Ünler YaylasÝ (Þebinkarahisar-GÜRESUN) kurßun- inko yataklarýnda kararlý izotoplar (O, H ve S) jeokimyasý incelemeleri

Transkript

1 Yerbilimleri, 27 (2003), Hacettepe niersitesi Yerbilimleri Uygulama e AraßtÝrma Merkezi BŸlteni Bulletin of Earth Sciences Application and Research Centre of Hacettepe Uniersity Ünler YaylasÝ (Þebinkarahisar-GÜRESUN) kurßun- inko yataklarýnda kararlý izotoplar (O, H e S) jeokimyasý incelemeleri Stable isotopes (S, O and H) studies at the lead-zinc deposits in the Ünler YaylasÝ (Þebinkarahisar Ð Giresun), Northeast Turkey GŸlcan BOZKAYA, Ahmet G K E Cumhuriyet niersitesi, MŸhendislik FakŸltesi, Jeoloji MŸhendisliÛi BšlŸmŸ, SÜVAS Z Ünler YaylasÝ Pb-Zn yataklarý; DoÛu Karadeniz BšlgesiÕnin i kesimlerinde yaygýn olarak gšzlenen damar tipi yataklarýn tipik šrneklerindendir. Yšrede, st Kretase yaßlý olkanitler, Tersiyer yaßlý Granitoyitler, Eosen e Pliyo- Kuaterner yaßlý olkanitler yÿzeylemektedir. Yšredeki kurßun- inko yataklarý; st Kretase yaßlý olkanitler i inde, yaklaßýk D-B doûrultulu e Ÿ ceher damarý ßeklinde olup, bu damarlar yaklaßýk olarak KB-GD doûrultulu faylarla kesilip štelenmißlerdir. Üncelenen šrneklerde ceher minerali olarak; sfalerit, galenit, pirit, kalkopirit, fahlerz e ender olarak da kalkosin e koellin, gang minerali olarak ise kuars e kalsit gšzlenmiß olup sfalerit e galenit en yaygýn ceher mineralleridir. Opak ceher mineralleri, en son erede olußmuß kuars kristalleri arasýndaki boßluklarda kristallenmiß olup, kuarslardan daha sonra olußmußlardýr. Sfalerit e galenitlerdeki kÿkÿrt izotoplarý bileßimi (δ 34 S); -3.9 ile +0.4 ä CDT arasýnda deûißmekte olup, bu deûerlerden yararlanýlarak, hidrotermal šzeltilerdeki H 2 SÕin izotopsal bileßiminin -5.0 ä ciarýnda olduûu hesaplanmýßtýr. Bu kÿrÿkt izotoplarý deûerleri doûrudan maûmatik faaliyetlerle ilißkili deûerlere gšre hafif olup, sÿlfÿrlÿ minerallerin bileßimindeki kÿkÿrtÿn yšredeki Tersiyer yaßlý granitoyitler e gen olkniklerle doûrudan ilißkili maûmatik kšenli kÿkÿrt olmaktan daha ok, epijenetik hidrotermal šzeltilerce st Kretae yaßlý olkanik kaya lardan šzÿlmÿß kÿkÿrt olduûu kabul edilebilir. Mineral olußturucu šzeltiler i indeki suyun oksijen izotoplarý bileßimi, kuarslarda analiz edilmiß δ 18 O deûerleri e sýý kapaným incelenmeleri sýrasýnda šl ŸlmŸß homojenleßme sýcaklýûý deûerleri kullanýlarak hesaplanmýßtýr. Bu hesaplanan δ 18 O (+4.2 ile +6.7ä; SMOW) deûerleri e sýý kapanýmlarýnda analiz edilmiß δ D deûerleri (-83.0 ile -59.0ä; SMOW), δ 18 O -δ D diyagramlarý Ÿzerinde maûmatik kškenli su kutusu i inde eya meteorik su izgisi tarafýnda konumlanmakta olup mineral olußturucu šzelti i inde maûmatik kškenli suyun hakim olduûu e az miktarda metorik suyun da karýßmýß olabileceûini belirtmektedir. Anahtar kelimeler: Ünler YaylasÝ (Giresun), kararlý izotoplar jeokimyasý, kurßun- inko. ABSTRACT Ünler YaylasÝ lead and zinc deposits are the typical examples of the ein type lead-zinc deposits occur within the Eastern Black Sea Region in Turkey. In the study area; Upper Cretceous olcanics, Tertiary granitoids, Eocene and Plio-Quaternary aged olcanics are outcropped. Ore deposit are deeloped as ore eins along the the faults in the Upper Cretaceous olcanics. Three ore eins in E-W direction were identified and they were cut and displaced by NW-SE trending faults. Microscopic studies reealed that the ore eins contain sphalerite, galena, pyrite, chalcopyrite, fahlore group minerals, chalcosite and coellite as ore minerals, and quartz and calcite as gangue minerals. Sphalerite and galena are dominant. Opaque minerals occur among the quartz crystals. This indicates that suifide mineralisation occurred later than quartz crystalization. The sulphur isotope composition (δ 34 S) of sphalerite and galena ranges from -3.9 to +0.4 ä CDT and that of H 2 S in hydrothermal fluids was calculated around -5.0 ä. These sulphur isotope alues are light compared to that of direct magmatic actiities and it may be assumed that the sulphur in the sulfide minerals was possibly leached from the Upper Cretaceous olcanics by epigenetic hydrothermal fluids, rather than haing direct magmatic relation to Tertiary granitoids and the younger olcanics occuring in the area. The oxygene isotope composition of the water in the mineralising fluid was calcu- A. Gšk e gokce@cumhuriyet.edu.tr

2 76 Yerbilimleri lated using the δ 18 O alues analysed in quartz and homogenisation temperature alues measured during the fluid incluison studies. The calculated δ 18 O alues ( +4.2 to +6.7 ä (SMOW)) and δ D alues analysed in inclusion fluid (-83.0 to ä (SMOW)) plot in or at the meteoric water line side of the the magmatic water box on the δ D - δ 18 O diagram and indicate that mineralising fluid was dominated by magmatic water and minor amount of meteoric water might hae been mixed. Key words: Ünler YaylasÝ (Giresun), lead-zinc, stable isotope geochemistry. GÜRÜÞ ÜSTANBUL KARA DENÜZ K ORDU Ünceleme AlanÝ ANKARA GÜRESUN Þebinkarahisar GÜRESUN Þebinkarahisar km km G M ÞHANE ERZÜNCAN Þekil 1. Ünceleme alanýnýn yer bulduru haritasý. Figure1. Location map of the study area. Ünler YaylasÝ Pb-Zn yataklarý; DoÛu Karadeniz BšlgesiÕnin i kesimlerinde yaygýn olarak gšzlenen damar tipi yataklarýn tipik šrneklerinden birisi olup, Giresun iline baûlý Þebinkarahisar il e- sinin yaklaßýk olarak 20 km kuzeybatýsýnda, TutakdaÛÝ yšresinde yeralmaktadýr (Þekil 1). Ünler YaylasÝ Pb-Zn yataklarýnýn eßitli jeolojik šzellikleri, TutakdaÛÝ YšresiÕndeki diûer yataklar ile birlikte, deûißik araßtýrmacýlarca incelenmißtir. alapkulu e Ayan (1982), Etir YaylasÝ florit damarlarýnýn st Kretase andezitik olkanitleri i inde K 10 B Ð K 40 B doûrultusundaki atlak sistemlerine yerleßmiß olarak, iki aßamada olußtuûunu ileri sÿrmÿßlerdir. AraßtÝrmacÝlar, birinci aßamada yeßil florit, sfalerit, galen, tennantit e kalkopiritlerin, ikinci aßamada ise pembe e mor floritlerin olußtuûunu dÿßÿnmektedirler. alapkulu e Ayan (1982) sfalerit e floritlerde yapmýß olduklarý sýý kapaným alýßmalarýnda, C arasýnda deûißen homojenleßme sýcaklý- ÛÝ deûerleri šl mÿßlerdir. KaraoÛlu (1985) ile alapkulu e KaraoÛlu (1987), Ünler YaylasÝ Pb- Zn yataklarýnda yaptýklarý sýý kapaným incelemelerinde, C arasýnda deûißen homojenleßme sýcaklýûý deûerleri šl mÿßler e ceher damarlarýnýn mezotermal e epitermal koßullarda olußtuklarýný ifade etmißlerdir. Þaßmaz (1993) ile Þaßmaz e SaÛÝroÛlu (1994 a e b), TutakdaÛÝ yšresindeki ceherleßmelerin st Kretase yaßlý olkanitler i inde e geniß bir alterasyon zonu boyunca damarlar ßeklinde olußtuklarýný, ceher minerali olarak; sfalerit, galenit, pirit, kalkopirit, fahlerz, ender olarak da kalkosin, koellin, enarjit, pirotin, linneit, tetradimit, klaprotit, altait, nabit Au e manyetit i erdiklerini, ceherleßmeler eresinde yoûun hidrotermal alterasyon gšzlendiûini e hidrotermal š- zeltilerin olußumunda Paleosen yaßlý granitoyitlerin etkili olduûunu belirtmektedirler. Son olarak, Gšk e e Bozkaya (2002) tarafýndan bu yataklarýn jeolojik šzellikleri yeniden deûerlendirilmiß, yataklanma ßekilleri, mikroskopik šzellikleri, sýý kapaným šzellikleri e kararlý izotoplar jeokimyasý šzellikleri incelenmißtir. Gšk e e Bozkaya (2002) tarafýndan yapýlan sýý kapaným incelemelerinde, kuars kristallerinin olußumu sýrasýnda; sýcaklýûý e tuzluluûu yÿksek, bileßim olarak CaCl 2, MgCl 2 e NaCl i e- ren, sÿlfÿrlÿ minerallerin olußumu sýrasýnda; sýcaklýûý e tuzluluûu orta, bileßim olarak MgCl 2, NaCl, FeCl 2 gibi tuzlarý i eren, daha sonraki erelerde ise; sýcaklýûý e tuzluluûu dÿßÿk, NaCl, Na 2 CO 3, NaHCO 3, Na 2 SO 4 e KCl gibi tuzlarý i erebilecek, Ÿ farklý šzellikte šzeltinin etkili olduûu belirlenmißtir. K

3 Bozkaya e Gšk e 77 Bu alýßmada ise, yšredeki ceher damarlarýndan alýnmýß šrnekler Ÿzerinde yapýlan kararlý izotoplar (O, H e S) jeokimyasý incelemelerinin sonu larý tartýßýlmakta olup, sÿlfÿrlÿ minerallerin yapýsýndaki kÿkÿrtÿn e ceher olußturucu hidrotermal šzeltilerdeki suyun kškeni belirlenmeye alýßýlmýßtýr. YATAKLAR EVRESÜNÜN GENEL JEOLOJÜK ZELLÜKLERÜ Ünceleme alaný, Pontidler Tektonik BirliÛiÕnin i doûu bšlÿmÿnde yeralmaktadýr. Ünceleme alaný yakýn eresinde; st Kretase yaßlý olkanosedimanter kaya lar, Tersiyer yaßlý granitoyitler, Eosen yaßlý olkanitler, Eosen yaßlý filiß škelleri e Pliyo-Kuaterner yaßlý olkanitler yÿzeylemektedir (Þekil 2). Bu birimlerin yaný sýra, inceleme alaný dýßýnda kalan kesimlerde, st Kretase e Eosen yaßlý sedimanter kaya lar ile Oligo- Miyosen yaßlý jipsli škeller de gšzlenmektedir (Þaßmaz,1993). st Kretase yaßlý olkano-sedimanter kaya lar, inceleme alaný i inde; riyodasitik, dasitik e andezitik bileßimli la e piroklastikler ile temsil edilmektedir. Bšlge genelinde tanýmlanmýß Dasitik seriye ait bir seiye olduûu dÿßÿnÿlebilir. Bu birimler, kýsmen a Ýk renkleri e ileri derecede bozunmuß olmalarý ile gen birimlerden ayrýlmaktadýrlar. Tersiyer yaßlý granitoyitler; Tutak DaÛÝÕnÝn batýsýnda yÿzeylemekte e genellikle alkali granit, granit e siyenit bileßimli derinlik kaya larý ile bunlarýn damar kaya larýndan olußmaktadýr. Bu granitoyitler, st Kretase yaßlý olkano-sedimanter kaya larý keserken, inceleme alaný dýßýnda kalan yÿzleklerinde Eosen yaßlý sedimanter kaya lar tarafýndan šrtÿlmektedirler. Bu nedenle, plÿtonizma yaßý ÒEosen šncesió e/eya Ò st Kretase sonu - PaleosenÓ olarak kabul edilebilir. Eosen yaßlý olkanitler; andezitik, bazaltik e trakiandezitik bileßimli la e tÿflerden olußmak- Þekil 2. Ünceleme alaný yakýn eresinin basitleßtirilmiß jeoloji haritasý (Þaßmaz e SaÛÝroÛlu, 1994aÕdan basitleßtirilmißtir). Figure 2.Simplified geological map of the study area and its close icinity (simplified after; Þaßmaz and SaÛÝroÛlu, 1994a).

4 78 Yerbilimleri tadýr. Belirtilen kaya tÿrleri, ardalanmalar e yanal olarak deûißiklikler gšstermekte olup, daha yaßlý birimler Ÿzerinde uyumsuz olarak gšzlenmekte, Pliyo-Kuaterner yaßlý olkanitler tarafýndan šrtÿlmektedir. Eosen olkanitleri, st Kretase olkanitlerine gšre daha az bozunmuß olup, la ßeklindeki kesimleri daha masif e týkýz yapýlýdýr. Bu kaya larda; andezitik e bazaltik kesimler koyu renkli iken, trakiandezitik kesimler daha a Ýk renklidirler. Eosen yaßlý filiß škelleri; st Kretase yaßlý olkano-sedimanter kaya lar Ÿzerinde uyumsuz olarak škelmiß, sarýmsý gri renkli, iyi tabakalanmalý kumtaßý-silttaßý-kiltaßý ardalanmasý ßeklinde gšzlenmektedirler. Pliyo-Kuaterner yaßlý olkanitler; Tutak Da- ÛÝÕnÝn tepe kesiminde yÿzeylemekte e daha yaßlý birimler Ÿzerinde uyumsuz olarak yeralmaktadýrlar. Bu birimler; fazla bozunmamýß, taze yÿzlekler olußturmaktadýrlar. CEVHERLEÞMELERÜN YATAKLANMA ÞEKLÜ VE MÜKROSKOPÜK ZELLÜKLERÜ Ceherleßmelerin Yataklanma Þekli Tutak DaÛÝ gÿneybatýsýnda, yaklaßýk km genißlikte e 5-6 km kadar deam eden, KD-GB doûrultulu geniß bir alterasyon zonu i inde damarlar ßeklinde ok sayýda ceherleßme bulunmaktadýr. Bu zondaki ceherleßmeler, Þaßmaz (1993) tarafýndan; Ünler YaylasÝ, MekedŸzŸ, Derekšy e SŸbak Ceherleßmeleri ßeklinde dšrt sektšre ayrýlarak incelenmißlerdir. Bu alýßmanýn saha incelemelerinin yapýldýûý yýllarda, yalnýzca Ünler YaylasÝ yšresindeki ceherleßmeler ißletildiûi i in, bu ceherleßmeler incelenebilmißlerdir. Yšrede, st Kretase yaßlý olkanitler i inde, yaklaßýk D-B doûrultulu, Ÿ ceher damarý belirlenmiß olup, bu damarlar yaklaßýk olarak KB-GD doûrultulu faylarla kesilip štelenmißlerdir (Þekil 3). Ceherleßmeler eresindeki yan kaya larda; silisleßme, limonitleßme, kloritleßme, killeßme e epidotlaßma yaygýndýr. Belirlenmiß ceher damarlarý Þekil 3Õde D1, D2 e D3 simgeleri ile gšsterilmiß olup, F1 e F2 faylarý arasýnda kalan kesimlerinde Ÿretim yapýlmakta, diûer kesimlerinde ise Ÿretim faaliyeti bulunmamaktadýr. D1 damarý: Bu damar yÿzeyde, kuars, limonit e hematit i eren bir demir ßapka zonu ßeklinde gšzlenmektedir. Karadeniz ocaûý olarak isimlendirilmiß kýsa mesafeli bir galeri i inde, ceher damarýnda šzellikle pirit e kalkopiritin zenginleßtiûi, az miktarlarda galenit e sfaleritin de bulunduûu gšzlenmißtir. Ceher damarýnýn doûrultusu yaklaßýk olarak D-B olup, eûimi 85 K ile 85 G arasýnda deûißmektedir. Ceher damarýnýn kalýnlýûý 0.7 m ile 2.0 m arasýnda deûißmektedir. DamarÝn alt seiyelerinin sondajlarla (DS- 89/6,7, DS-90/ 3,4,5,6,7 gibi) araßtýrýldýûý, ancak ißletilebilir šzellikte bir zenginleßme saptanamadýûý belirtilmektedir (Berkman, 1992). D2 e D3 damarlarý: Bu damarlar; AßcÝ OcaÛÝ olarak bilinen yerde, aralarýnda 50 m kadar uzaklýk bulunan, birbirine paralel iki ceher damarýdýr. YŸzeyde; kuars, limonit e hematit i e- ren bir demir ßapka zonu ßeklinde gšzlenmektedirler m, 1880 m, 1803 m e 1725 m kotlarýndan a ÝlmÝß kat galeriyle (1992 yýlýna kadar) Ÿretim yapýlmýßtýr. zellikle 1990 e 1992 yýllarýnda deûißik tarihlerde bu makalenin yazarlarý tarafýndan yapýlan incelemeler sýrasýnda 1803 m e 1725 m kat galerinde e ara katlarýnda gšzlemler yapýlmýß e šrnekler alýnmýßtýr (Þekil 4). Bu katlarda ceher damarlarý, yaklaßýk D-B doûrultulu e 45 ile 60 arasýnda deûißen deûerlerle KÕye eûimli, kalýnlýklarý 0.5 m ile 3.0 m arasýnda deûißen e sÿlfÿrlÿ mineral zenginleßmeleri i e- ren kuars damarlarý ßeklindedirler. st seiyelerinde galenit e sfalerit hakim iken derine doûru pirit e kalkopirit i erikleri artmaktadýr. KuarslÝ zonlarýn kalýnlýûý yer yer 8 mõ yi bulmaktadýr. Ceherleßmelerin Mikroskopik zellikleri Saha incelemeleri sýrasýnda yÿzeyden e ißletme galerilerinden alýnan ceher šrneklerinden ince kesit e parlatma bloklarý hazýrlanarak, alttan e Ÿstten aydýnlatmalý polarizan mikroskop yšntemleri ile incelenmißlerdir. Üncelenen šrneklerde ceher minerali olarak; sfalerit, galenit, pirit, kalkopirit, fahlerz e ender olarak da kalkosin e koellin gšzlenmißtir. Sfalerit e galenit en yaygýn ceher mineralleridir. Kalkopiritler, genellikle sfaleritler i inde benekli ayrýßýmlar halinde olup, baûýmsýz e bÿyÿk boyutlu kristalleri ender olarak gšzlenmektedir. Fahlerz yer yer ok zenginleßmektedir. Pirit ise šz ßekilli kristaller halinde, ok yaygýn olarak gšzlenmektedir.

5 Bozkaya e Gšk e 79 Þantiye BinasÝ K F m F1 F2 D1 85 o Karadeniz OcaÛÝ 1850 D1 D m katý D m katý D2 AßcÝ OcaÛÝ. Yarar OcaÛÝ D2 D3 o 50 D3 o o 55 o 1900 Ünler YaylasÝ D3 50 o st Kretase olkanitleri Ceher damarlarýnýn konumlarý Ceher damarlarý (D1, D2, D3) Galeri giriß yerleri EÛim atýmlý normal faylar Þekil 3. Ünler YaylasÝ yšresinde Pb-Zn ceherleßmelerinin konumu. Figure 3. Position of the Pb-Zn deposits in the Ünler YaylasÝ. Þaßmaz (1993) ile Þaßmaz e SaÛÝroÛlu (1994a e b) tarafýndan yapýlan araßtýrmalarda bu minerallerin yaný sýra, enarjit, pirotin, linneit, tetradimit, klaprotit, altait, nabit Au e manyetit gibi minerallerin de bulunduûu belirtilmektedir. Gang minerali olarak; kuars e kalsit gšzlenmißtir. AyrÝca, ileri derecede karbonatlaßmýß e limonitleßmiß yan kaya kýrýntýlarý ceher damarlarýnýn yaygýn bileßenleridir. Kuarslar 3 farklý bÿyÿklÿkte kristaller halinde gšzlenmekte olup, iri kristaller atlaklarýn kenar kýsýmlarýnda, en kÿ Ÿk kristaller ise atlaklarýn en i kesimlerinde olußmußlardýr. Bu durum, kuarslarýn 3 farklý erede olußtuklarý ßeklinde yorumlanabilir. Kalsitler ise yer yer bÿyÿk kristaller halinde, yer yer ise kuarslý zonlarý kesen ince damarcýklar halinde gšzlenmektedirler. Opak ceher mineralleri, šzellikle kÿ Ÿk kuars kristalleri arasýndaki boßluklarda kristallenmiß olup, kuarslardan daha sonra olußtuklarý sšylenebilir. K K RT ÜZOTOPLARI JEOKÜMYASI rnekleme e Analiz Yšntemleri KŸkŸrt izotoplarý analizleri, saha incelemeleri sýrasýnda ceher damarlarýndan alýnmýß bazý šrneklerden ayrýlmýß saf sfalerit e galenit kristalleri Ÿzerinde yapýlmýßtýr. Mineral ayýrma ißlemle-

6 80 Yerbilimleri 1803 m katý F m katý K D2 damarý 50 o m m katý + _ o D2 damarý 13 D3 damarý o 55 K Galenit-sfalerit damarcýklarý i eren kuars zonu D3 damarý(?) 1910 m katý 1803 m o F2 Üßletme galerileri e giriß kotu Ceher damarlarý rnek yerleri e numaralarý Ceher damarlarýnýn konumu EÛim atýmlý normal fay Þekil 4. Üßletme galerilerinde D2 e D3 damarlarýnýn konumu e šrnek yerleri. Figure 4.Position of D2 and D3 eins and sampling locations in the mining galleries. ri; šrnekler kýrýlýp šûÿtÿldÿkten sonra, serbestleßmenin en iyi olduûu Ò mikronó tane boyu fraksiyonu iyice yýkanmýß stereo mikroskop altýnda elle se me e aûýr sýý yšntemleri ile ger ekleßtirilmißtir. Saf sfalerit e galenit mineral šrnekleri, agat haanda šûÿtÿlerek toz haline getirildikten sonra; bir kýsmý ÜngiltereÕde NERC Üzotop JeokimyasÝ LaboratuarlarÝnda, bir kýsmý ise Neada niersitesi Jeolojik Bilimler BšlŸmŸ KararlÝ Üzotoplar JeokimyasÝ laboratuarlarýnda analiz edilmißlerdir. Her iki laboratuarda da kullanýlan yšntemler birbirine yakýn olup, sÿlfÿrlÿ mineraller CuO ile karularak bileßimlerindeki kÿkÿrt SO 2 gazýna dšnÿßtÿrÿlmekte e 34 S/ 32 S oranlarý izotop oran tipi kÿtle spektrometlerinde analiz edilmektedir. Analiz sonu larý, δ 34 S CDT ßeklinde ifade edilmekte olup, izelge 1Õde toplu halde gšrÿlmektedir. Her iki laboraurda da analizlerdeki hata payýnýn ± 0.2 äõden daha az oldu- Ûu belirtilmektedir. Analiz Sonu larýnýn DeÛerlendirilmesi rneklerin δ 34 S deûerleri, -3.9 ile +0.4 ä CDT arasýnda deûißmekte olup, ayný šrneklere ait sfalerit e galenitler arasýndaki izotopsal farklýlýk, bu iki mineral arasýnda Ohmoto e Rye (1979) tarafýndan belirlenmiß izotopsal ayrýmlanma yšnÿne uyumluluk gšstermektedir. Bu minerallere ait deûerlerden yararlanýlarak e Ohmoto e Rye (1979) tarafýndan belirlenmiß izotopsal ayrýmlanma eßitlik e grafikleri kullanýlarak hidrotermal šzeltilerdeki H 2 SÕ in izotopsal bileßiminin -5.0 ä ciarýnda olduûu hesaplanmýßtýr. Bu deûerler doûrudan maûmatik kškenli (yšredeki plÿtonik sokulumla eya gen olkanik faaliyetlerle doûrudan ilißkili) šzeltilerdeki H 2 SÕin kÿkÿrt izotoplarý bileßimine gšre biraz hafif olup, epijenetik hidrotermal šzeltilerce yšredeki st Kretase yaßlý olkanik kaya lardan šncelikle šzeltiye ge ecek hafif kÿkÿrt izotoplarý bileßimi ile uygunluk gšstermektedir. DolayÝsÝyla, sfalerit e galenitin bileßimindeki kÿkÿrtÿn erede bulunan granitoyitik e gen olkanik kaya larla doûrudan ilißkili olmaktan daha ok, daha sonra ortama gelen hidrotermal šzeltilerce st Kretase yaßlý olkanik kaya lar i inde bulunan kÿkÿrtÿn hafif izotopsal bileßimli kýsmýnýn šncelikle šzÿlmesi ßeklinde kaynaklanmýß maûmatik kškenli kÿkÿrt olduûu kabul edilebilir. ÞT-6 e 20 nolu šrneklere ait sfalerit - galenit iftlerinin δ 34 S deûerlerinden itibaren Ohmoto e Rye (1979) tarafýndan šnerilmiß eßitlikler kul-

7 Bozkaya e Gšk e 81 izelge 1. Ünceleme alanýndaki ceher damarlarýndan alýnmýß šrneklerden ayrýlmýß sfalerit e galenit kristallerinin kÿkÿrt izotoplarý bileßimleri. Table 1. Sulphur isotope compositions of sphalerite and galena taken from the eins in the study area. rnek No. Mineral δ 34 S ä CDT ÞT-1 (*) Galenit -3.9 ÞT-6 (*) Sfalerit -2.0 ÞT-6 (*) Galenit -3.9 ÞT-10 (**) Sfalerit +0.4 ÞT-20 (*) Sfalerit 0.0 ÞT-20 (*) Galenit -1.7 ÞT-21 (**) Sfalerit -0.4 ÞT-24 (**) Sfalerit -0.5 ÞT-25 (**) Sfalerit -0.8 ÞT-25 (**) Galenit -1.9 * NERC KararlÝ Üzotoplar JeokimyasÝ laboratuarlarýnda analiz edilmiß šrnekler (Samples analysed at Stable Isotope Geochemistry Laboratories of NERC). ** Neada ni. KararlÝ Üzotoplar JeokimyasÝ LaboratuarlarÝnda analiz edilmiß šrnekler (Samples analysed at Stable Isotope Geochemsitry Laboratories of Neada Uni.). lanýlarak kÿkÿrt izotoplarý jeotermometresi sýcaklýk deûerleri e C olarak hesaplanmýßtýr. OKSÜJEN VE HÜDROJEN ÜZOTOPLARI JEOKÜMYASI rnekleme e Analiz Yšntemleri Oksijen e hidrojen izotoplarý jeokimyasý, sýý kapaným incelemelerinin sonu larý da dikkate alýnarak, ceher damarlarýndan alýnmýß bazý šrneklerden ayrýlmýß kuars kristalleri Ÿzerinde incelenmißtir. rnekler kýrýlýp šûÿtÿldÿkten sonra deûißik tane boyu fraksiyonlarýna ayrýlmýß, serbestleßmenin en iyi olduûu tane boyu fraksiyonu ( mikron aralýûý) iyice yýkandýktan sonra stereo mikroskop altýnda se me e aûýr sýý yšntemleri ile kuars taneleri ayrýlmýßtýr. rnekler iki kýsma ayrýlarak, bir kýsmý oksijen izotoplarý analizi i in toz haline getirilmiß, diûer kýsmý ise hidrojen izotoplarý analizi i in taneler halinde saklanmýßtýr. Oksijen izotoplarý analizleri, toz haline getirilmiß šrnekler Ÿzerinde Clayton e Mayeda (1963) tarafýndan gelißtirilmiß florlama yšntemiyle analiz edilmiß e sonu larý δ 18 O ä (SMOW) deûerleri ßeklinde ifade edilmißtir. Hidrojen izotop analizleri ise kuars kristalleri i indeki sýý kapanýmlarýnda bulunan šzeltiler ÝsÝyla serbestleßtirme yšntemiyle serbestleßtirlerek, Ÿretilen su buharý hidrojen gazýna dšnÿßtÿrÿldÿkten sonra analiz edilmißler e sonu larý δ D (SMOW) deûerleri ßeklinde ifade edilmißtir. Analizler, Neada niersitesi Jeolojik Bilimler BšlŸmŸ KararlÝ Üzotoplar JeokimyasÝ laboratuarlarýnda; deamlý akýß tipi, Euroector 3000 model elemental analizšr baûlanmýß, Micromass IsoPrime marka, izotop oran tipi kÿtle spektrometresi kullanýlarak yapýlmýßtýr. Analizlerdeki hata paylarý; oksijen i in ± 0.15 ä, hidrojen i in ise ± 1 ä olarak belirlenmißtir. Analiz sonu larý, izelge 2Õde toplu halde erilmißtir. Analiz Sonu larýnýn DeÛerlendirilmesi rneklerin δ 18 O deûerleri, ile ä arasýnda deûißmekte olup, maûmatik kaya lara ait deûerlerle (šrneûin; Hoefs, 1984) uyum halindedir. Bu durum, kuarslar i in gerekli silisin erede bulunan plÿtonik kaya lardan gelmiß e/eya daha sonraki hidrotermal šzeltiler tarafýndan olkanik yan kaya lardan šzÿlmÿß olabileceûini dÿßÿndÿrmektedir. SÝÝ kapanýmlarý i inde hapsolmuß e kuarslarla denge halinde olduûu dÿßÿnÿlen hidrotermal šzeltilere ait suyun δ 18 O deûerleri, sýý kapanýmlarýnda šl ŸlmŸß sýcaklýk deûerleri dikkate alýnarak, Sharp e Kirschner (1994) tarafýndan gelißtirilmiß eßitlikten hesaplanmýßtýr. Bu hesaplanmýß δ 18 O deûerleri +4.2 ile +6.7 ä (SMOW) arasýnda deûißmektedir. SÝÝ kapanýmlarý i inde hapsolmuß suyun δ D deûerleri ise ile ä arasýndadýr. Belirlenmiß bu oksijen e hidrojen izotop deûerleri, δ 18 O - δ D diyagramý Ÿzerine yerleßtirildi- Ûinde, hidrotermal šzeltilerdeki suyun maûmatik kškenli su alaný i inde eya meteorik su izgisi tarafýnda (formasyon suyu alaný i inde) konumlandýklarý gšrÿlmektedir (Þekil 5). Benzer sonu lar, eßitli alýßmalarda maûmatik e meteorik sularýn karýßýmý eya meteorik su Ð maûmatik kaya etkileßimi ßeklinde a ÝklanmÝßtÝr (šrneûin Criss and Taylor, 1983; Gšk e d., 1993; Campbell e Larson, 1998; Gšk e e Spiro, 2002). Bu alýßmadaki deûerlerin maûmatik

8 82 Yerbilimleri izelge 2. Kuars kristallerinin e sýý kapanýmlarda hapsolmuß suyun hidrojen e oksijen izotoplarý bileßimi. Table 2. Hydrogene and oxygene isotope compositions of the quartz and inclusion fluids. rnek No. KapanÝm suyunun KuarslarÝn Ortalama 10 3 ln α KapanÝm suyunun δ D DeÛerleri δ 18 O DeÛerleri Homojenleßme δ 18 O DeÛerleri (ä SMOW) (ä SMOW) sýcaklýklarý ( C) (ä SMOW) ÞT ÞT ÞT ÞT ÞT su alanýna ok yakýn olmalarý nedeniyle, hidrotermal šzeltiler i inde maûmatik kškenli sularýn egemen olduûu, ok az da olsa, yÿzeysel kškenli sularýn da karýßmýß olabileceûi sšylenebilir. SONU LAR TutakdaÛÝ yšresinde gÿnÿmÿzde ißletilmekte olan Pb-Zn yataklarý Ünler YaylasÝ yšresinde bulunmakta olup, yšredeki yataklar; st Kretase yaßlý olkanik kaya lar i inde, fay zonlarý boyunca olußmuß damar tipi yataklardýr. Ceherleßmeler; Azak-Yarar OcaÛÝ zonu, AßcÝ OcaÛÝ zonu e Karadeniz OcaÛÝ zonu olmak Ÿzere, Ÿ farklý zon halinde olußmußlardýr. Bu zonlar, birbirine paralel olarak olußmuß, D-B doûrultulu, Ÿ ceher damarýnýn KD-GB doûrultulu faylarla dÿßey yšnde štelenmiß bšlÿmleri olarak dÿßÿnÿlmÿßlerdir. Ceher damarlarýnda gang minerali olarak kuars e kalsit, ceher minerali olarak ise sfalerit, galenit, pirit, kalkopirit, fahlerz e ender olarak da kalkosin e koellin gšzlenmißtir. Kuarslar Ÿ farklý bÿyÿklÿkte kristaller halinde gšzlenmekte olup, en iri kristaller atlaklarýn kenar kýsýmlarýnda, en kÿ Ÿk kristalli olanlarý ise atlaklarýn en i kesimlerinde olußmußlardýr. Bu du- 0 Deniz suyu d D % Meteorik su ÞT-20 ÞT-6 ÞT-10 ÞT-21 ÞT-25 Formasyon suyu Metamorfik su Birincil magmatik su d O %0 Þekil 5. Ceher olußturucu šzeltilerdeki suyun δ D - δ 18 O diyagramýndaki konumlarý. Figure 5. Plots of the water within the mineralizing fluid on the δ D - δ 18 O diagram.

9 Bozkaya e Gšk e 83 rum, kuarslarýn Ÿ farklý erede olußtuklarý ßeklinde yorumlanabilir. Kalsitler ise; yer yer bÿyÿk kristaller halinde gšzlenirken, yer yer kuarslý zonlarý kesen ince damarlar halinde gšzlenmektedirler. Opak ceher minerallerinin šzellikle kÿ- Ÿk kristalli kuarslar i inde gelißtikleri gšrÿlmektedir. KŸkŸrt izotoplarý jeokimyasý incelemelerinde; sfalerit e galenitlere ait δ 34 S deûerleri, -3.9 ile +0.4 ä CDT arasýnda deûißmekte olup, ayný šrneklere ait sfalerit e galenitler arasýndaki izotopsal farklýlýk, bu iki mineral arasýndaki izotopsal ayrýmlanma yšnÿyle uyumludur. Bu minerallere ait deûerlerden yararlanýlarak, hidrotermal šzeltilerdeki H 2 SÕin izotopsal bileßiminin -5.0 ä ciarýnda olduûu hesaplanmýßtýr. Bu deûerler, doûrudan maûmatik kškenli (yšredeki plÿtonik e olkanik kaya larla ilißkili) šzeltilerdeki H 2 SÕin kÿkÿrt izotoplarý bileßimine gšre daha hafif olup, doûrudan maûmatik kškenli olduûunu sšylemek zordur. Bu nedenle, sfalerit e galenitin bileßimindeki kÿkÿrtÿn erede bulunan granitoyitik e gen olkanik kaya larla doûrudan ilißkili olmaktan daha ok daha sonra ortama gelen hidrotermal šzeltilerce st Kretase yaßlý olkanik kaya lar i inde bulunan kÿkÿrtÿn hafif izotopsal bileßimli kýsmýnýn šncelikle šzÿlmesi ßeklinde kaynaklanmýß maûmatik kškenli kÿkÿrt olduûu kabul edilebilir. ÞT-6 e 20 numaralý šrneklere ait sfalerit - galenit iftlerinin δ 34 S de- Ûerlerinden itibaren, kÿkÿrt izotoplarý jeotermometresi sýcaklýk deûerleri e C olarak hesaplanmýß olup, šzellikle birincil sýý kapanýmlarýnda šl ŸlmŸß homojenleßme sýcaklýûý deûerlerine benzerlik gšstermektedir. Oksijen e hidrojen izotoplarý jeokimyasý incelemeleri; sýý kapanýmlarý i inde hapsolmuß hidrotermal šzeltilere ait suyun maûmatik kškenli su alaný i inde eya meteorik su izgisi tarafýnda (formasyon suyu alaný i inde) konumlandýklarýný gšstermektedir. Bu durum, ceher olußturucu hidrotermal šzeltiler i inde maûmatik kškenli sularýn egemen olduûunu, ok az da olsa yÿzeysel kškenli sularýn da karýßmýß olabileûini gšstermektedir. Sonu olarak, yšredeki damar tipi ceherleßmelerin; i inde yerleßtikleri fay zonlarýnýn olußumundan sonra, yakýnlarýnda bulunan Tersiyer yaßlý granitoyitler ile doûrudan ilißkili eya meteorik su ile karýßmýß maûmatik kškenli hidrotermal šzeltilerce eredeki st Kretase yaßlý olkanik kaya lardan šzÿlmÿß metal iyonlarýnýn e kÿkÿrtÿn fay zonlarý boyunca škeltilmeleri ßeklinde olußtuklarý sšylenebilir. KATKI BELÜRTME Bu alýßma, M-194 Nolu proje kapsamýnda, Cumhuriyet niersitesi Bilimsel AraßtÝrma Projeleri Destekleme KomisyonuÕnca desteklenmißtir. Yazarlar; saûlanan maddi destek i in ilgili Komisyon BaßkanlÝÛÝÕna, saha alýßmalarý sýrasýndaki katkýlarý i in BER-ONER Madencilik A.Þ. yetkililerine e alýßanlarýna, izotop analizleriyle ilgili katkýlarý i in baßta Dr. Greg B. ARE- HART e Dr. Baruch SPIRO olmak Ÿzere Nerc (Üngiltere) e Neada niersitesi (ABD) Üzotoplar JeokimyasÝ Laboratuar sorumlularýna e a- lýßanlarýna teßekkÿrÿ bor bilir. KAYNAKLAR Berkman, H., SšzlŸ gšrÿßme. TutakdaÛÝ Maden Üßletmesi,Þebinkarahisar. Campbell, A.R., and Larson, F.B., Introduction to stable isotope applications in hydrothermal systems. In Richards, J.P., and Larson, P.B., (eds.). Techniques in Hydrothermal Ore Deposits Geology; Reiews in Economic Geology, 10, Clayton, R.N., and Mayeda, T.K., The use of bromine pentafluoride in the extraction of oxygen from oxides and silicates for isotopic analysis. Geochimica et Cosmochimica, Acta, 27, Criss, R.E., and Taylor, H.P., Jr., An 18 O/ 16 O and D/H study of the Tertiary hydrothermal systems in the southern half of the Idaho batholith; Geological Society of America Bulletin, 94, alapkulu, F. e Ayan, Z., Etir yaylasý Þebinkarahisar fluorit zuhurunun mineralojisi e olußumunun sýý kapanýmý yšntemi ile incelenmesi. Jeoloji MŸhendisliÛi, 15, alapkulu, F. e KaraoÛlu, N., Ünler YaylasÝ kurßun- inko-bakýr ceherleßmesinin metalojenik incelemesi. 40. TŸrkiye Jeoloji KurultayÝ, Bildiri zleri KitabÝ, s.31. Gšk e, A. e Bozkaya, G., TutakdaÛÝ (Þebinkarahisar-Giresun) Pb-Zn yataûýnýn olußum koßullarýnýn e kškeninin araßtýrýlmasýnda sýý kapaným, iz element e izotoplar jeokimyasý incelemeleri. Cumhuriyet niersitesi Bilimsel AraßtÝrma Projeleri Komisyon BaßkanlÝÛÝ Projesi, Proje No: M-194, 41 s (yayýmlanmamýß).

10 84 Yerbilimleri Gšk e, A., and Spiro, B., Fluid-related characteristics of the akmakkaya and Damarkšy copper deposits, Northeast Turkey. International Geology Reiew, 44, Gšk e, A., Spiro, B., and Miller, M.F., Kurßunlu (Koyulhisar-Sias) damar tipi Pb-Zn-Cu yataklarýnda mineral olußturucu hidrotermal šzeltilerin kararlý izotoplar (O, H e C) jeokimyasý e kškeni. TŸrkiye Jeoloji BŸlteni, 36, Hoefs, J., Stable Isotope Geochemistry. Berlin- Heidelberg-New York, Springer Verlag, (3 rd edition.) 241 pp. KaraoÛlu, N., Ünler YaylasÝ (Þebinkarahisar) Pb-Zn-Cu yataklarýnýn jeolojisi. Dokuz EylŸl niersitesi, Fen Bilimleri EnstitŸsŸ, YŸksek Lisans Tezi, Üzmir. (yayýmlanmamýß). Ohmoto, H., and Rye, O., Isotopes of sulphur and carbon. In Barnes, L.H., (ed.), Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits, New York, Wiley, Sharp, Z.D., and Kirschner, D.L., Quartz-calcite oxygen isotope thermometry: a calibration based on natural isotopic ariations. Geochimica et Cocmochimica Acta, 58, Þaßmaz, A., Tutak DaÛÝ gÿneybatýsýndaký Pb- Zn yataklarý.. FÝrat niersitesi, Fen Bilimleri EnstitŸsŸ, Doktora Tezi, ElazÝÛ, 98 s (yayýmlanmamýß). Þaßmaz, A. e SaÛÝroÛlu, A., 1994a. TutakdaÛÝ gÿneybatýsýndaki (Þebinkarahisar-Giresun) Pb-Zn yataklarý. MTA Dergisi, 116, Þaßmaz, A. e SaÛÝroÛlu, A., 1994b. Ünler YaylasÝ (Þebinkarahisar -Giresun) Pb-Zn yataklarý. TŸrkiye Jeoloji BŸlteni, 37,