit minerallerinin bölgesel metamorfizmayla mı yoksa yersel kontak metamorfizmayla mı oluştuğu tartışmalıdır. Kuzeye, intrüzyon dokanağına doğru gidildikçe metasedimanter kayaçlar yer yer gnays, metabazitler ise amfibolit ve
16
amfibolit şistlere dönüşmektedirler. Kayaçlardaki bu dönüşümün nedeni, metamorfizma derecesinin kuzeye doğru artmasından kaynaklanacağı gibi, yukarıda bahsedildiği şekilde kontak metamorfizma derecesinin yüksek olması (piroksen-hornfels) ile de açıklanabilir (Küçükefe ve diğ., 2006).
3.5 Yapısal Jeoloji
Miyosen sonuna kadar K-G yönlü sıkışma rejiminin etkisinde kalmış olan bölgede, muhtemelen bu dönemin ürünleri olarak granit ve granodiyorit bileşimli (Eybek Granitoyiti) kayaçlar oluşmuştur. K-G yönlü sıkışma rejiminin oluşturduğu D-B yönlü gerilme ise, çalışma sahasında K-G uzanımlı mikrodiyorit dayklarının yerleşimini sağlamış olmalıdır (Küçükefe ve diğ., 2006).
Neotektonik dönemde, Anadolu levhasının batıya hareket etmesi ile birlikte çalışma alanı da tüm Biga Yarımadası’nda olduğu gibi D-B yönlü sıkışma ve K-G yönlü gerilme rejiminin etkisinde kalmıştır. Sahada K-G yönlü, 1 km uzunluğunda, yaklaşık 700 C B’ya eğimli iki ters fay ile, sahanın doğusunda Kumluca Dere içerisinde, granitoyit ile kontak metamorfikleri yan yana getiren yaklaşık 500 m uzunluğundaki, sağ yönlü doğrultu atımlı fay muhtemelen D-B yönlü sıkışmanın sonucunda gelişmiştir. Sahayı yaklaşık D-B yönünde kesen, güneye eğimli 4 adet eğim atımlı normal fay ise K-G yönlü gerilme rejiminin sonuçlarıdır (Küçükefe ve diğ., 2006).
17
4. MİNEROLJİK VE PETROGRAFİK İNCELEMELER
İnceleme alanı ve çevre kayaçlardan alınan örneklerden hazırlanan ince kesitler, polarizan mikroskop altında incelenmiştir. Sahadan alınan örnekler üzerinde incelemeler yapılmış olup gerekli olan çalışmaların hangi örnekler üzerinde yapılacağı belirlenmiştir saha içerisindeki alınan örneklerin tümü petrografik olarak tanımlanmaya çalışılmış, bu kapsamda mineral bileşimi, hamur içeriği, dokusu araştırılmıştır, bazı örnekler aşağıdaki gibi tanımlanmıştır.
Şekil 4.1: TMO1 örneğinde fillitler içerisinde cevherleşme ile ilişkili olan kuvars biyotit ve turmalin
içeren damar veya çatlak dolgusu. a) Tek nikol b) Çift nikol görünümü. Kuvars
Biyotit a
18
Şekil 4.2 : TMO2 örneğinde Holokristalin tanesel dokulu granitlerde pertitik ortoklaz
polisentetik ikizlenmeli plajiyoklaz ve biyotitler. a) Tek nikol b) Çift nikol görüntüsü. Plajiyoklaz
Biyotit
Ortoklaz a
19
Şekil 4.3 : Aktinolit filliti kesen diyabaz daykı a) Tek nikol b) Çift nikol görüntüsü.
Plajiyoklaz
Ojit Kuvars
a
20
Şekil 4.4 : Biyotit turmalin ve piyemontit birlikteliğiv a) Tek nikol b) Çift nikol görüntüsü.
Piyemontit
Biyotit
Turmalin a
21
5. MADEN JEOLOJİSİ
Biga Yarımadası maden yatak ve cevherleşmeleri bakımından oldukça zengin bir bölge olup, bölgede daha önce yapılan çalışmalar sonucunda 11 farklı çeşit olmak üzere 205 maden yatağı ve zuhuru bulunmaktadır. Bölgede daha önceki araştırmacılar tarafından yapılan çalışmalar sonucunda maden yataklarının büyük bölümünü, sıkışma ve genleşme rejiminin birlikte etkileyen Eosen-Alt Miyosen de gerçekleşen yay mağmatizmasıyla ilişikli damar, skarn ve porfiri tip kurşun, çinko, bakir, molibden, cıva, antimuan ve epitermal altın cevherleşmeleri oluşturmaktadır.
5.1 Yataklanma Şekli ve Yapısal Özellikle
Tepeoba cevherleşmesi Havran ilçesi Tepeoba köyünün sınırları içerisinde bulunmaktadır. Söz konusu cevherleşme madencilik faaliyetine 2010 yılında Özdoğu Sarp İnş. Mad. Tur. Taş. Ve Tic. Aş firması tarafından başlanmıştır. 439 Hektarlık Maden Sahasında %1 Cu (Bakır) eşdeğerli 17,5 milyon m3 Molibden-Bakır Cevheri mevcuttur (Şekil 5.1).
Tepeoba Cu-Mo cevherleşmesi Biga yarımadasında gözlenen porfiri tip oluşumların en önemli örneklerinden birisidir.
İnceleme alanındaki cevherleşmeler Hacıaslanlar köyünün 2200 metre doğusunda yer almaktadır. Cevherleşmeler plütonik sokulumla ilişkili kontak metamorik kayaçlar içerisinde breşik, stockworks-ağsı, damar ve saçınımlar, şeklinde görülmektedir. Ağsı damarların kalınlığı yaklaşık 5 cm dır. Cevher damarları mikroskobik olarak kalkopirit pirit ve molibden gibi cevher mineralleri ve kuvars kalsit gibi gang mineralleri içermektedir (Şekil 5.1).
Daha önceki araştırıcılar tarafından molibdenitde yapılan Re-Os izotop analizinde oluşum yaşı 25.62±0.09 ve 25.03±0.14 My olarak bulunmuştur (Watanabe ve diğ., 2003).
22
Şekil 5.1: İnceleme alanı ve içerisinde gözlenen cevher damarlarının görünümü. a) Arazi içerisin de
ki cevherli kayaçlar b) Ocağın üstten görünümü a
23
24
Şekil 5.3 : Maden ocağı içerisinde alınan örneklerin Google Maps üzerindeki yerleri.
5.2 Cevherleşmelerin Mikroskobik Özellikleri
5.2.1 Mineralojik Bileşim ve Dokusal Özellikler
Tepeoba yatağından alınan gang ve cevher minerallerinin mineralojik ve petrografik özelliklerini belirlemek amacıyla ince kesit ve parlatma kesitleri hazırlanmıştır. İnce kesitlerin mikroskopta incelenmesi sonucunda gang minerali olarak kuvars ve kalsit belirlenmiştir. Cevher örneklerinden hazırlanan parlatma bloklarında cevher minerali olarak altın, sfalerit, galenit, pirit, kalkopirit ve molibden; gang minerali olarak ise kalsit ve kuvars gözlenmiştir.
Pirit (Py) ; Cevherleşmedeki parajenezde ilk önce piritler (FeS2) oluşmuştur. Çoğunlukla yarı öz şekilli ve öz şekillidir. Genellikle saçınımlı olarak gözlenmiştir. Bazı örneklerde geç evrede oluşmuş kuvars minerali içerisinde de saçınımlı olarak gözlenmiştir (Şekil 5.4).
25
Şekil 5.4 : Farklı örnekler üzerinde çekilmiş üstten aydınlatmalı mikroskop görüntüleri. a) Numune
içerisindeki 1numaralı üsten aydınlatmalı fotoğrafı b) Numune içerisindeki 2 numaralı üsten aydınlatmalı fotoğrafı
a
26
Kalkopirit (Ccp) ; Kalkopiritler (FeCuS2) inceleme alanında el örneği düzeyinde ve mikroskobik incelemelerde en fazla görünen cevher minerali olup saçınımlı olarak gözlenmiştir. Parlak sarı renkli ve çoğunlukla özşekilsiz olarak görülmektedir. Bazı örneklerde ornatmalar gözlenmiştir(Şekil 5.5).
Şekil 5.5 : Pirit ve kalkopirit mineral ilişkisini gösteren görüntü.
Molibdenit(Mo): Molibdenitler (Mo) silisli gang minerali içerisinde koyu gri renkli çubuksu şekilde gözlenmiştir (Şekil 5.6).
27
Şekil 5.6 : Pirit ve kalkopiritler içerisinde gözlenen çubuksu Mo oluşumları.
Altın(Au): Altın silisçe zengin sadece bir örnekte, gang minerali içerisinde saçınımlı
28
Şekil 5.7 : Kuvars içerisinde gözlenen altın oluşumu.
Sfalerit (Sp) : Örnekler içerisinde çok az olarak rastlanan sfaleritin pirit ve kalkopiritten sonra süksesyona katıldığı görülmektedir (Şekil 5.4).
29
6. SIVI KAPANIM İNCELEMELERİ
Sıvı kapanım incelemeleri, inceleme alanı içindeki farklı lokasyonlardan alınan örneklerdeki kuvars ve kalsit minerallerinde gerçekleştirilmiştir. Örneklerden hazırlanan, 80-100 µm arasındaki kalınlıklarda ve 3x5 cm ebatlarında, iki yüzü parlatılmış özel kesitler, Pamukkale Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü’ nde bulunan ve NIKON Labophot-pol tipi mikroskoplara monte edilmiş, LINKAM THMS-600 ve TMS-92 tipi ısıtma - soğutma sisteminde incelenmiştir. İncelemeler sırasında; ilk erime sıcaklığı (TFM), son buz erime sıcaklığı (TICE) ve homojenleşme sıcaklığı (TH) ölçümleri yapılmıştır. Dondurma işlemlerinde sıvı azot gazı kullanılmıştır. Ölçüm sonuçları tablo 2’ de toplu halde görülmekte olup, tekrarlanmış analiz sonuçlarından sıcaklık ölçümlerinde hata payının %0.5 °C’ den daha az olduğu gözlenmiştir.
6.1 Kapanımların Morfolojik Özellikleri
Kapanımlar, kuvars ve kalsit mineralleri içerisinde bulunan birincil ve ikincil kapanımlar olarak gözlenmektedir. Kuvars mineralleri içerisinde birincil kapanımlar dört farklı şekilde; iki fazlı (i), gazca zengin (ii), tuz içeren (iii) ve opak mineral içeren (iv) kapanımlar olarak belirlenmiş ve ölçümler yapılmıştır. İki fazlı gaz içeren kapanımlarda gaz sıvı oranı %60-75 gaz %40-25 sıvı olarak belirlenmiştir. Kalsit mineralleri içerisinde fazla kapanım gözlenememiştir gözlenen kapanımlar çok küçük boyutta oluğu için çok ölçüm yapılamamıştır. Petrografik incelemeler esnasında kuvarsların ve kalsitlerin geç evrede oluştuğu belirlenmiştir (Şekil 6.1).
30
Şekil 6.1 : Tepeoba yatağından alınan cevher örneklerindeki kuvarsların üstten aydınlatmalı optik
mikroskop görünümleri. a) Birincil sıvı kapanımlar içerisinde bulunan gazca zengin kapanım görünümü, b) Kuvars kristalleri boyunca gelişmiş kapanım toplulukları. a
31
6.2 İlk buz erime sıcaklığı (Tfm) ölçümleri
İki bileşenli kapanım türünde –66.0 C ile –60 C arasında değişen TFM değerleri ölçülmüştür(Şekil 6.2-6.3). Ölçülen bu sıcaklık değerleri, çeşitli su-tuz sistemlerinin öteklik sıcaklıkları ile karşılaştırıldıklarında, çözelti içinde KCl+CaCl2+MgCl2(?)+FeCl2(?) gibi tuzların bulunduğuna işaret etmektedir (Shepherd ve diğ.’den, 1985). Çözelti içinde CaCl2 ve MgCl2 gibi tuzların bulunması hidrotermal çözeltilerin doğrudan veya dolaylı olarak deniz suyu ile ilişkili olduklarına veya denizel çökeller içinde sirkülasyon yaptıklarına işaret sayılabilir.
Şekil 6.2 : Tepeoba yatağından alınan cevher örneği, içerisinde kuvars kristalleri boyunca gelişmişn
32
Şekil 6.3 : Tepeoba yatağından alınan cevher örneğindeki birincil sıvı kapanımlar içerisinde bulunan 3
fazlı kapanım görünümü.
6.3 Son Buz Erime Sıcaklığı Ölçümleri (TmICE)
Tepooba yatağından alınan örneklerden hazırlanan iki yüzü parlatılmış kesitlerdeki tuz kristali içermeyen kapanımlarda ölçülen son buz erime sıcaklığı (TmICE) değerleri -8,3 ile -0,3 arasında değişmektedir (Şekil 6.4) tuz içeren kapanımlar üzerinde yapılan incelemelerde kapanımlarda ölçülen değerler ise -12 ile -19 °C (13,8 °C ) arasında sınırlı kalmıştır (Tablo 1). Ölçülen son buz erime sıcaklığı değerleri dikkate alınarak Bodnar (1993) tarafından geliştirilmiş formül yardımıyla, bu değerlere karşılık gelen % NaCl eşdeğeri olarak tuzluluk değerleri hesaplanmış olup değerlerin 17.6 ile 5.1 wt% NaCl eşdeğeri arasında olduğu saptanmıştır.
33
Şekil 6.4 : a) Kuvars kristalleri içerisinde gelişmiş gazca zengin kapanım, b)Sıvı kapanım
toplulukları. a
34
35
6.4 Homojenleşme Sıcaklığı Ölçümleri (TH)
Son buz ergime sıcaklıkları bilinen örneklerdeki homojenleşme sıcaklıkları ölçümlerinden, sıcaklıkların Tepeoba sahasına ait örneklerdeki iki fazlı kapanımlarda 165 ile 310°C arasında, tuz (halit kristali) içeren kapanımlarda ise 320 ile 590 °C arasında olduğu belirlenmiştir (Tablo 6.1).
Homojenleşme sıcaklığı değerleri, mineral oluşturucu hidrotermal çözeltilerin ve/veya minerallerin oluşum sıcaklığı hakkında bilgi vermekte olup, ölçülen değerlerden; çözeltilerin sıcaklıklarının iki grupta toplandığı gözlenmiştir, ilk grubun düşük olarak değerlendirilecek 320 oC’ye, ikinci grubun ise daha yüksek yaklaşık 590oC’ye kadar ulaştığı anlaşılmaktadır (Şekil 6.6-6.7).
36
Şekil 6.7 : Kuvarslarda ölçülen birincil kapanımların homojenleşme sıcaklığı dağılımları.
6.5 Sonuçlar
Ölçülen son buz ergime ve homojenleşme sıcaklıkları ölçümlerinden elde edilen değerler birlikte ele alındığında inceleme alanındaki cevherleşme de iki farklı çözeltinin etkin olduğu düşünülmektedir(Şekil 6.8). Ölçülen değerler Wilkinson JJ (2001) de oluşturmuş olduğu tablo üzerine yerleştirildiğinde porfiri sistemi işaret etmektedir.
37
Şekil 6.8 : Homojenleşme sıcaklığı ve tuzluluk oranlarının Wilkinson JJ (2001) da oluşturduğu tablo
38
Tablo 6.1 : Tepeoba Cu-Mo yatağına ait örneklerin sıvı kapanım ölçümleri ve % tuzluluk değerleri.
Örnek no Mineral Tfm Tmice Th Tuzluluk Thtuz
Tepeoba1 Kuvars - -1.2 223 2.07 Tepeoba1 Kuvars - - 237 Tepeoba1 Kuvars - - 245 Tepeoba1 Kuvars - - 240 Tepeoba1 Kuvars - -0.5 218 0.87 Tepeoba1 Kuvars - - 218 Tepeoba1 Kuvars -65 - 290 Tepeoba1 Kuvars - - 494 Tepeoba1 Kuvars - - 384 Tepeoba1 Kuvars - -0.3 0.53 Tepeoba1 Kuvars - - 390 Tepeoba1 Kuvars - - 407 Tepeoba1 Kuvars - - 410 Tepeoba1 Kuvars - - 412 Tepeoba1 Kuvars - -13 355 16.89 Tepeoba1 Kuvars - -5.5 415 8.54 Tepeoba1 Kuvars - 360 Tepeoba1 Kuvars - - 360 Tepeoba1 Kuvars - - 390 Tepeoba1 Kuvars - -8.6 360 12.39 Tepeoba1 Kuvars - - 390 Tepeoba1 Kuvars - -19 408 21.68 Tepeoba1 Kuvars - -19 408 21.68 Tepeoba1 Kuvars - - 280 Tepeoba1 Kuvars -12 420 Tepeoba1 Kuvars 450 Tepeoba1 Kuvars 295 Tepeoba1 Kuvars 464 Tepeoba1 Kuvars 430 Tepeoba1 Kuvars -5 7.68 Tepeoba1 Kuvars -3 4.95 Tepeoba1 Kuvars -6.2 398 6.42 Tepeoba1 Kuvars 395 Tepeoba3 Kuvars 270 Tepeoba3 Kuvars 280 Tepeoba3 Kuvars -1 290 1.73 Tepeoba3 Kuvars 310
39
Tablo 6.1 (devamı)
Örnek no Mineral Tfm Tmice Th Tuzluluk Thtuz
Tepeoba3 Kuvars Tepeoba3 Kuvars -7 190 10.48 Tepeoba7 Kuvars 420 Tepeoba7 Kuvars 420 Tepeoba7 Kuvars 330 Tepeoba7 Kuvars 430 Tepeoba7 Kuvars 330 Tepeoba7 Kuvars 330 Tepeoba7 Kuvars 330 Tepeoba7 Kuvars 460 Tepeoba7 Kuvars 419 Tepeoba7 Kuvars 420 Tepeoba7 Kuvars -60 -14 357 17.78 Tepeoba7 Kuvars 360 Tepeoba7 Kuvars 317 420 Tepeoba5 Kuvars 320 435 Tepeoba5 Kuvars 290 Tepeoba5 Kuvars 290 Tepeoba5 Kuvars 290 Tepeoba5 Kuvars 350 Tepeoba5 Kuvars 490 Tepeoba5 Kuvars 370 Tepeoba5 Kuvars 410 Tepeoba5 Kuvars 366 Tepeoba5 Kuvars 390 Tepeoba5 Kuvars 390 Tepeoba5 Kuvars 500 Tepeoba5 Kuvars 320 Tepeoba5 Kuvars 590 Tepeoba1 Kuvars 240 275 Tepeoba1 Kuvars 260 280 Tepeoba1 Kuvars 220 Tepeoba1 Kuvars 200 Tepeoba1 Kuvars 200 Tepeoba1 Kuvars 240 375 Tepeoba1 Kuvars -6.2 220 9.47 Tepeoba1 Kuvars 270 Tepeoba1 Kuvars 285 Tepeoba1 Kuvars 480 Tepeoba1 Kuvars 455
40
Tablo 6. (devamı)
Örnek no Mineral Tfm Tmice Th Tuzluluk Thtuz
Tepeoba1 Kuvars 280 Tepeoba1 Kuvars 300 295 Tepeoba1 Kuvars 310 275 Tepeoba1 Kuvars -6.4 440 9.72 Tepeoba1 Kuvars 400 Tepeoba1 Kuvars 410 Tepeoba1 Kuvars 410 Tepeoba47 Kuvars 262 Tepeoba47 Kuvars 260 Tepeoba47 Kuvars -12 262 15.95 Tepeoba47 Kuvars 270 Tepeoba47 Kuvars 298 Tepeoba47 Kuvars 165 Tepeoba47 Kuvars 200
41
7. KÜKÜRT İZOTOPLARI İNCELEMELERİ
7.1 Kükürt İzotopları Jeokimyası Hakkında Genel Bilgiler
Kükürt izotopları incelenmeleri ile sülfürlü ve sülfatlı minerallerin yapısında bulunan kükürtün kökeni belirlenmeye çalışılmıştır. Jeolojik bakımdan önemli bazı malzemelerin kükürt izotopları bileşimleri, Şekil 2.4' te olduğu gibi belirlenmiş olup, magmatik kayaçlarda 0 o/oo' e yakın, deniz suyu içindeki sülfatta +18 ile +20 o/oo arasında, sülfatlı minerallerde +5 ile +25 o/oo arasında, sedimanter ve metamorfik kayaçlarda ise çok daha geniş aralıklarda değişen d 34S değerleri gözlenmektedir. Diğer yandan sülfatlı mineraller ağır, sülfürlü mineraller ise hafif izotopsal bileşimler göstermektedir (Şekil 7.1).
Analiz sonuçları, mineraller arası ayrımlanma durumları da dikkate alarak; 0' a yakın ise magmatik kökenli, +8' den daha yüksek ise denizel sülfat kökenli, -10' dan daha hafif ise bakteriyel / biyojenik kökenli şeklinde değerlendirilmeye çalışılmaktadır. Özellikle -10 ile +8 arasındaki değerler tartışmalı olup, ya pozitif değerler için magmatik kökenli kükürt ile denizel sülfat kökenli kükürtün karışımı, negatif değerler için ise magmatik kökenli kükürt ile biyolojik kükürtün karışımı şeklinde bir karma köken önerilmekte veya pH ve Eh koşullarındaki değişime bağlı ayrımlanmalar düşünülmektedir (Gökçe, 1993). Ayrıca, yapılarında kükürt bulunan mineraller arasındaki izotopsal farklılaşma dikkate alınarak, kükürt izotopları jeotermometresi geliştirilmiştir.
7.2 Örnekleme ve Yöntem
Kükürt izotopları jeokimyası incelemeleri, saha incelemeleri sırasında cevher damarlarından ve cevher içeren kayaçlardan alınmış örnekler arasından seçilmiş örneklerden ayrılmış saf kalkopirit ve galenit kristalleri üzerinde yapılmıştır.
42
7.3 Analiz Sonuçları
Yapılan ölçümler sonucunda, Tepeoba maden sahasındaki örneklerin δ34S değerinin kalkopirit içeren örneklerde, 2,3 ile -2.4 ‰ arasında değiştiği, pirit içeren örneklerde ise 2,3 ile 2,7 ‰ aralığında olduğu belirlenmiştir. Elde edilen veriler Tepeoba cevherleşmesini oluşturan sülfürlü minerallerin yapısındaki kükürtün magmatik bir kökenden kaynaklandığını göstermektedir.
43
8. OKSİJEN VE HİDROJEN İZOTOP İNCELEMELERİ
8.1 Oksijen ve Hidrojen İzotopları Jeokimyası Hakkında Genel Bilgiler
Oksijen, atom numarası 8 olup atom ağırlıkları 16 ile 18 arasında değişen 3 önemli izotopu olan ve yer kabuğunda en bol bulunan elementtir. 3 izotopun ortalama oransal bollukları 16O = % 9.7630 17O = % .0375 ve 18O = % .1995 şeklindedir (Hoefs, 2009). İzotop çalışmalarında 18O / 16O oranı analiz edilmekte olup standart olarak Viyana Okyanus Suyu Ortalaması Standart’ı (V-SMOW) kullanılmaktadır.
Hidrojen, atom numarası 1 olan atom ağırlıkları 1 ile 3 arasında değişen ikisi duraylı biri radyoaktif olan 3 izotopa sahip bir elementtir. 2 duraylı izotopun ortalama oransal bollukları 1H: % 9.9844 ve 2D: % .0156 şeklindedir (Hoefs, 2009). İzotop çalışmalarında 2D / 1H oranı analiz edilmekte olup standart olarak Viyana Okyanus Suyu Ortalaması Standart’ı (V-SMOW) kullanılmaktadır.
Oksijen ve hidrojen izotopu çalışmalarının en önemli kullanımı cevherleşmeyi oluşturan çözeltilerdeki suyun kökeninin belirlenmesidir. Hidrojen izotop analizleri sıvı kapanımlarında hapsolmuş sular üzerinde gerçekleştirilmektedir. Oksijen izotop analizleri oksijen içermeyen minerallerde mineral içindeki sıvı kapanımlarında hapsolmuş sular üzerinde, oksijen içeren minerallerde ise mineralin oksijen izotopları bileşimi analiz edildikten sonra mineral ile denge halinde bulunan suyun 18O değeri hesaplanarak gerçekleştirilmektedir.
8.2 Örnekleme ve Yöntem
İncelemelerde daha önce sıvı kapanım incelemeleri yapılmış örneklerden ayrılmış kuvars ayrımları kullanılmış olup, mineral ayırma işlemleri ağır sıvı ve stereo mikroskop yöntemleri kullanılarak yapılmıştır.
44
8.3 Analiz Sonuçları ve Değerlendirilmesi
Kuvars mineraline ait δ18O değerleri 8,2-8,6 ‰ arasında değişmektedir. Ortalama 8,4 ‰ olarak ölçülmüştür. Kuvars mineraline ait olan değerlerden itibaren kuvars ile dengede bulunan su için hesaplanan değerler δ18O değerlerinin 8.2 ile 8.6 ‰ arasında değişkenlik göstermektedir, kapanımlar içerisinde bulunan suyun δ D değerleri ise -69 ile -61 ‰ arasında değerler vermektedir.
Hidrotermal suların kökeni açısından oksijen ve hidrojen izotop çalışmaları değerlendirilmesi sonucunda δ D ve δ18O değerlerinin magmatik su alanında olduğu grafikte belirlenmiştir (Şekil 8.1).
45
Şekil 8.1 : Tepeoba Cu- Mo cevherleşmesinde cevher oluşturan çözeltilerdeki δ D - δ18O (Shepperd,
1987) diyagramındaki konumu karşılaştırılması. a) Homojenleşme sıcaklığına karşılık gelen su bileşimi b) Homojenleşme sıcaklığı okisjen iztop grafiği
46
9. LAZER-INDUKTİF
EŞLEŞMİŞ
PLAZA-KÜTLE
SPEKTROMETRESİ (LA-ICP-MS) İNCELEMELERİ
Sıvı kapanımların ayrı ayrı veya küçük çaplı kapanımların grup olarak LA-ICPMS (Laser- Ablation Inductively-Coupled Mass-Spectrometry) multi-element kantitatif analizleri Geolas ablation sistemi monte edilmiş Agilent 7500C kütle spektrometresi ile yapılmıştır(Şekil 9.1). Analizler Leeds Universitesi Jeoloji Bölümündeki LA-ICP Laboratuvarında Dr. David Banks gözetiminde yapılmıştır (Şekil 9.1). Mutlak (toplam) konsantrasyonlar ve katyonların ağırlık oranları, standart olarak seçilen Na kullanılarak hesaplanmış ve sonuçlar elementlerin Na konsantrasyonuna oranı şeklinde tablo 9.1’ de topluca verilmiştir.
Analizler iki yüzü parlatılmış̧ kesitlerden itibaren tanımlanmış̧ ve daha önce mikrotermometre ölçümleri yapılan örnekler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Optik incelemelere göre aynı tip ve aynı alanda yer alan sıvı kapanımlar analiz edilmiştir. LA-ICPMS analizleri başlıca kuvars üzerinde gerçekleştirilmiştir. Sfalaritlerde sıvı kapanım incelemeleri yapılabilmekle birlikte, ender sıvı kapanım içermeleri nedeniyle LA-ICPMS analizleri yapılamamıştır. Kuvars hariç diğer minerallerdeki kapanımlardan elde edilen analiz sonuçları tüm elementlerin kullanılabilmesine olanak sağlamamaktadır. Kuvarslar sıvı kapanım analizleri için en ideal minerali temsil etmekle birlikte, bazen katı sülfit fazlar içerebilmekte, bazı çok küçük tane boyutlu pirit ve sfaleritler kuvarslarla birlikte eş zamanlı olarak çökelebilmektedir. Bu nedenle verilerin dikkatli değerlendirilmesi ve bu tür safsızlıkların analiz sonuçlarından atılması gerekmektedir.
Sıvı kapanımlardaki Na, K, Mg ve Ca gibi element konsantrasyonları sıvı/kayaç etkileşiminin veya farklı litoloji ve/veya farklı sıcaklıklarla dengedeki sıvıların karışımının belirlenmesinde sıklıkla kullanılmaktadır. Proje kapsamında yapılan analizlerde; farklı minerallerdeki kapanımların K/Na oranı son derece güvenilirdir. K/Na değerleri tüm minerallerde 0.6’dan düşük olacak şekilde geniş aralık sunmakta, ancak kuvarsta biraz daha düşmektedir. Sıcaklık bakımından K/Na oranının 0.6 olması, feldispat dengesi varsayıldığında, 450-500 işaret etmekte
47
olup, bu da mineralleşme sıcaklıklarıyla uyumludur. Düşük K/Na oranları düşük sıcaklıklara karşılık gelmekte ve mineralleşmenin farklı evreleri için ölçülen düşük mikro termometre sıcaklık değerleriyle uyumludur. Tüm veriler değerlendirildiğinde; tüm K/Na değerlerinin %75’ i 0.6’dan düşüktür. Bununla birlikte, bazı değerler oldukça yüksek olup, kabul edilebilir herhangi sıcaklık değerleriyle deneştirilebilir gözükmemektedir. Bu tür değerler yaygın olmayıp, asit-sülfat alterasyonu gözlenen kesimlerde gözlenebilmektedir.
Şekil 9.1:Leeds Üniversitesi, LAICP-MS (Laser Ablation- Inductively Coupled Plasma- Mass
Spectrometer Lab.) laboratuvarından bir görünüm. a) Laboratuvardan bir görünüm b) Lazer atışlarının mikroskop altındaki görüntüsü.
a
49
Şekil 9.2 : Ayrı kapanım topluluklarından LA-ICPMS yöntemi ile saptanan, alkali elementlerinin
50
Şekil 9.3: Ayrı kapanım topluluklarindan LA-ICP-MS yöntemi ile saptanan, metal elementlerinin
51
10.
ELEKTRON MİKROSKOP ANALİZLERİ (SEM)
Taramalı elektron (SEM) mikroskobu incelemesi Leeds Üniversitesi’nde bulunan Merkez Laboratuvarlarında analizler yapılmıştır (Şekil 10.1). Taramalı elektron mikroskobu yüksek büyütmelerde yüksek çözünürlüklü görüntü alma ile birlikte kayaç üzerinde bulunan elementlerin tarama sonucunda örnek üzerindeki dağılımı hakkında bize görüntüler vermiştir (Şekil 10.2-10.3).
Şekil 10.1 : a) Leeds Üniversitesi Taramalı elektron (SEM0) b).Geri saçılmış elektron mikroskobu
(BSEM) laboratuvarından bir görünüm a
52
Şekil 10.2 : a) Elektron mikrospisi için seçilen 1. Örnek üzerinde yapılan analiz sonucunda b)
Molibden yansımaları c) Bakır yansımaları element analiz fotoğrafları. a
53
Şekil 10.3 : a) Elektron mikrospisi için seçilen 1. Örnek üzerinde yapılan analiz sonucunda b)
Molibden yansımaları c) Bakır yansımaları element analiz fotoğrafları. a
54
11.
GERİ SAÇINIMLI ELEKTRON MİKROSKOPU
(BSEM) İNCELEMELERİ
Geri saçınımlı elektron mikroskobisinde (BSEM) elektronlar üzerine gönderilen elektron demeti ile yaklaşık 180 derece açı olacak bir durumda elastik olarak saçılırlar. Geri saçılma elektronları, örneğin yüzeyinin iç bölgelerinden (yaklaşık 300nm’ye kadar) gelen daha yüksek enerji barındıran elektronlardır. Bu enerjideki elektronlar bir analiz tüp tarafından tespit edilemeyecek kadar yüksek enerjiye sahip olduklarından, genellikle quandrant foto dedektörlerle (yani katı hal dedektörleri) yardımıyla tespit edilir. Bu tür dedektörler üzerine gelen elektronların indüklediği, elektrik akımın şiddetine göre çıkış şiddeti verirler (incelenecek numunedeki yüksek atom numarasına sahip bir atomdan saçılan elektronun enerjisi, küçük atom numaralı bir atomdan saçılana göre daha yüksektir. Elektron demetlerinin, numune alanına girerken elastik saçılma başlar. Ortalama elastik saçılma açısı genellikle 5 dereceden daha küçüktür. Bu yüzden baskın elektron demetinin eğilimi, numunenin içine doğru devam etmektedir.
Analizi yapılan örneklerin başta molibden olmak üzere, bakır, altın, demir, gümüş, alüminyum ve titanyum içerdikleri belirlenmiştir (Şekil 11.1-11.2).
