MTA Dergisi 111,61-71, 1990 GÜMÜŞHANE KURŞUN-ÇİNKO YATAKLARININ MİNERALOJİSİ Ahmet ÇAĞATAY* ve İbrahim ÇOPUROĞLU* ÖZ.- Gümüşhane kurşun-çinko yataklarının en önemlilerinden olan Hazine Mağara ve Kırkpavili, Üst Kretase yaşlı masif kireçtaşlarını kesen faylar boyunca, bu kireçtaşlarını metasomatik ornatan mezotermal eriyikler tarafından oluşturulmuşlardır. Cevherleşme büyük olasılıkla Tersiyer yaşh granitoyidlerle yakından ilişkilidir. Hazine Mağara ve Kırkpavili yataklan paşalarından seçilen çok sayıda cevher örneği mineralojik açıdan ayrıntılı şekilde incelenmiş ve bu yataklarda bugüne kadar bilinen cevher mineralleri dışında çok sayıda yeni mineraller saptanmıştır. Bu yataklarda saptanan cevher mineralleri: pirit, galenit, sfalerit, fahlerz, aikinit, nabit-altm, elektrum, nabit-gümüş, kalkopirit, burnonit, bulanjerit, luzunit, bornit, mavsonit, klaprotit, galenobizmutin, hessit, arsenopirit, emplektit, nabit-bizmut, vittişenit, altait, tetradimit, pirotin, rutil, anatas, zirkon, titanit ve grafittir. Bu birincil minerallerin yüzeysel ayrışmaları ve bozuş malan sonucu kalkosin, kovellin, limonit, arsenik-antimon oker, anglezit, serüsit, smitsonit, malakit, azürit, psilomelan, pirolüsit gibi ikincil mineraller oluşmuştur. Hazine Mağara ve Kırkpavili yataklarının gang mineralleri ise; kuvars, kalsit, dolomit, barit, ankerit, siderit, klorit ve serisittir. GİRİŞ Gümüşhane altın-gümüş içerikli kurşun-çinko yatağı Trabzon H42-b 2 paftası içerisinde, Gümüşhane ilinin yaklaşık 2-3 km batısında yer almaktadır (Şek.l).
62 Ahmet ÇAĞATAY ve İbrahim ÇOPUROĞLU Gümüşhane ili adını bu maden yatağından almıştır. Altın-gümüş içerikli kurşun-çinko yatağında yapılan madencilik çalışmalarının en eskileri eldeki verilere göre 1238-1268 yıllan arasına rastlamaktadır. Cevher içerisinde altın ve gümüş bulunması, Gümüşhane yöresini o zamanlar imtiyazlı bir beylik haline getirmiştir (Milliyet Türkiye İller Ansiklopedisi, 1982). Aynı kaynağa göre şehir 1243 yılında Selçuklular'dan İlhanlılar'ın eline geçmiştir. Daha sonra Fatih Sultan Mehmet Otlukbeli Savaşı ile bu yöreyi Akkoyunlular'dan almış, Osmanlı toprağına katmıştır. Osmanlılar döneminde Gümüşhane yataklarında ilk yoğun madencilik çalışmaları IV.Murat zamanında başlatılmıştır. Bundan sonra bir süre işletme durdurulmuş ve ocaklar bu arada su ile dolmuştur. Osmanlı padişahlarından III.Mustafa döneminde ocaklardaki su boşaltılarak ocaklar tekrar işletmeye alınmak istenmişse de fazla başarılı olunamamıştır. Daha sonra 1839 yılında çıkartılan bir yasa ile ocaklar işletmeye açılmış, ancak bu defa da işletmecilik alanında iyi bir sonuç alınamamıştır. Kraus'a (1889) göre Gümüşhane yataklarında 1860 yılında Daniel Pappa Şirketi tarafından başlatılan madencilik çalışmaları, 1894 yılında bu şirkete verilen işletme yetkisinin elinden alınması ile son bulmuştur. Bu tarihten sonra yöredeki madenciler arasında yaygın bir işsizlik başlamıştır. İşsiz kalan yöre madencilerinin Anadolu'nun madencilik açısından önemli diğer bölgelerine dağılmaları ile bu yörelerdeki madenciliğin gelişmesine katkıda bulunmuşlardır. Birinci Dünya Savaşından sonra 1919 yılında Fuat Bey ve Ortakları Şirketi Gümüşhane yataklarını yeniden işletmeye açmış, 1921 yılında yörede İngiliz askerî jeologları çalışmıştır. Cumhuriyet döneminde Gümüşhane kurşun-çinko yatakları ilk defa Ölsner (1935) tarafından incelenmiştir. Ölsner, yöre yataklarını kireçtaşlan içerisinde metasomatik ve granitler içerisinde de damar tipi olmak üzere ikiye ayırmıştır. Kovenko'ya (1937) göre yörede üç ayrı tipte cevherleşme izlenmektedir. Bunlardan Hazine ve Kırkpavili yataklan mercek, Dere Maden zuhurları damar şekillidir. Aynca kireçtaşı çatlaklarında yer yer oksidasyon zonu minerali içeren önemsiz damarlar bulunmaktadır. Yatakları çok kısa bir süre için ziyaret eden Schumacher (1937) ise, bunların damar şeklinde oluştuklarını belirtmiştir. Gysin (1983), yörede jeoloji ve maden yataklan çalışmaları yapmıştır. Dandria'ya (1940) göre Hazine Maden üst Kretase kireçtaşlarını ornatan mezotermal cevher eriyikleri tarafından oluşturulmuştur. Pejatovic ve diğerleri (1970), yataklan magmatik kayaçlar içerisinde damar, kireçtaşları içerisinde de metasomatik olmak üzere iki ayrı gruba ayırmışlardır. Çoğulu (1970) yataklar civarındaki granitoyid ile Rize granitik plütonunu karşılaştırarak, bunların petrolojik ve jeokronometrik etütlerini gerçekleştirmiştir. Bosch ve diğerleri (1974), yöreyi "Birleşmiş Milletler Merzifon, İspir Jeokimya Projesi" kapsamında incelemiş ve elde edilen verilerin ışığı altında Gümüşhane yöresinin yeni maden yataklan bulmada önemli olabileceğini belirtmiştir. Yılmaz (1976), heterojen görünümlü Gümüşhane granitini petrografik özelliklerine göre granodiyorit, Çamlıca-adamelliti, Gümüşhane-adamelliti ve porfirik mikrogranit olmak üzere dörde ayırmıştır. Aynca Gümüşhane granitine bağlı oluşmuş aplit, pegmatit ve kuvars damarlarının varlığını ortaya koymuştur. Kamitani ve diğerleri (1977), yörenin Paleozoyik granitoyidlerini, üst Kretase kireçtaşlarını ve Eosen volkanitlerini incelemiş ve cevherleşmenin çoğunlukla kireçtaşı, marn ve şeyllerden oluşan üst Kretase yaşh birimler içerisinde gerçekleştiğini vurgulamışlardır. Erbayar ve ödevci (1979), işletilen yataklardan aldıkları cevher örneklerinde Pb, Zn, Cu ve Ag analizleri yaptırmışlardır (Çizelge 1). öztunalı'ya (1983) göre yöre cevherleşmeleri BKB-DGD doğrultulu fayları seçerek üst Kretase yaşlı dolomitik kireçtaşlarının üst seviyeleri içerisinde damar şeklinde yataklanmıştır. Çınar ve diğerleri (1983), Gümüşhane çevresinde geniş bir alanın 1:25 000 ölçekli jeoloji haritası ve maden prospeksiyonunu yapmışlardır. Güner ve diğerleri (1985) ise Gümüşhane kurşun-çinko yataklannın ayrıntılı jeoloji etüdünü gerçekleştirmişlerdir. Yukarıda kısaca değinilen çalışmalar incelendiğinde, Gümüşhane kurşun-çinko yataklarının ve yöre kayaçlarının jeolojik ve petrografik açıdan ayrıntılı şekilde çalışıldığı görülmektedir. Buna karşın cevherin mineralojisi bu derecede ayrıntılı incelenememiştir. Bu çalışmanın yazarları, bu eksikliği gidermek için 1986 Eylül ayında Gümüşhane yataklarını ziyaret etmiş, öncelikle Hazine Mağara ve Kırkpavili Maden paşalarından incelenmek üzere çok sayıda cevher örneği almışlardır. Örnek seçiminde daha önce yörede çalışan Trabzon Bölgesi MTA elemanları
GÜMÜŞHANE KURŞUN-ÇİNKO YATAKLARININ MİNERALOJİSİ 63 yardımcı olmuşlardır. Ayrıca bu çalışmada, değişik zamanlarda değişik jeologlar tarafından bu yataklardan alınarak incelenmek üzere yazarlara gönderilen numunelerin incelenme sonuçları da değerlendirilmeye çalışılmıştır. JEOLOJİ Gümüşhane kurşun-çinko yataklan çevresinin en yaşh kayacı Permo-Karbonifer yaşh granitoyid ve onun sokulum yaptığı metamorfik kayaçlardır (Çoğulu, 1970). Bunlar üzerine Jura (Liyas) yaşh andezit-bazalt lav ve piroklastikleri içeren taban konglomerası gelmektedir (Yılmaz, 1976). Taban konglomerasını yer yer fosilli, ince tabakalı kırmızı kireçtaşları izlemektedir (Şek.2). Daha üstte kömür bantlı kiltaşı, kumtaşı seviyeleri bulunmaktadır. Bu Volkano-tortul üyenin en üst kesiminde 3-5 m kalınlıkta bir çörtlü seviye gözlenmektedir (Güner ve diğerleri, 1985). Liyas yaşh birim üzerine uyumlu gelen Dogger, Malm ve Alt Kretase yaşh açık gri renkli masif kireçtaşlan dolomitleşme ve zayıf rekristalizasyon göstermektedirler. Bunları 400-500 m kalınlıkta Üst Kretase yaşlı killi kırmızı kireçtaşlan, volkanik tüf, kumtaşı ardalanmalı birim izlemektedir. Bu birim üzerine üst Kretase yaşlı volkanizmanın ürünü ayrışmış andezitik tüfler gelmektedir. Tersiyer yaşh granitoyidler yukarıda kısaca değinilen tüm kayaç birimlerine sokulum yapmışlardır. Eosen bu yörede ince bir taban konglomerası ile başlayıp, volkano-tortul oluşuklar şeklinde devam etmektedir. Tüf arakatkılı fosilli kireçtaşı, kiltaşı, kumtaşı ve en üstte andezit-bazalt lav ve piroklastiklerinden oluşan Eosen birimi Tersiyer granitoyidinden etkilenmemiştir. Ayrıca yörede tüm bu birimleri kesen çok genç diyabaz ve andezit daykları bulunmaktadır (Güner ve diğerleri, 1985). Doğu Pontid tektonik birliğin güney kesiminde yer alan Gümüşhane yöresi (Ketin, 1966) sırasıyla Hersini-
64 Ahmet ÇAĞATAY ve İbrahim ÇOPUROĞLU yen ve Alp orojenezlerinin etkisinde kalmıştır. Bu Orojenezler sonucu yörede uyumsuzluklar, faylanmalar, kırık yapılar, bindirmeler ve zayıf kıvrımlanmalar olmuştur (Şek.2). Güney-kuzey yönünde gelişen sıkışma tektoniği Gümüşhane yöresinde genellikle KB-GD yönünde bir kırık tektoniğinin gelişmesine neden olmuştur. Değişik doğrultu ve eğimli Volkano-tortul kayaç birimleri, genelde KB-GD doğrultu ve 15-40 KD ya eğimlidirler (Güner ve diğerleri, 1985). CEVHERLEŞME Cevherleşmeyi sağlayan hidrotermal eriyikler çoğunlukla fay ve kırıkları seçerek yerleşmişlerdir. Cevherleşme Eosen öncesi oluşan tüm kayaç birimlerini etkilemiştir. Fakat yataklanma öncelikle üst Kretase kireçtaşları içerisinde gerçekleşmiştir. Fay ve kırıkları izleyerek gelen hidrotermal eriyikler kireçtaşında yer yer metasomatik ornatma sonucu mercek şekilli cevherleşmeler oluşturmuştur. Mercek şekilli cevherleşmelere en iyi örnek, Hazine Mağara ve Kırkpavili yataklarıdır (Kovenko, 1937). Hazine Mağara K40 B doğrultulu 38 GB eğilimli bir faya bağlı olarak dolomitik kireçtaşı içerisinde kireçtaşı-marn dokanağına yakın bir kesimde oluşmuştur (Kovenko, 1937; Dandria, 1940). Aynı fayın cevher oluştuktan sonrada faaliyetine devam etmesi cevherde parçalanmalara neden olmuştur. Cevher genellikle masif pirit içerisinde izlenen zengin galenit ceplerinden oluşmaktadır. Galenit
GÜMÜŞHANE KURŞUN-ÇİNKO YATAKLARININ MİNERALOJİSİ 65 aynca sfalerit, kalkopirit ve fahlerzle birlikte pirit kristallerinin ara ve kataklastik çatlaklarını ince damarcıklar şeklinde doldurmaktadır. MİKROSKOBİK İNCELEME Hazine Mağara ve Kırkpavili madenleri paşalarından seçilen çok sayıda cevher örneğinden yaptırılan parlak ve ince kesitler ayrıntılı şekilde incelenmeye çalışılmıştır. El örnekleri seçilirken öncelikle makroskobik olarak ve lupla değişik mineral bileşiminde olanlarına özen gösterilmiştir. Galenitli örneklerin mineral parajenezi, piritli olanlardan daha zengindir. Bu nedenle mikroskobik çalışmalar genellikle galenitçe zengin örnekler üzerinde yoğunlaştırılmıştır. Pirit. Çok fazla miktarda izlenmektedir. Sülfitli minerallerin belki de en yaşlı üyesidir. Çoğunlukla öz, yan öz şekilli piritler yanında, galenit ve sfalerit içerisinde parça ve iskeletler şeklinde ornatılmış piritler de bulunmaktadır. Bu tür piritler içerisinde bulundukları mineraller tarafından ileri derecede korozyona uğratılmıştır. Kuvvetli kataklastik yapı gösteren piritler kataklastik çatlakları boyunca daha genç galenit, sfalerit, bornit, kalkosin, kovellin ve kalkopirit gibi mineraller tarafından ornatılmıştır. Aynca bu piritler içerisinde aynı minerallerden oluşan sokulum, tanecikler ve damarcıkları da bulunmaktadır. Kataklazma gösteren pirit kristallerinin yanında, çok seyrek olarak radyal-ışınsal piritlere de rastlanmaktadır. Bu ışınsal piritler büyük bir olasılıkla çubuk şekilli markasit kristallerinin psödomorflarıdır. Galenit. Fazlaca miktarda izlenen cevher minerallerindendir. öz ve yan öz şekillidir. Galenit kristalleri kenar, dilinim ve çatlakları boyunca anglezit ve serüsite dönüşmüştür. Galenitin üçgen dilinim boşluklarının yer yer eğilme-bükülme göstermesi, galenit kristallerinin oluştuktan sonra deformasyona uğradığım göstermektedir. Galenitin kristal araları, çatlak ve dilinimleri iki ayrı türde fahlerz ve kalkopirit tarafından doldurulmuştur. Galenitin kendisi de değişik türdeki fahlerzleri kapanım şeklinde içermekte ve onları belirgin şekilde ornatmaktadır (Levha I ve II). Sfalerit. Piritten sonra en yaşlı mineral olan sfalerit fazlaca miktarda izlenmekte ve yer yer kalkopirit aynlımları içermektedir. Sfalerit içerisinde çok seyrek olarak bornit ve galenit ayrılım ve kapanımları da bulunmaktadır. Bunlar kalkopirit ayrılımlarının ornatılması sonucu oluşmuşlardır. Çoğunlukla yarı öz şekilli olan sfalerit kristalleri yer yer belirgin kataklastik yapı göstermektedir. Sfaleritin çatlakları ve kristal tanelerinin aralan daha genç galenit, fahlerz ve kalkopirit tarafından doldurulmuştur. Yer yer de sfalerit kenar, çatlak ve dilinimleri boyunca simitsonite dönüşmüştür. Genel olarak sfaleritler kırmızı-kahverenkli iç yansımalıdır. Bu iç yansımalar sfaleritin izomorf şekilde fazlaca FeS içeriğine işaret etmektedir. Fahlerz. Az miktarda, üç ayrı türde izlenmektedir. Bunlardan biri bizmut-kurşun-fahlerz, diğeri tennantit ve üçüncüsü, en az bulunanı ise Ag içerikli tetrahedrittir. Bizmut-kurşun-fahlerz ve tennantit genellikle birlikte, kenetli halde izlenmektedir (Levha I, şek. a ve b: Levha II, şek.a). Tennantit Bi-fahlerzi çoğunlukla ornatmaktadır. Kataklastik fahlerzler galenit, karbonat ve kuvars tarafından ornatılmaktadır. Yer yer kendisi de galeniti ornatmakta ve kısmen bu mineralle reaksiyona girmektedir. Bütün bu fahlerzler kısmen galenit içerisinde kapanım şeklinde, kısmen de kuvars ve piritler arasında izlenmektedir. Bizmut-kurşun-fahlerz ve tennantit genelde kalkopiritlerle kenetli halde bulunmakta, bunları yer yer belirgin bir şekilde ornatmaktadır. Fahlerzler kenar ve köşeleri boyunca eser miktarlarda enarjit-luzunite dönüşmüştür. Bizmut-kurşun-fahlerz (annivit) bazen kalkopirit ayrılımları içermektedir. Bu kalkopirit ayrılımları, bazen de galenit tanecikleri fahlerzlerin zonlu yapılarını ortaya çıkarmışlardır. Ayrıca kalkopiritle mirmekitik büyüme özelliği gösteren fahlerzlerde gözlenmektedir. Tennantit yer yer Bi- Pb fahlerzleri belirgin şekilde damarcıklar şeklinde kesmektedir. Fahlerzlerin yüzeysel ayrışmaları Sb-As-oker ve kalkosin-kovellin gibi ikincil mineraller oluşmuştur. Galenit içerisinde çok ufak yuvarlağımsı veya çubukçuklar
66 Ahmet ÇAĞATAY ve İbrahim ÇOPUROĞLU ve iskeletçikler şeklinde Ag bakımından zengin fahlerz tanecikleri bulunmaktadır. Bu ufak frayberjit taneleri bazen galenit içerisinde topluluklar oluşturmaktadır. Bizmut-kurşun-fahlerzlerin parçalanmaları sonucu yer yer eser miktarlarda bizmutin, vittişenit, klaprotit, emplektit gibi bizmut mineralleri ve ikincil galenit oluşmuştur (Levha I, şek. a ve b; Levha II, şek.a). Bizmut-fahlerzlerin benzer minerallere parçalanması ve bölünmesi Ramdohr (1975) tarafından da gözlenmiştir. Aikinit. Genelde galenit içerisinde kalkopirit, Bi-fahlerz ve klaprotit gibi minerallerle kenetli şekilde ve az miktarda izlenmektedir. Çoğunlukla yüz mikronun altında, öz ve yan öz şekilli ufak çubukçuklar şeklinde, aynca öz şekilsiz tane yığışımlarından oluşan aikinit kristalleri gözlenmektedir. Kalkopirit, galenit ve klaprotitle birlikte yer yer mirmekitik yapıda büyümüşlerdir. Aynca bu aikinitler içerisinde bizmut-kurşun-fahlerz, kalkopirit ve pirit tanecikleri izlenmektedir. Bazen galenit içerisine dağılan aikinit tanecikleri fahlerz içine doğru devam etmekte, bazen de bizmut-kurşun-fahlerz damarcıkları tarafından kesilmektedir. Aikinit kristalleri yüzeysel ayrışma sonucu yer yer kovellin, serüsit ve bizmutinite dönüşmüştür. Nabit-altın ve elektrum. Çoğunlukla galenit veya galenitlerin dilinim boşlukları içerisinde, aynca yer yer galenit kristalleri arasında izlenmektedir (Levha I, şek. b,c ve d). Altın tanelerinin rengi içerdiği gümüş miktarına göre sandan, sarımsı-beyaza doğru değişmektedir. Ayrıca fahlerz, kuvars ve piritlerin ara ve çatlaklarında çok ufak nabit-altın ve elektrum tanecikleri gözlenmiştir. Nabit-gümüş. Fahlerz çatlaklarında, ancak çok seyrek ince saçak şeklinde nabit-gümüş kristallerinden oluşan damarcıklar izlenmektedir. Kalkopirit. Az miktarda kısmen fahlerz ve sfalerit içinde ayrılım ve kapanım, kısmen de galenit içerisinde kapanımlar şeklinde bulunmaktadır. Kalkopirit çatlakları boyunca galenit tarafından ornatılmıştır. Ayrıca piritler içerisinde sokulum şeklinde yerleşmiş kalkopirit tanecikleri de görülmektedir (Levha I, şek.a; Levha II, şek.b). Burnonit-bulanjerit. Fahlerz-galenit veya bazen de bu ikiliyle kalkopiritin üçlü dokanak oluşturduğu kesimlerde veya bu minerallerin çatlaklarında reaksiyon mineralleri şeklinde çok az miktarlarda izlenmektedir. Genellikle burnonit taneleri ufak ve yuvarlağımsı, bulanjerit kristalleri ise çubukçuklar şeklinde, bazen ayrı ayrı kesimlerde, bazen de iç içe, yan yana birlikte bulunmaktadırlar. Enarjit-luzunit. Eser miktarda ve genellikle fahlerz ve kalkopirit tanelerini kenar ve köşeleri boyunca ornatarak oluşmuşlardır. Bazen de fahlerz tarafından kenarları boyunca ornatılmış şekilde fahlerz içerisinde kapanımlar oluşturmaktadır. Aynca ikiz lamelleri boyunca fahlerz tarafından ornatılan enarjit-luzunit kristallerine rastlanmaktadır. Enarjit-luzunit mineralleri yüzeysel ayrışmalar sonucu yer yer kovellin+ kalkosin + As-Sb-okere dönüşmüşlerdir. Bornit. Genellikle çok az ufak tanecikler şeklinde sfalerit ve galenit içerisinde izlenmektedir. Yer yer kalkopiriti ornatarak oluştuğu belirgin şekilde gözlenmektedir. Çoğunlukla kalkopirit ve fahlerzle kenetli şekilde bulunan bornit, kalkopiritler içerisinde ayrılımlar da oluşturmaktadır. Pirit içerisine sokulum yapan ufak bornit taneleri de izlenmektedir. Bornit yüzeysel ayrışma sonucu yer yer kalkosin+ kovellin+ limonite dönüşmüştür. Mavsonit. Eser miktarda çok ufak tanecikler şeklinde, galenit, kalkopirit ve fahlerz içerisinde, yer yer de luzunit ve kalkopiritlerle kenetli halde izlenmektedir. Bu mineral bornite benzemekle birlikte, yüksek anizotropi özelliğinden dolayı kolayı kolaylıkla tanınmaktadır. Klaprotit. Eser miktarda, diğer bizmut mineralleriyle birlikte, galenit içerisinde izlenmektedir (Levha I, şek.a). Çok ufak çubukçuk ve prizma kesitli kristaller şeklinde izlenen klaprotit, aikinitle mirmekitik büyüme göstermektedir. Klaprotit içinde yer yer bizmut-fahlerz kapanımları da bulunmaktadır. Galenit-klaprotit dokana-
GÜMÜŞHANE KURŞUN-ÇİNKO YATAKLARININ MİNERALOJİSİ 67 ğında yer yer eser miktarlarda nabit-bizmut ve galenobizmutin izlenmektedir. Bu mineraller kendi aralarında ve klaprotitle bazen mirmekitik dokulu büyümektedir. Galenobizmutin. Eser miktarda bizmut-fahlerz içerisinde çok ufak tane ve iğne topluluktan şeklinde izlenmektedir. Ayrıca yer yer de galenitin dilinim ve çatlakları boyunca onu ornatmıştır. Bu durumda kalsit ve kuvars damarları içerisinde mikro çubukçuklar şeklinde bulunmaktadır. Hessit. Genelde fahlerzler içerisinde ve 25-30 mikron büyüklükte öz şekilsiz, saçaklı taneler şeklinde izlenmektedir. Yer yer hessit çok ufak elektrum, altait ve tetradimit gibi minerallerin kapanımlannı içermekte veya bu minerallerle kenetli şekilde izlenmektedir. Arsenopirit. Galenit içerisinde eser miktarda çok ufak öz şekilli kristaller şeklinde gözlenmektedir. Arsenopirit sülfitli mineraller içerisinde en yaşlı olanlarındandır. Emplektit. Genellikle bizmut-kurşun-fahlerzlerin parçalanması bölünmesi sonucu oluşan emplektit, bizmut-kurşun-fahlerz, klaprotit, bizmutinit ve nabit-bizmut ile birlikte eser miktarda, çok ufak tanecikler şeklinde izlenmektedir. Bu minerallerle birlikte galenit içerisinde izlenen emplektit, yer yer de aikinit ve klaprotit ile mirmekitik dokulu büyüme göstermektedir. Vittişenit. Diğer bizmut-sülfotuzları gibi eser miktarda, genellikle bunlardan klaprotit ve emplektit ile birlikte kenetli şekilde izlenmektedir. Vittişenit de diğer bizmut-sülfotuzları gibi bizmut-kurşun-fahlerzlerin kısmen veya tamamen parçalanması sonucu oluşmuştur (Levha II, şek.a). Altait. Genellikle galenit içerisinde çok ufak, öz, yan öz şekilli tanecikler şeklinde izlenmektedir. Bazı altait taneleri diğer tellür bileşikli minerallerle kenetlidir. Tetradimit.- Çok ufak çubukçuklar şeklinde, eser miktarda ve diğer bizmut-sülfotuzları ile birlikte galenit içerisinde izlenmekte ve yer yer galenobizmutine eşlik etmektedir. Pirotin. öz şekilli piritler içerisinde kalkopirit, bornit, galenit, sfalerit, fahlerz gibi ufak tanecikler şeklinde izlenmektedir. Pirit içerisindeki bu minerallerden pirotin kapanım, diğerleri ise sokulum şeklinde yerleşmişlerdir. Rutil-anatas. Metasomatik ornatma sonucu yan kayaç konumundaki kireçtaşından alınmıştır. Ufak, öz, yarı öz şekilli, yer yer de kristal toplulukları halinde izlenmektedir. Diğer tüm sülfitli ve gang mineralleri içerisinde kapanım oluşturan rutil-anatas, aynı zamanda da mineraller tarafından ornatılmıştır. Yer yer belirgin kataklastik yapı gösteren rutil-anatasın çatlakları diğer sülfitli mineraller tarafından doldurulmuştur. Rutil kristallerinin bazıları basınç, bazıları ise dirsek ikizlenmesi göstermektedir. Bunlardan başka çok az rutil tanesi ise çubukçukiğnecik şeklinde oluşmuştur. Cevherde gözlenen rutil-anatas kristal ve kristal topluluklarının benzerleri, cevherlerin yan kayacı olan kireçtaşları içerisinde de görülmektedir. Zirkon. Eser miktarda, 25-30 mikronluk öz şekilli, bazen de yuvarlağımsı kristaller şeklinde, kuvars ve galenitler içerisinde izlenmektedir. Zirkon da rutil-anatas gibi yan kayaç konumundaki kireçtaşlarından alınmıştır. Titanit. Eser miktarda, çok ufak, öz şekilli kristaller şeklinde kuvars, kalsit ve galenit içerisinde izlenmektedir. Titanit kireçtaşı içerisine taşınan detritik minerallerdendir. Cevherleşme sonucu metasomatik ornatma sonucu van kayaçtan alınmış minerallerden biridir. Grafit. - Kalsit, dolomit, kuvars gibi gang mineralleriyle galenit içerisinde çok ufak kristal veya kristal toplulukları şeklinde, eser miktarda izlenmektedir. Grafit hekzegonal levha şeklindeki kristallerin bir doğrultuda ke-
68 Ahmet ÇAĞATAY ve İbrahim ÇOPUROĞLU silmesi sonucu çubukçuklar şeklinde gözlenmektedirler. Grafit yan kayaç konumundaki kireçtaşlarından alınmış veya kireçtaşlarının içerisinde bulunan kömür parçalarının cevherleşme sonucu yer yer grafitleşmesi sonucu oluşmuştur. Kömür. Cevherin gang mineralleri içerisinde ve aralarında ufak parçacıklar şeklinde, eser miktarda izlenmektedir. Benzer kömür parçaları cevherin yan kayacı olan bitümlü kireçtaşları içerisinde de görülmektedir. Kalkosin-kovellin. Genellikle bakır içeren minerallerden kalkopirit, bornit, fahlerz, enarjit-luzunit gibi minerallerin yüzeysel ayrışmaları sonucu oluşmuşlardır. Birlikte izlenen kalkosin ve kovellinden ikincisi, yani kovellin kalkosini bazen belirgin bir şekilde ornatmaktadır. Az miktarda izlenen bu minerallerden kovellin, kalkosinden daha fazla miktarda gözlenmektedir. Her iki mineralde çoğunlukla limonit ve As-Sb okerler gibi diğer ikincil minerallerle birlikte ornattıkları birincil minerallerin çevrelerinde bulunmaktadırlar. Limonit. Az miktarda pirit, kalkopirit, bornit gibi demir içeren minerallerin yüzeysel ayrışmaları sonucu oluşmuştur. Yer yer götit ve lepidokrosit modifikasyonları yan yana iç içe büyümüş şekilde birlikte izlenmektedir. Birincil minerallerin psödomorfu şeklinde gözlenen limonitler yer yer de çatlak ve boşlukları doldurmuş şekilde bulunmaktadır. Arsenik-antimon-oker. Fahlerz, enarjit-luzunit ve aikinit gibi minerallerin ayrışmaları sonucu oluşmuşlardır. Eser miktarda da izlenen bu okerler yanında bir miktar da kovellin açığa çıkmıştır. Anglezit-serüsit. Galenitin kenar, dilinim ve çatlakları boyunca yer yer yüzeysel ayrışmalar ve bozuşmalar sonucu oluşmuşlardır. Az miktarda izlenen bu minerallerden anglezit ilk önce oluşmuş ve daha sonra kısmen, bazen tamamen serüsite dönüşmüştür. Her iki minerallerin içerisinde de galenit artıkları ve kovellin tane yığışımları gözlenmektedir. Bu mineraller galenitin kenarlarından içeri doğru konsantrik kabuklu, böbreğimsi dokular göstererek oluşmuşlardır. Simitsonit. Eser miktarda yer yer sfaleriti ornatarak oluşmuştur. Kenar dilinim ve kataklastik çatlakları boyunca simitsonite sfalerit taneleri çoğunlukla artık şeklinde izlenmektedir. Simitsonite dönüşme sırasında sfalerit içerisindeki kalkopirit ve bornit ayrılım ve kapanımları da kovellin ve limonite dönüşmüştür. Malakit-azürit. Kalkopirit, fahlerz ve enarjit-luzunit gibi bakır minerallerinden yüzeysel ayrışmaları sonucu oluşmuşlardır. Numunelerin çatlak ve boşluklarında gelişmiş, yer yer çok güzel radyal-ışınsal kristal toplulukları şeklinde bulunmaktadırlar. Psilomelan-pirolüsit. Çok az miktarda izlenen bu mineraller, siderit-ankerit kristallerinin yüzeysel ayrışmaları sonucu oluşmuşlardır. Bu mineraller yer yer siderit-ankeritlerin kenar ve dilinimleri boyunca psödomorf şekilde ornatmaktadır. Bazen de bu minerallerin çatlak ve boşluklarını doldurmaktadırlar. Gang mineralleri Kuvars öz, yan öz şekilli ve ufak kristallidir. Çok sık rastlanan kuvars bazen galenit içerisinde öz şekilli kristaller oluşturmaktadır. Yer yer de kuvars cevher mineralleri kesen damarcıklar şeklinde görülmektedir. Bu durumdaki kuvarslar öz şekilsiz ve kenetli kristaller oluşturmaktadır. Kuvars, cevherleşme süresince ortama gelen eriyiklerden oluşan değişik yaşlardaki bir gang mineralidir. Kalsit-dolomit. Ufak, öz, yani rombusal fakat çoğunlukla yan öz şekillidir. Öncelikle dolomit kristalleri güzel rombusal kristallidir. Kalsit damarları bazen cevher minerallerini kesen ince damarcıklar oluşturmaktadır. Bazen de bu mineraller kuvars kristallerinin arasını dolduran hamur şeklinde izlenmektedir.
GÜMÜŞHANE KURŞUN-ÇİNKO YATAKLARININ MİNERALOJİSİ 69 Barit. Yer yer az miktarda izlenen gang minerallerinden biridir. Genellikle öz şekilli çubukçuklar şeklinde olan barit kristallerinin arası karbonat, kuvars ve galenit tarafından doldurulmuştur. Barit kristalleri çoğunlukla ufak tanelidir. Siderit-ankerit. Çok az miktarda, ufak rombusal kristaller şeklinde izlenmektedir. Kenar ve dilinimleri boyunca kısmen, bazen de tamamen yüzeysel ayrışma sonucu limonit + psilomelan + pirolüsite dönüşmüşlerdir. Klorit-serisit. Çok az miktarda, genellikle kuvarslar arasında çok ufak kristal tane yığışımları şeklinde izlenmektedir. Ayrıca yer yer tane yığışımları şeklinde topluluklar oluşmakta ve cevher minerallerinin arasında da bulunmaktadır. Kimyasal analizler Gümüşhane kurşun-çinko yatağında değişik zamanlarda değişik yer bilimciler tarafından yaptırılan kimyasal analizlerin bir kısmı Çizelge l de verilmiştir. Bu çizelgede görüldüğü gibi, bazı örneklerin analizlerinde gümüş ve altın değerleri oldukça yüksek çıkmaktadır. Her ne kadar eski çalışmalarda (Ölsner, 1935; Dandria, 1940) gümüşün fahlerz ve nabit-gümüşe bağlı olduğuna değinilmekte ise de, yazarlar tarafından yapılan mikroskobik çalışmalar sonucu nabit-gümüşe çok seyrek olarak rastlanmıştır. SONUÇ VE ÖNERİLER Gümüşhane gümüş-altın içerikli kurşun-çinko cevherleşmeleri yörenin Paleozoyik-Eosen zaman aralığında oluşan tüm magmatik ve tortul kayaçların içerisinde izlenmektedir. Hidrotermal eriyikler çoğunlukla tektonik fay ve kırık sistemlerini seçerek yataklar oluşturmaktadır. Ekonomik bakımdan önemli Hazine Mağara ve Kırkpavili gibi yataklar üst Kretase yaşlı kireçtaşları içerisinde faylar boyunca bu kayaçları metasomatik şeklinde ornatarak gelişmişlerdir. Cevherleşme büyük bir olasılıkla Tersiyer yaşh granitoyidlerle yakından ilişkilidir. Gümüşhane cevher yataklarını oluşturan cevher mineralleri arasında jeolojik termometre olabilecek ve böylelikle yatağın oluşum sıcaklığını belirleyen herhangi bir mineral bulunmamaktadır. Ancak cevheri oluşturan mineral parajenez ve bunların kendi aralarındaki yapı, doku özellikleri Gümüşhane kurşun-çinko yataklarının mesotermal safhada oluştuklarını göstermektedir. Hazine Mağara ve Kırkpavili yatakları paşalarından alınan cevher örneklerinin mikroskopla incelenmesi sonucu, oluşum bakımından fark üç ayrı türde mineral topluluğu tayin edilmiştir: 1- Rutil, anatas, zirkon, titanit, grafit, serisit, klorit ayrıca pirit ve kuvarsın çok az bir kısmı ve amorf kömür parçaları yan kayaç konumundaki kireçtaşından alınmıştır. Bu kireçtaşlarının mikroskobik incelemeleri sonucu, yukarıda belirtilen minerallerin benzer şekil ve büyüklükte yan kayaç içerisinde de bulundukları görülmüştür. 2- Piritin çok büyük bir kısmı, galenit, sfalerit, fahlerz, aikinit, nabit-altın, elektrum, nabit-gümüş, kalkopirit, burnonit, bulanjerit, enarjit, luzunit, bornit, mavsonit, klaprotit, galenobizmutin, hessit, arsenopirit, emplektit, vittişenit, altait, tetradimit, pirotin, kuvarsın büyük bir kısmı, kalsit, dolomit, barit, siderit ve ankerit mineralleri hidrotermal eriyikler tarafından oluşturulmuştur. 3- Kalkosin, kovellin, limonit, arsenik-antimon oker, anglezit, serüsit, simitsonit, malakit, azürit, pirolüsit ve psilomelan cevherleşmeyi oluşturan birincil minerallerin yüzeysel ayrışma-bozuşma sonucu oluşmuş ikincil minerallerdir. Burada daha çok hidrotermal eriyikler tarafından oluşturulan cevher mineralleri önemlidir. Bu çalışma ile bugüne kadar Gümüşhane yataklarındaki cevher parajenezine ait olup, bilinmeyen çok sayıda bizmut ve tellür mi-
70 Ahmet ÇAĞATAY ve İbrahim ÇOPUROĞLU neralleri saptanmıştır. Bunlar aikinit, bizmut-kurşun fahlerz (annivit), tetradimit, vittişenit, emplektit, klaprotit, nabit-bizmut ve hessittir. Hessit aynı zamanda önemli bir gümüş mineralidir. Bu minerallerin hemen hepsi tane irilikleri, yapı ve doku özellikleri bakımından Doğu Karadeniz Bölgesi masif ve Stokvork tipi yataklarında da izlenmektedir (Çağatay, 1979; Arman ve Altun, 1983; Altun, 1984; özgür ve diğerleri, 1989). Gümüşhane yataklarında bizmut-tellür mineralleri daha çok galenit, Doğu Karadeniz yataklarında ise kalkopirit içerisinde bulunmaktadır. Gümüşhane yataklarına* ait cevher minerallerinin, yukarıda belirtilen bizmut-tellür mineralleri içeriği önceki çalışmacılar tarafından bilinmediği için, yapılan kimyasal analizlerde bizmut ve tellür analizleri yaptırılmamıştır. Cevherin gümüş içeriğinin büyük bir kısmı fahlerzin kristal strüktüründe izomorf şekilde bulunmaktadır. Eğer kimyasal analizlerde gümüşle birlikte bakır, arsenik ve antimon analizleri de yaptırılsaydı, bu bağımsızlılık doğru orantılı şekilde ortaya çıkardı. Cevherin gümüş içeriği fahlerz yanında daha az miktarda hessit, elektrum ve nabitgümüşten kaynaklanmaktadır. Cevherin altın içeriğinin kaynak mineralleri nabit-altın ve elektrumdur. Aynca cevher içerisinde çok az miktarda da kalay içerikli mavsonit izlenmektedir. Bu inceleme ışığı altında, bundan sonra Gümüşhane kurşun-çinko yataklarından alınacak örneklerin Pb, Zn, Cu, Ag, Au yanında Bi, Te, As, Sb ve Sn analizlerinin de yaptırılması gerekir. Yazarlar yörede öncelikle kireçtaşlan içerisindeki Hazine Mağara ve Kırkpavili yatakları benzeri yeni örtülü yatakların bulunabileceğine inanmaktadırlar. Bu tip yataklar kireçtaşlarını kesen faylar boyunca aranmalıdır. KATKI BELİRTME Gümüşhane yataklarından numune alımında Sn.Temel Nebioğlu ve Doğu Karadeniz Bölgesi MTA elemanları yardımcı olmuşlardır. Kendilerine teşekkür borçluyuz. Yayına verildiği tarih, 4 Ocak 1990 DEĞİNİLEN BELGELER Altun, Y., 1984, Giresun-Görele ve Tirebolu (Doğu Karadeniz) yöresindeki renkli metal yataklarının karşılaştırmalı mineralojileri ve kökenleri: İstanbul Üniv. Fen Bilimleri Enst. Doktora tezi, 136 s. (yayımlanmamış), İstanbul. Arman, M.B. ve Altun, Y., 1983, Artvin-Murgul anayatakta izlenen Selenyum-tellur mineralleri üzerinde bir çalışma: MTA Derg. 99/100, 84-90, Ankara. Bosch, L.; Giles, D.;Grys, A.;Hirayama, K,; Kuijpers, E.; Lumiaha, K.; Nair, M.;Talic, S. ve Thoarnout, F., 1974, Merzifon-İspir sahası jeokimyasal anomalilerinin detay etüdü: Birleşmiş Milletler Rap. IV,Nevv York. Çağatay, A., 1979, Maden mikroskopisi: Jeoloji Mühendisleri Odası Yayl 2, 725, Ankara. Çınar, S.; Türk, O.; Er, M.; Güç, A.; Musaoğlu, A.Gümüşel, A.;Özdemir, M. ve Kurtoğlu, T., 1983, Gümüşhane ili ve güneybatı yöresinin l: 25 000 ölçekli jeolojisi ile maden zuhurlarına ilişkin rapor: MTA Rap., 1982 (yayımlanmamış), Ankara. Çoğulu, E., 1970, Gümüşhane ve Rize granitik plutonlarının mukayeseli petrolojik ve jeokrometrik etüdü: İTÜ Maden Fak., Doçentlik tezi (yayımlanmamış), İstanbul. Dandria, I., 1940, Gümüşhane kurşun yatağı hakkında muhtıra: MTA Rap., 999 (yayımlanmamış), Ankara. Erbayar, M. ve ödevci, İ., 1979, Gümüşhane-Eski Gümüşhane Cu, Pb, Zn, Ag cevherleşmeleri hakkında rapor: MTA Rap., 2833 (yayımlanmamış), Ankara.
GÜMÜŞHANE KURŞUN-ÇİNKO YATAKLARININ MİNERALOJİSİ 71 Güner, S.; Er, M.; Gümüşel, A. ve Boğuşlu, M., 1985, Gümüşhane Eski Gümüşhane yöresindeki cevherleşmelere ait jeoloji raporu: MTA Rap., 230, 525 (yayımlanmamış), Ankara. Gysin, M., 1938, Yazında yapılan jeoloji ve maden etütlerinin neticeleri hakkında iptidai rapor: MTA Rap., 703, 24-26 (yayımlanmamış), Ankara. Kamitani, M.; Candeğer, O.; Van, A. ve Yılmaz, S., 1977, Gümüşhane madeni ile Bayburt Helva madeni üstüne ön rapor: MTA Rap., 1520 (yayımlanmamış), Ankara. Ketin, İ., 1966, Anadolu'nun tektonik birlikleri: MTA Derg. 66, 20-34, Ankara. Kovenko, V., 1937, Gümüşhane madeni hakkında rapor: MTA Rap., 399 (yayımlanmamış), Ankara. Kraus, A., 1889, Gümüşhane madenleri: MTA Rap., 410(yayımlanmamış), Ankara. Milliyet Gazetesi, 1982, İller ansiklopedisi: Milliyet gazetesi yayınlarından. Ölsner, O., 1935, Gümüşhane Vilayetinin maden yataklarına ait rapor: MTA Rap., 408 (yayımlanmamış), Ankara. özgür, N.; Siegman, E. ve Willgallis, A., 1989, Murgul bakır yatağında Se ve Te içeren sülfürlü cevher minerallerine ilişkin mikrosonde çalışması: 43.Türkiye Jeol.Kurultayı Bildiri özetleri, s.9, Ankara. Öztunalı, Ö., 1983, Türkiye kurşun-çinko yataklan ve madenciliği: Türkiye Jeol.Kur.Yayl., Ankara. Pejatovic, S. ve Vuyanovic, V., 1970, Türkiye Karadeniz sahil metalojenik zonu piritik ve skarn cevheri zuhurlarının kıymetlendirilmesi: MTA Rap., 952, 119-122 (yayımlanmamış), Ankara. Ramdohr, P., 1975, Die Erzmineralien und ihre Verwachsungen: 4.Auflage, Akademie-Verlag, Berlin. Schumacher, F., 1937, Keban-Bolkardağ-Gümüşhane kurşun-çinko zuhurlarına ait rapor ve hulasa: MTA Rap., 402, 19-21 (yayımlanmamış), Ankara. Yılmaz, Y., 1976, Geology of the Gümüşhane granite (Petrography):İstanbul Üniv. Fen Fak.Mec.Seri B, 39 (3-4),157-172, İstanbul.
LEVHALAR
LEVHA-I Gümüşhane cevher yatağının mineral parajenezi. Şek.a- Galenit içerisinde tennantit-tetrahedrit (Fahl. I), Galenit içerisinde Pb-Bi-Fahlerz (Fahl. II), Galenit içerisinde kalkopirit (Kalp.), Galenit içerisinde emplektit (Empl.). Gang mineralleri (GM.), dilinim boşlukları (Boşl.). Şek.b- Galenit içerisinde nabit-altın (Au), Galenit içerisinde tennantit-tetrahedrit (Fahl. I). Şek.c Galenit içerisinde elektrum (Elk.), dilinim boşluğu (Boşl.). Şek.d- Galenit içerisinde elektrum (Elk.), dilinim boşluğu (Boşl.)
Ahmet ÇAĞATAY ve İbrahim ÇOPUROĞLU LEVHA-I
LEVHA-II Gümüşhane cevher yatağının mineral parajenezi. Şek.a Galenit içerisinde klaprotit (klp.), Galenit içerisinde emplektit (Empl.), Galenit içerisinde vittişenit (Vitş.), Galenit içerisinde Pb-Bi-fahlerz ( Fahl. II). Şek.b Galenit içerisinde tennantit-tetrahedrit (Fahl. I) ve Galenit içerisinde Pb-Bi-fahlerz (Fahl. II), Galenit içerisinde kalkopirit (Kalp.), Galenit içerisinde sfalerit (sf).
Ahmet ÇAĞATAY ve İbrahim ÇOPUROĞLU LEVHA-II