Yolindi (Biga, Çanakkale) Fe-Cu skarn cevherleşmesinin evrimi: Mineralojik, jeokimyasal ve izotopik yaklaşımlar

Abstract

Yolindi bölgesinde Şaroluk granitoyidi ile ilgili daha önce de jeolojik ve petrolojik araştırmalar yapılmıştır. Ancak, Şaroluk granitoyid sokulumunun cevher oluşturma potansiyeline yönelik yapılmış bir çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmayla bölgedeki skarn cevherleşmesi keşfedilerek, prograd evreden retrograd alterasyonlara kadar skarn evriminin aşamaları incelenmekte ve bulgular daha geniş bir jeolojik, mineralojik ve jeokimyasal çerçeve içinde değerlendirilmektedir. Ayrıca yapılan çalışma, Yolindi cevherleşmesinin evrimsel geçmişini bir ada-yayı ortamındaki kalkalkalin magmatik aktivite ile ilişkili olarak değerlendirmekte ve mineral bileşimlerini ve oluşumunu diğer küresel ve bölgesel Fe-Cu skarn yatakları ile karşılaştırmaktadır. Biga Yarımadası'ndaki Yolindi Fe-Cu skarn yatağı, Şaroluk kuvars monzonit sokulumunun fillit, şist, hornfels, mermer içeren Paleozoyik yaşlı Torasan Formasyonu kayaçlarına intrüzyonu ile oluşmuştur. Skarnlaşma sırasında Şaroluk kuvars monzonit sokulumundan gelen magmatik akışkanlar ile Torasan Formasyonu arasındaki reaksiyonlar demir (Fe) ve bakır (Cu) gibi metallerle ilişkili skarn mineralleri meydana getirmiştir. Başlangıçta bu reaksiyonlar, magnetit ve pirit içeren ojit bakımından zengin piroksenler ve andradit garnet gibi prograd skarn mineralleri oluşturmuştur. Sistem soğudukça, bu ilk mineraller retrograd alterasyona uğrayarak epidot, aktinolit ve klorit gibi minerallerin yanı sıra kalkopirit, bornit, ikincil manyetit ve speküler hematit gibi diğer bakır ve demir minerallerinin oluşumuna yol açmıştır. Skarn oluşumu, Torasan Formasyonu ile temas halindeki Şaroluk granitoid intrüzyonu çevresinde konsantrik ve kontak-metamorfik alterasyon modellerini gösteren farklı mineral toplulukları ile endoskarn ve egzoskarn evrelerine (proksimal, intermediate ve distal zonlar) ayrılmaktadır. Kükürt δ34S izotop değerleri endoskarn zonda +0,57 ‰ VCDT pozitif değerlerinden başlayıp, dış zonlara doğru proksimal ve intermediate ekzoskarn zonda -9,44 ‰ VCDT negatif değerlere kadar ulaşmaktadır. Bu değerler, magmatik, sedimanter ve muhtemelen organik madde dahil olmak üzere çok çeşitli kükürt kaynağına işaret etmektedir. Özellikle endoskarn zonda hidrotermal akışkanların δ34S değerleri magmatik-hidrotermal bir kökene işaret etmektedir. Endoskarn ve proksimal bölge hidrotermal akışkanları hafif bir negatif özellik gösterirken, intermediate bölgede ise hidrotermal akışkanların organik açıdan zengin kaynaklardan ve/veya metamorfik sülfür kaynaklarından güçlü şekilde etkilendiği görülmektedir. Kalsitin karbon ve oksijen izotopik bileşimleri (δ13C ve δ18O), mermer örneklerindeki denizel karbonat özelliklerinden (+1.89 ila +2.23‰ VPDB; +21.61 ila +21.73‰ VSMOW), yüksek sıcaklıktaki magmatik akışkanlar ile mermerin çözünerek dekarbonizasyonun etkilerini yansıtan prograd evrede (-6.0 ila +0.09‰ VPDB; +6.22 ila +18.14‰ VSMOW) ve meteorik su ile karışımın etkilerini gösteren retrograd evrede (-3.8 ila -2.25‰ VPDB; +0.94 ila +3.62‰ VSMOW) azalmış değerlere doğru bir ilerleme göstermektedir. Prograd minerallerdeki sıvı kapanım verilerinden elde edilen yüksek sıcaklıklar (412,20°C'ye kadar) ve tuzluluklar (%26,07 NaCl eşdeğerine kadar), kaynama koşulları altında erken skarn oluşumuna (prograd) işaret etmektedir. Buna karşılık, retrograd evrede gözlenen daha soğuk, seyreltik akışkanların meteorik sularla karışımının arttığını ve ana kayalardaki organik malzemelerle etkileşime girdiğini göstermektedir. Bu da çeşitli kaynak ve süreçleri içeren çok yönlü bir kökene işaret etmektedir. Bu çalışmada, Yolindi bölgesindeki Fe-Cu skarn cevherleşmesinin magmatik, metamorfik ve meteorik akışkanlar arasındaki karmaşık etkileşimlerden kaynaklandığı ve skarn cevherleşmesinin bölgesel metalojenisi için etkileri olan dinamik bir cevher oluşturma ortamını yansıttığı sonucuna varılmıştır. Yolindi Fe-Cu Skarn cevherleşmesinin oluşumunu dört ana aşama etkilemiştir: metamorfik-bimetasomatik, prograd evre, retrograd evre ve ilerleyen süreçte, metasomatizma sonrası bir süperjen evre olan ayrışma ve oksidasyon evresi tanımlanmıştır. Andradit-grossular geçişi gibi mineralojik değişimler, meteorik akışkanların eklenmesine bağlı olarak değişen hidrotermal akışkan bileşimlerini ve özelliklerini yansıtmaktadır. Yolindi Fe-Cu Skarn cevherleşmesinin mineral bileşimleri, Dünya'da bilinen skarn yatakları ve Türkiye'deki skarn yatakları (örneğin, Ayazmant Fe-Cu ve Evciler Cu-Au skarn yatakları) ile uyumludur. Yolindi Fe-Cu Skarn cevherleşmesi, magmatik kökenli cevher içeren akışkanlarla ilişkili olarak ada yayı ortamında gelişmiştir.