Ore genetic study of the Gadabay gold-copper deposit, Azerbaijan
Gedebey altın-bakır yatağı (Azerbaycan)'nın cevher jenez çalışması
- Tez No: 650377
- Danışmanlar: PROF. DR. EMİN ÇİFTÇİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
Gedebey altın-bakır yatağı, Azerbaycan'ın önemli cevher üreten yataklarından biridir ve Kafkasya Orojenik Kuşağı'nın bir parçası olan Küçük Kafkasya'da, Tetis metalojenik kuşağı içerisinde yer almaktadır. Küçük Kafkaslar'ın jeolojik evriminde Jura'dan Kretase'ye kaydedilen çarpışma ve çarpma süreçleriyle ilişkili magmatizma, bu bölgede yataklarının oluşumunda ana faktördür. Çeşitli jeolojik ortamlardan dolayı Küçük Kafkasya'da hem baz, hem de değerli metal yatakları bulunmaktadır. Ek olarak metalik olmayan ekonomik açıdan faydalı endüstriyel hammadde yatakları da mevcuttur. Gedebey yatağı Küçük Kafkasyanın Lök-Garabağ formasyonunda Gedebey maden bölgesinde bulunmaktadır. Bu bölgede Gedebey altın-bakır yatağı ile aynı zamanda Goşa ve yeni keşfedilen ve ekonomik olarak üretime uygun ve açık işletme ile işletilen Uğur ve yeraltı işletmesi ile çalıştırılan Gadir yatakları da vardır. Bu yataklar dışında ekonomik açıdan daha az faydalı Bittibulag, Novogorelovka, Garadağ, Harhar, Caygir, Maarif, Gızılca yatakları mevcuttur. Türüne göre Garadağ, Harhar ve Caygir yatakları porfiri-bakır, Bittibulag, Novogorelovka ve Gadir yatakları ise düşük-yüksek sülfidasyonlu yataklardır. Gedebey altın-bakır yatağı, Azerbaycanın batısında Gedebey ilçesinin merkezine çok yakın bulunmakta ve 19. yüzyıldan önce Mekhor Kardeşler, ardından Alman Siemens Bros Şirketi ve şu anda Gadir ve Uğur yatakları da dahil olmak üzere Azerbaycan Uluslararası Maden Şirketi (AIMC) tarafından işletilmektedir. Bilimsel araştırma için saha araştırmaları, XRD, petrografik, EPMA, sıvı kapanım ve duraylı izotop analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizler için örnekler hem açık sahadan hem de sondajlardan alınmıştır. XRD, pertografik ve sıvı kapanım analizleri İTÜ Jeoloji Bölümü laboratuvarlarında, EPMA analizi Ankara Üniversitesinde ve izotop analizleri ise Georgia Üniversitesi (ABD)'nde yapılmıştır. Saha gözlemlerine göre yatak, Yoğundağ'tan Misdağ'a, volkanojenik-sedimenter ve andezit tüf ve kumtaşlarından; Misdağ'dan kuzey doğuya, andezit lav ve kuvars porfir veya riyolit porfir; doğuya doğru, intrüsifler - kuvars diyorit ve granodiyoritler, taze diyoritlerin yerine geçen kayaçlardan oluşmaktadır. Aktif maden çalışmaları 1787.5 m yükseklikde yerleşmiş koni biçimli Misdağ dağında açık işletme madencilik yöntemi ile yürütülmektedir. Yatağın oluşumunda Üst Jura magmatizmasının önemli rolü olmuştur. Bu magmatizmadan dolayı maden sahasında çoğunlukla Orta Jurassik yaşlı kayaçlara rastlanmaktadır. Stratigrafik olarak Bajocian, Batoiyen, Kimmeridciyen-Tithoniyen ve Üst Kuaternerin riyolit-dasit, kuvarsit, andezit, diyabaz, kuvars-diyorit, diyorit-siyenit, kumtaşı ve tüfler mevcuttur. Bajocian ve Batoiyen kayaları en yaygın gözlenen litolojilerdir. Üst Kuvaterner'in sedimenter kayaları ise nadiren gözlenmektedir. XRD verilerine göre, üç ana alterasyon tipi ayırt edilmiştir: (1) propilitik - kuvars, Ca-ca zengin albit, klinoklor (klorit), montmorillonit ve piyemontit (epidot) ile karakterizedir; (2) arjillik – çoğunlukla kil mineralleri, muskovit ve kuvarsla kakterizedir; (3) serisitik (fillik) - muskovit ve kuvarsla karakterizedir. Arjillik alterasyon yayılma alanı diğerlerinden daha geniştir. Belirtlenen alterasyonlara ilaveten silisleşme ve serisitleşme noktaları da tespit edilmiştir. Propilitik alterasyon, Fe ve Mg'ca zengin hidrotermal akışkanların mika veya amfibolleri altere etmesi ile oluşmuş olmalıdır. Yatağın merkezi kısmında yayılım gösteren arjilik alterasyon ise yoğun H+ metazomatizmasından dolayı (100-300℃) oluşmuş olmalıdır. Serisitik alterasyon asidik akışkanların neden olduğu bir değişimdir ve esasen kuvars, beyaz mika (muskovit), pirit ve bir miktar kalkopirit oluşturmak için H+, OH-, K ve S varlığında feldispatların destabilize olmasından kaynaklanır ve genellikle Ca ve Na kayıpları ile sonuçlanır. Bu olayı ya K-kazancı ya da kaybı takip eder. Genellikle yatakta alterasyon çok yaygın olup, altere olmamış kaya neredeyse hiç bulunmamaktadır. Madende arjilik ve serisitik alterasyonunun sınırı da belirlemek sınırlı örnek sayısı nedeni ile belirlenememiştir. Bu yüzden yatak için önerilmiş alterasyon modeli ve alterasyon haritası şematik olarak çizilmiştir. Sülfid mineralleri, karakteristik ornatım dokuları ile bol miktarda bulunmaktadır. Pirit, kalkopirit, sfalerit ve galen yaygın cevher mineralleridir. Bunların yanında kalkopirit hastalığı dokusu ve okidasyonun etkisinden oluşmuş kovellit, götit, dijenit ve kalkozit mineralleri de tespit edilmiştir. Magnetitin kayacın birincil mineral parajenezinde olduğu düşünülmektedir. Cevher mineralleri kayacın gözenekleri boyunca yerleşmiştir. Cevher ve gang mineralleri arasındakı ilişkiler gang minerallerinin sonradan oluşduğunu göstermektedir. Detaylı petrografik gözlemlere rağmen örneklerde altın gözlenememiştir. Kantitatif mineral kimyası verisi elde etmek için pertografik olarak incelenen ve sfalerit ve piritle zengin örneklerden EPMA analizi de yapılmıştır. Piritdeki kobaltın orta miktarı (0.16 wt.‰) nikelin orta miktarından (0.02 wt.‰) yüksek olması piritin hirtotermal kökenli olduğunu önerir. Cevher parajenetik sekans yalnızca mikroskopik gözlemlerle tanımlanmıştır. Minerallerin birbiriyle dokanak ilişkileri ve kesen-kesilen ilişkilere göre, dört aşama ayırt edilebilir: Evre-I, Evre-II, Evre-III ve Superjen Evre. İlk üç evrede sırayla pirit, pirrotit, kalkopirit, sfalerit ve galena oluşmuştur. Altın, Evre III'ün sonunda ortaya çıkır. Superjen evrede ise oksidasyonun etkisinden dolayı kovellit ve götit oluşmuştur. Duraylı izotop çalışmaları kükürt ve oksijen izotopları üzerinde yapılmıştır. Pirit ve kalkopirit minerallerinden elde edilmiş kükürt izotop verilerine göre (δ34S=0.5-2.6‰) cevher minerallerinin Ohmoto & Goldhaber'in 1997-ci yılda önerdiği metodla hesaplanmış oluşum sıcaklığı 434℃, yataktakı kükürt H2S-le zengindir ve magmatik kaynaklıdır. Magmatik kükürt ya üst mantodan ya da büyük hacimli derin gömülü ya da çöktürülmüş kabuk malzemesinin homojenleştirilmesinden türetilmelidir. Çözeltideki suyun kökeni izotop çalışmalarındakı temel amaçlardan biridir. Oksijen izotopları bu amaca ulaşmak için kullanılmıştır. Ancak oksijen izotop değerleri cevherle zengin kuvars mineralinden elde edilmişdir. Kuvars için δ18O değerleri 8.15-8.42‰ arasında deyişiyor. Suyun kökenini tayin etmek için bu değerlerin suyun oksijen ve hirojen değerlerine dönüştürülmesi gerekmiştir. Sharp & Kirschner'in 1994 yılında yayınladığı metodu kullanarak su için oksijen ve döteryum verileri hesaplanmışdır. Hesaplanma sırasında sıcaklık olarak sülfür izotoplarından hesaplanmış sıcaklık değil, sıvı kapanımnların orta homojenleşme sıcaklığı kullanılmıştır. Hesaplanmış bu verilere (δOwater=1.71-1.98, δDwater=23.7-25.86) göre çözeltideki suyun kökeni meteorik sulardır. Hidrotermal çözeltinin özellikleri (tuzluluk, yoğunluk) ve olası kaynakları, çözeltinin geçiş yönleri, homojenleşme sıcaklıkları, cevher-gang çökeltme mekanizmalarının (çözeltinin karışması veya kaynaması, soğutma) ve derinlik tayini için sıvı kapanım analizleri yapıldı. Kuvars ve az miktarda kalsit ve sfalerit minerallarından yapılmış örnekler üzerinde aparılmış analiz sonuçlarına göre Gedebey altın-bakır yatağı düşük tuzluluk (çoğunlukla 0.88-8.1wt.%) ve orta homojenleşme sıcaklığı (Th=225-400℃) olan klasik epitermal baz ve değerli yatak ortamını göstermektedir. Homojenleşme sıcaklığının artamsı ile tuzluluğun azalması (ve ya tam tersi) yatağın oluşumu sırasında kaynamaya işaret edir. Sıvı kapanımların mikroskop altındakı gözlemleri de çözeltideki kayanma olayını onaylıyor. Hesaplanmış tuzluluk ve ölçülmüş homojenleşme sıcaklığına göre, Gedebey yatağının oluşum derinliği 1160m, çözeltinin yoğunluğu ≈0.74g/cm3, ve basıncı ise ≈95bar (9.5MPa) olmuştur. Bölgenin metallojenezi ve yatağının sülfür izotop verilerine dayanarak tektonik ortamın yatağın oluşumunda etkisi olduğu söylenile bilir. Pirrotitin varlığı sistemde sülfürün miktarının artmasına işaret ediyor: FeS+S2⇆FeS2. Mikroporb analiz sonuçları ise zamanla pirrotitin miktarının azalmasını gösteriyor. Bu deyişim yatağı oluşturan çözelti için orta sülfirleşme derecesi önerir. Altının Yerin derin katlarından üzeye doğru taşınılması ve depolanması genel olarak nötr ve hafif alkali ortamda olmuştur. Au(HS)2- ise major altın taşıyıcı komplekstir. Gedebey yatağında altının depolanması mekanizması sıvı kapanım analizlerine dayanarak orta sülfidasyonlu yataklarda olduğu gibi tanımlamıştır. Orta sülfidasyonlu yataklarda kaynama, çözelti karışması ve yan kayaçların sülfidasyonu altın depolanmasını etikileyen ana faktördür. Altın bisulfit komplekslerinde Au(HS)2- olarak tanşınıltıkta sıcaklığın düşmesi altının depolanmasını etkilemiyor. Sıvı kapanım analizlerine göre Gedebey yatağınday kayana olmuştur. Bu yüzden kaynama Gedebey yatağında altının depolanmasını kontrol eden ana fatördür. Kaynatma, uçucu madde kaybına (özellikle H2S'de: HS- + H+ ⇆ H2S) ve atık çözeltide pH artımına neden oluyor. Artan pH çözeltide Au(HS)2- gibi taşınılan altının çözülürlülüğünü artırır. Ancak devem eden kaynama altının 4Au(HS)2- + 2H2O + 4H+ ⇆ 4Au0 + 8H2O + O2 reaksionunda gösterildiği gibi depolanmasına neden oluyor. Gedebey altık-bakır yatağının jenetik açıdan sınıflandırılması her zaman tartışılmış konu olmuştur. Daha önce hayata geçirilmiş çalışmalar yatağın hidrotermal könenli olduğunu belirtlemiştir. Son zamanlardakı araştırmalar daha net sınıflandrıma amaçı ile yapılmıştır. Araştırmalar sonunda yatağın hem aşağı hem de yüksek sülfidasyonlu olduğu söylenilmiştir. Bu yüksek lisans tezinin de temel amaçlarından biri adından belirtlendiği gibi yatağın cevher-jenez araştırmasıdır. Tezin son kısmında (Çizgele 8.1) aşağı, orta ve yüksek sülfidasyonlu yatakların özellikleri ile Gedebey yatağının bu araştırmada yapılmış analiz sonuçlarına dayanarak belirtlenen özellikleri karşılaştırıldı. Karşılatırılan özellikler Gedebey altın-bakır yatağı için çoğunlukla orta sülfidasyonlu epitermal yatak tipi önerir. Tezin son kısımında tüm sonuçları göz önünde bulundurarak Gedebey altın-bakır yatağının temel mekalelerde epitermal yataklar için tasvir edilmiş model üzerinde yeri gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
The Gadabay gold-copper deposit is one of the essential ore production deposit of Azerbaijan and located in Lesser Caucasus that part of the Caucasus orogenic belt within Tethyan metallogenic belt. Collison as well as subduction processes recorded in the geologic evolution of Lesser Caucasus. The Jurassic to Cretaceous subduction-related magmatism is the main factor for emplacing this deposit. In this region, there are also other small ore areas, as well as, new discovered economically available Uğur open-pit and Gadir underground deposits very close to the Gadabay. The Gadabay deposit operates from the 19th century, firstly by Mekhor Brothers, followed by the German Siemens Bros Company, and by AIMC at the moment, including the Gadir and the Uğur deposits. In order to research, field trip and four different type of analysis – XRD, petrographic observation, EPMA, fluid inclusion and stable isotope were carried out. Based on the field observation, the deposit consists of, from Yoğundağ to Misdağ, volcanogenic-sedimentary and andesite tuff sandstones; from Misdağ to NE, andesite lava and quartz porphyry or rhyolite porphyry; toward to E, intrusives – quartz diorite and granodiorites that replace to fresh diorites. According to XRD data, three main alteration types were differenced: (1) propylitic – it comprises mainly quartz, Ca-rich albite, clinochlore (chlorite), montmorillonite and piemontite (epidote); (2) argillic – characterized by clay minerals, quartz and muscovite mica; (3) sericitic (phyllic) – with muscovite and quartz. Spreading area of argillic alteration is wider than others. Furthermore, silicification and sericitization were aslo defined in the deposit. Sulphide minerals are abundant with a characteristic replacement texture but gold invisible under the microscope. Paragenetic sequence defined by only microscopic observations. According to mineral assemblages and crosscutting relationships, four stages can be distinguished, namely Stage-I, Stage-II, Stage-III and Supergene Stage. Gold occurs at the end of Stage III. Fluid inclusion studies show the classical epithermal base and precious deposit environment with low salinity (0.88-8.1wt.% NaCl eq.) and intermediate homogenization temperature (Th=225-400℃). According to the petrographic observation of fluid inclusions and negative trend between salinity versus homogenization temperature, recommend that boiling happened during the evolution of the deposit. Sulphur isotope data suggest the igneous source for sulphur and 434℃ mineralization temperature. In turn, igneous sulphur has to be derived either from the upper mantle or from the homogenization of large volumes of deeply buried or subducted crustal material. According to, oxygen isotop values water is meteoric in origin. Geological settings, nature of mineralization, ore mineralogy and hydrothermal alteration forms recommend intermediate sulphidation epithermal deposit type for the Gadabay deposit.
Benzer Tezler
- Pınarbaşı (Kayseri) yöresi kromit yataklarının mineralojik, petrografik ve jenetik incelenmesi
Mineralogical, petrographic, and genetic study of Pinarbasi (Kayseri) chromite deposits
ALPEREN ŞAHİNOĞLU
Doktora
Türkçe
2016
Jeoloji MühendisliğiNiğde ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÇOPUROĞLU
DOÇ. DR. EMİN ÇİFTÇİ
- Kütahya kuzeyindeki hidrotermal alterasyon ve etkinlikleri
Hydrothermal alteration and its effects in the north of Kütahya
GÜLBİN GÜRDAL
- Küplü Dağı (Harmancık) ofiyolit kayalarının incelenmesi ve bu kayalardaki manyezit oluşumunun jenetik etüdü
Başlık çevirisi yok
HALİS MANAV
- Derekütüğün (Bayat-Çorum) civarı nabit bakır cevherleşmelerinin jenetik incelemesi
Genetic investigation of native copper mineralization around derekütüğün (Bayat-Çorum)
BÜŞRA DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN ÇİFTÇİ
- Sivas-Kangal-Çetinkaya-Pınargözü demir yatağının jeolojisi ve jeokimyası
Geology and geochemistry of Sivas-Kangal-Çetinkaya-Pinargözü iron deposit
ABDULLAH ONUR KARAKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Jeoloji MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YURDAL GENÇ