KARBONATLI ORTAMLARDA KURŞUN-ÇİNKO YATAKLARI

Transkript

1 KARBONATLI ORTAMLARDA KURŞUN-ÇİNKO YATAKLARI Genel olarak tortul oluşuklar içinde rastlanan ve temelin aşınmış yüzeyinden çok uzakta olmayan bir seviyede bulunan sülfürlerin kökenleri için farklı görüşler önerilmiştir. Bu yataklara gerçek anlamda tortul bir yatak demek yerine temellerin üzerine transgresif oturan örtü katmanları içinde bulundukları için Örtü Yatakları adı verilmiştir. Maden yatakları açısından esas temel ile örtü arasındaki en önemli fark, birincide damar halinde bulunan yataklar, ikincide ve özellikle tabanına doğru katmansı şekiller göstermeleridir. Mineral bileşimleri değişik olan bu tip yatakların en çok rastlanan ve en önemli olanları Kurşun-Çinko yataklarıdır. Çoğunlukla kumtaşlı veya karbonatlı kayaçlar içinde yer alırlar: kireçtaşı yada dolomi. Bileşiminde dolomit bulunan seviyeleri seçerler.

2 TELETERMAL VE YENİLENMİŞ YATAK KAVRAMLARI Örtü için önceleri yüzey kökenli suların aslında tortul ve eş oluşumlu karbonatlı kayaçlar içindeki saçınımlı cevheri eritip tekrar çöktürmesi kabul edilmiştir. Bu görüş cevherleşmeyi derindeki hidrotermal bir kökene bağlamak için bırakıldı. Yeni görüşte ya tek bir zaman konudur; o zaman teletermal veya telemagmatik terimleri kullanılmış (terimlerin başındaki tele ekleri varsayılan magmatik ocaktan uzakta olmayı anlatır). Yada yatağın oluşumunda iki zaman söz konusu ise temeldeki daha eski bir cevherleşmenin tekrar harekete geçmesi ve örtü içinde yeniden çökelmesi gerekecektir. Bu durumda yenilenmeden (rejenerasyondan) söz edilir.

3 KOR KAYAÇLARLA OLAN İLİŞKİLER Metalojenide ortaya çıkan problemlerden biri cevherleşmenin bağlı olduğu kor kayacın veya meydana getiren magmanın aranmasıdır. Karbonatlı ortamlardaki yataklarda onlarla aynı zamanda olabilecek magmatik bir faaliyet ile ilişki görülmektedir. Karbonatlı yataklar granitik masiflerin çevresinde belli kuşaklara yer verecek biçimde yerleşmemişlerdir. Cevherleşmenin bağlı olduğu oluş ortamını saptamada hidrotermal görüşten hareket etmek olanaksızdır. Bu bakımdan karbonatlı yatakları teletermal veya telemagmatik olarak nitelendirmemek gerekir. Kaynaklarını arama konusunda başka özelliklerden ve verilerden yararlanmak gerekecektir.

4 LİTOLOJİK ÖZELLİKLER Litoloji tipleri çok çeşitli olup bunlar arasında kireçtaşları, dolomiler, marnlar, çakıltaşları vardır. En önemlileri kireçtaşları ve dolomilerdir. Dünya çapında en büyük yataklar dolomilerde yerleşmişlerdir. Ayrıca az derin epikontinantal tortul seriler içinde de bulunurlar. Bu kayaçlar temel içinde dolaşan ve örtüye erişen hidrotermal eriyikleri kendi içinde çöktürürler. Pb, Zn ve Cu sülfürlerine karbonatlı kayaçlarda olduğu kadar silisli ve reaksiyon gücünden yoksun kayaçlar içinde de rastlamak mümkündür.

5 Azurit Cu(OH)2.2CuCO3

6 Jamesonit Pb4FeSb6S14

7 Boulenjerit Pb5Sb4S11

8 Seruzit PbCO3

9 Anglezit PbSO4

10 Vulfenit PbMoO4

11 Sfalerit ZnS

12 Sfalerit ZnS

13 Wurtzit ZnS

14 Simitsonit ZnCO3

15 Simitsonit ZnCO3

16 Hemimorfit Zn 4 [(OH) 2 Si 2 O 7 ] H 2 O

17 Hemimorfit Zn 4 [(OH) 2 Si 2 O 7 ] H 2 O

18 Hidrozinkit Zn5[(OH)3CO3]2

19 Hidrozinkit Zn5[(OH)3CO3]2

20 MİNERALOJİK ÖZELLİKLER Bu tip yataklarda cevherler benzeri olmayan nitelikler taşırlar. Granitik masiflere bağlı kurşun-çinko damarlarında böyle özelliklere rastlanmaz. Taneler son derece incedir. Galen mikron derecesinde olabilir. Pirit, markazit ve çok az miktarda kalkopirit bulunur. Blenddeki kadmiyum ve gümüş önemlidir. Konkresyonlu yapıya çok rastlanır. Blend fakir, yollu ve yumrulu şalenblend şeklindedir. Bu kolloform şekiller cevherleşmenin çok düşük ısı altında, jel halinde oluştuğunu açıklar. Normal süksesyon çoğu kez terstir. Galen önce, blend sonra oluşur. En sık rastlanan gang minerali barittir ve genellikle yumru, taşımsı biçimdedir. Bu yatakların çoğunda blend ve galen içinde NaCl ve CaCl 2 kapanımları bulunur. Klor iyonunun oluşu asit bir ortamın varlığını zorunlu kılar. Blendin var oluşu hafifçe bazik bir ph 1 işaret eder. Bu da dolomi ve dolomitli marn gibi yan kayacın mineralojisi ile ortaya çıkan ph ile uyuşur.

21 TÜRÜMSEL GÖRÜŞLER Bu yataklar ilk önceleri gerçek bir denizel çökel olarak kabul edilirdi. Bugün için genellikle bu görüş bırakılmıştır. Diğer bir görüş ise bu yatakların yan kayaca göre ardoluşumlu olduğu ve yüzey sularının etkisi ile oluştuğudur. Karbonatlı alanlardaki yataklar konusunda yeniden hareketlenme yada yenilenme, eşoluşum ile ardoluşum arasındaki bağlantıyı sağlamaktadır. Metalik çökelmelerin doğduğu denizel eşoluşumlu bir dönem, az çok sıcak eriyiklerin aracılığı ile taşoluşumuna ilişkin yada ardoluşumlu yığışım dönemleriyle izlenmiştir. Bölgesel tektonik gelişimin içinde değişik cevherleşmeler arasında miras ilişkileri bulunmaktadır.

22 KURŞUN-ÇİNKO YATAK TİPLERİ Karbonatlı kayaçlar içinde bulunan kurşun-çinko yatakları Misisipi Vadi Tipi ve Alpin Tipi olarak ayrılır. Misisipi Vadi Tipi yataklar strata-bound, epitermal, hidrotermal-sedimanter, lateral-segregasyon, metamorfik gibi oluşum mekanizmalarının kesiştiği ve jenetik verilerin yetersiz olduğu yataklar için kullanılan bir terimdir. Mississippi Vadisi Tipi yataklar; yan kayaçların diyajenezinden sonra oluşmuş (epijenetik), stratabound özelliği ile, Alpin Tipi kurşun-çinko yatakları daha çok kıyı bölgelerinde, organik maddelerce zengin sedimanter kayaçlarla birlikte ve sedimanter süreçlerle oluşmuşlardır. Diyajenez, düşük dereceli metamorfizma ve remobilizasyon ile kısmen birincil özellikleri bozulmuştur. Alpin Tipi yataklar; yan kayaçlar ile eşzamanlı olarak oluşmuş stratiform özelliği ile,

23 Magmatik kütlelerle doğrudan herhangi bir ilişkileri bulunmamaktadır. Kalın karbonat istifleri içinde düzensiz şekilli kütleler halinde gözlenmektedirler. Cevherleşmeler, temel özellikleri dikkate alınarak; Mississippi Vadisi Tipi, Alpin Tipi, İrlanda Tipi, yataklar şeklinde sınıflandırılmaktadır. Bunlardan, Alpin Tipi yataklar; yan kayaçlar ile eşzamanlı olarak oluşmuş stratiform özelliği ile, İrlanda Tipi yataklar; derin fay hatlarına bağlılıkları ile, karakteristik oldukları belirtilmektedir

24 Misisipi Vadisi Tipi Kurşun-Çinko Yataklarının Ortak Özellikleri * Hemen her zaman karbonatlı (kireçtaşı, dolomitik kireçtaşı ve dolomit) kayaçların içinde, nadir olarak konglomera, kumtaşı ve şeyllerin içinde yer alırlar. * Büyük cevher kütleleri epijenetiktir. Bunlar tabakalanmayı kesen damarlar, fay yada boşluk dolgusu şeklindedir. Bunlara stratiform cevherleşmeler eşlik edebilir. * Mineral parajenezleri çok miktarda sfalerit ve galenit, yaygın olarak pirit ve markazit, nadir olarak kalkopirit şeklindedir. Parajeneze wurtzit, greenokit, bravoyit, luzonit, hematit ve kuprit girebilir. Gang mineralleri barit, fluorit, kalsit ve kuvarstır. Siderit, ankerit ve kolloform silis bulunabilir. * 20 ppm kadar Ag içerirler. Au konsantrasyonları çok düşük, Cu çok yüksektir. Galenitler Ag bakımından fakir, sfelaritler Fe ve Cd bakımından zengindir. * Oluşum sıcaklıkları o C arasındadır. * Sıvı kapanımlarında %15-25 tuz (Na, Ca, Cl) bulunur.

25 Alpin Tipi Kurşun-Çinko Yataklarının Karakteristik Özellikleri * Hemen her zaman karbonatlı (kireçtaşı, dolomitik kireçtaşı, dolomit) kayaçların içinde, nadir olarak konglomera, kumtaşı ve şeyllerin içinde yer alırlar. Resifal kireçtaşları ile ilişkilidirler. Volkanik kayaçlarla ardalanmalı bulunabilirler. * Büyük cevher kütleleri senjenetiktir. Bunlara tabakalanmayı kesen damarlar, fay yada boşluk dolgusu cevherleşmeler eşlik edebilir. * Mineral parajenezleri çok miktarda sfalerit ve galenit, yaygın olarak pirit ve markazit, nadir olarak kalkopirit şeklindedir. Parajeneze wurtzit, greenokit, bravoyit, luzonit, hematit ve kuprit girebilir. Gang mineralleri barit, fluorit, kalsit ve kuvarstır. Siderit, ankerit ve kolloform silis bulunabilir. * Sfelaritler yüksek Cd, Ge ve Ga, düşük Fe konsantrasyonuna sahiptirler. * Tipik örnekleri olan Doğu Alpler deki yataklar Orta Triyas yaşlıdır. Büyük bir jeosenklinal içinde çökelmiş ve günümüzde naplaşma ile ilk konumlarını kaybetmiş allokton kütlelerin içinde yer alırlar. * Paleocoğrafik olarak resif gerisi lagünü ile resif duvarının arasındaki geçiş zonlarında bulunurlar.

26 TÜRKİYE DE KARBONATLI ORTAMLARDA Pb-Zn YATAKLARI Türkiye de en önemli katmanlı Pb-Zn yatakları Torosların Akdeniz sahillerine yakın kesimlerinde bulunan Anamur masifi civarındaki Karalar (Gazipaşa) ve Ortakonuş (Anamur) yataklarıdır. Bir çok sülfürlü baz metaller Türkiye nin güney kesiminde karbonatlı seriler içinde yerleşmişlerdir. Bu bölge Toros Metalojenik Provensi olarak tanımlanmıştır. Özellikle Orta Toros bölümünde Pb- Zn-Ba stratiform yada stratoz bound biçimindeki cevherleşmeler bir çok noktalarda saptanmıştır. Toros Karbonat Kuşağı Pb Zn Yatakları Bu yatakların önemli örnekleri; Hadim Bozkır, Ulukışla Bolkardağı, Yahyalı (Aladağlar ve Zamantı), Alanya Gazipaşa Karalar, yöresinde gözlenmektedirler.

27 Karalar Pb-Zn-Ba Cevherleşmesi Gazipaşa nın 8 km kuzeyindedir. Yöreye 2 litolojik grup hakimdir: 1. Grup: Üst Karbonifer yaşlı epimetamorfik şistlerden oluşur. Bunlar serizit kuvars, şist fillit ve kuvarsit ara katkılarından oluşur. Grubu oluşturan litolojik birimler Antalya Allokton birimi içinde yer alır. 2. Grup: Üst Permiyen yaşlı karbonatlardır. Genellikle dolomitik kireçtaşları, dolomit ve şalt kireçtaşlarından oluşur. Grup Pliyosen ve daha genç yaşlı konglomera, karstik breş ve alüvyondan oluşur. Bu grup otokton olarak 1. grup üzerine açılı uyumsuzlukla yerleşmiştir.

28 Karalar yöresinde iki tip Pb-Zn-Ba cevherleri vardır: 1. Ornatımlı Cevher: Katmanlanmaya paralel ve yer yer mercek biçimindedir. Ornatımlar fillat-şist dokanaklarının yakınında, dolomitler içinde yaygındır. Cevher olarak barit masif ve ince tanelidir. Metalik olanlar saçınımlı galen, nadiren pirit ve kalkopiritlidir. Cevher akışkanları ornatımlardan önce katman yüzeyleri boyunca taşınmışlardır. özellikle bantlı kireçtaşları ve kalk şeyller. 2. Dolgulu Cevher: Benekli breşik dolomitlerin çimentosunu oluşturan cevher ve damar yada damarcık biçimindeki cevher olarak ikiye ayrılır. Benekli dolomitle yaygın değildir. Yalnız dolomitleşme ve cevherleşme birlikte gerçekleşmiştir. Cevher iri taneli, nadiren saçınımlı ince taneli galenden oluşur. Benekli dolomitler dışındaki cevherleşmeler Pb-Zn-Ba damar ve damarcıkları çok daha yaygındır.

29 Cevherleşmenin parajenezi 3 evrede gelişmiştir. 1. evre stratiform cevherleşmedir. Birincil kalsit, birincil barit ve birincil çinko blend üzerinde yapılan sıvı kapanım incelemeleri bu evrenin 45 o -60 o, 60 o -200 o aralıklı düşük ısılı bir ortamı işaret eder. Bu evre kuvvetli bir tektonik nedenle rejenerasyona uğramış ve aynı minerallerin yüksek ısıda oluşması ile 2. epitermal-mezotermal evreyi oluşturur. 220 o -280 o arasındaki cevherleşmeler epijenetik hidrotermal oluşmalara yer vermiştir. Damar ve damarcık biçimli cevherleşmelerde (epijenetik) Sr, Ag, Se, Ga değerleri hidrotermal bir olayın varlığını kanıtlamaktadır. Galerilerde karstik sarkıtlardan alınan örneklerdeki Pb-Zn-Cu miktarlarının yüksek olması cevherleşmenin güncel olarak devam ettiğini göstermektedir (süperjen). Karalar Misisipi Vadi Tipi Pb-Zn cevherleşmesi ada yaylarında ve aktif kıta kenarında gerçekleşmiştir.

30

31 KARSTİK YATAKLAR Yüzey ayrışması sırasında kayaçların içinde düşük konsantrasyonlarda bulunan yada birincil sülfidli cevherlerdeki metalik minerallerin serbest kalarak yüzey suları tarafından taşınması ve yeraltındaki karstik sistemlerin içerisinde konsantre olarak çökelmeleri ile oluşurlar. Hem detritik hem de kimyasal çökelmelerle metal zenginleşmeleri mümkündür. Karstik yatakların oluşabilmesi için: 1. Çevre kayaçların yüzey sularının derine, derinden gelimli çözeltilerin yüzeye ulaşabilmesi için yeterli derecede geçirgen olması, 2. Kayaçlar, içinde hareket eden çözeltilerle reaksiyona girerek boşluk oluşturabilmeleri, 3. Oluşan boşlukların uzun süreli muhafazası için kayaçların yeterli mukavemete sahip olması, gerekir.

32 Karst oluşumuna ene elverişli kayaçlar kireçtaşlarıdır. Kireçtaşlarındaki çatlak, kırık ve faylar yeterli geçirimliliği sağlar. Yer altı boşluklarının gelişme derecesine göre karstlar genç, olgun ve yaşlı karstlar olarak üçe ayrılırlar. Genç karstlarda yüzeyden derine doğru düşey yada düşeye yakın konumda boşluklar oluşur. Bu boşluklar yer altı su tablasına kadar iner. Olgun karstlarda yer altı su tablasının içinde yatay yada yataya yakın mağaralar ortaya çıkar. Bu mağaralar topografik konuma göre yüzeyle irtibatlanır. Böylece karstik yapının içinde su sirkülasyonu tamamlanabilir. Yaşlı karstlarda boşluk ve mağaralar tavanlarını taşıyamayacak kadar genişlediklerinden tavan ve duvarlarda çökmeler başlar. Böylece karstik boşlukların içi breşlerle doldurulmuş olur.

33

34

35 Olgun bir karst sistemi suların hidrodinamik karakterleri esas alınarak süzülme, doygun su ve durgun su olarak üç zona ayrılabilir. Süzülme Zonu: Uygun oksitlenme şartları altında yüzeyden su tablasına kadar süzülen asidik suların karbonatlı kayaçları çözerek oluşturduğu düşey boşlukların bulunduğu zondur. Suyun akış hızının yüksek olması sebebiyle mekanik parçalanma kimyasal ayrışmadan daha hızlıdır. Karbonatlı kayaçlarla reaksiyon suların asitliğini düşürür. Karst sedimanlarında kaba detritikler hakimdir. Kimyasal yolla oksitli ve karbonatlı mineraller çökelir. Doygun Su Zonu: Yer altı su tablasının içinde gelişen yatay yada yataya yakın boşlukların bulunduğu zondur. Yer altı suyunun hareketini sağladığı için sürekli dolaşım zonu da denir. Mekanik parçalanmaya göre kimyasal ayrışmalar daha fazladır. İnce detritikler ve kimyasal sedimantasyon yaygındır. Tavanda meydana gelen çökmelerle çöküntü breşleri ortaya çıkar. Sular bazik karakterli ve Eh değeri çok zayıf indirgendir. Karbonatlı ve oksitli minerallerle birlikte ikincil sülfidli mineraller de bulunabilir.

36 Durgun Su Zonu: Su tablasının altında yatay yada yataya yakın boşlukların bulunduğu zondur. Suların hareketi yok denecek kadar yavaştır. Bundan dolayı bu zona emme zonu da denir. İndirgen ortam şartları hakimdir. Kükürt oksitleyici indirgen mikroorganizmalar mineral çökeliminde önemli rol oynar. Böylece kolloidal sedimanlarla birlikte ikincil sülfidli minerallerin oluşumu gerçekleşir. Karstik süreçlerle önemli kurşun, çinko, bakır, barit ve fluorit yatakları ortaya çıkar. Detritik sedimanların içinde başta altın olmak üzere ağır mineral zenginleşmeleri bulunabilir.

37 KARSTİK KURŞUN VE ÇİNKO YATAKLARI Yüzey alterasyonunun nüfuz ettiği derinliklerde yer alan birincil kurşun ve çinko yataklarındaki mineraller yüzey suları ile ayrıştırılarak kısmen çözünür, kısmen de yerinde oksitli minerallere dönüştürülürler. Karbonatlı kayaçların geniş yayılımlar gösterdiği kesimlerde kurşun ve çinko bileşikleri yüzey suları ile çözünmüş yada tane halinde taşınırlar. Bu bileşikler karbonatlı kayaçların içindeki karstik boşluklarda tane yada kimyasal yolla çökerek ikincil kurşun ve çinko zenginleşmelerinin ortaya çıkmasını sağlarlar. Bu tip kurşun ve çinko yataklarında böbreğimsi yada konsantrik sarılımlar, kabuk yapıları, sarkıt-dikit gibi tipik karstik yapı ve doku özellikleri gelişir. Karstik kurşun yataklarının ana mineralleri galenit, serüzit ve anglezittir. Hemen her zaman simitsonit, zinkid, hidrozinkid, hematit ve demir oksitlerle kil mineralleri bulunur.

38 Karstik çinko yataklarının ana mineralleri simitsonittir. Hemen her zaman anglezit, serüzit, zinkid, hidrozinkid, hematit ve demir oksitlerle kil mineralleri bulunur. Karstik kurşun ve çinko yatakları karst sedimanları ile yanal ve düşey geçişlidirler. Mineral çökelimi ortamın Eh, ph, sıcaklık ve CO 2 kısmi basıncının etkisi altında gelişir. Bu yatakların tipik örneği Aladağlar da (Yahyalı-Kayseri) bulunmaktadır.