İvrindi (Balıkesir KB Türkiye) bölgesindeki Pb-Zn cevherleşmelerinin jeolojik ve jeokimyasal özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu tez, Türkiye'nin Kuzeybatısında yer alan Balıkesir'in İvrindi bölgesindeki Pb-Zn mineralizasyonunun jeolojik özelliklerini değerlendirmektedir. Yüzeye çıkan kayaların petrografik özellikleri, mineralizasyonun oluşumu, ana kaya ile ilişkisi, mineralojik ve kimyasal bileşimi ile yapısal ve dokusal özellikler üzerinde durulmaktadır. Çalışma alanı, çoğunlukla Alt Triyas Karakaya Kompleksi kayaları, Alt Miyosen Şapçı Formasyonu, Yürekli Dasiti ve Soma Formasyonu'ndan oluşmaktadır. Bölgedeki Karakaya Kompleksi, metakonglomera, metakumtaşı, metakiltaşı, kumlu kireçtaşı, kumtaşı, aglomera, metavolkanikler ve farklı boyutlardaki Permiyen kireçtaşı bloklarından oluşmaktadır. Bu birimler, Alt Miyosen Şapçı Formasyonu ve Yürekli Dasiti tarafından örtülmüştür. Şapçı Formasyonu, andezitler ve bunların tüf ve piroklastik kayalarından oluşurken, Yürekli Dasiti, asidik bileşimli lav ve piroklastiklerden oluşmaktadır. Alt Miyosen Soma Formasyonu, tüm bu kaya birimlerini uyumsuz olarak örter ve marn, silttaşı, kumtaşı ve kireçtaşı ile ardalanmalarından oluşmaktadır.. Tez, Pb-Zn mineralizasyonunun Şapçı Formasyonu'ndaki tüfler ve altere andezitlerde bulunduğunu ortaya koymuştur. Bu mineralizasyonlar, demir zenginleştirilmiş alterasyonla boyanmış iki ana alterasyon zonu ile ilişkilidir: silisleşme-argilik ve fillik-kloritik zonlar. Mineralizasyon zonları, N30°–80°E yönünde ve 65°GB eğiminde olan birçok kırık ve faydan etkilenmiştir. Araştırma amacıyla toplam 43 kayaç ve 12 karot örneği alınmış ve daha ileri petrografik analizler yapılmıştır. 23 parlak kesit, cevher mikroskopisi incelemelerine tabi tutulmuştur. Mineralizasyonla ilişkili farklı alterasyon zonlarının mineral bileşimini belirlemek için toplam 18 altere örnek X-ışını difraksiyonu (XRD) analizine tabi tutulmuştur. XRD incelemeleri, Şapçı Formasyonu'nun altere andezitlerinde ve tüflerinde iki ana alterasyon zonunun varlığını ortaya koymuştur: yüksek silisleşmiş-arjilik zon ve daha küçük fillik-kloritik zon. Tüm bu alanlarda yüksek demir seviyeleri gözlenmiştir. Silisleşmiş-arjilik alterasyon zonu, çoğunlukla kuvars, kaolinit, albit, illit, anglesit, ortoklaz, pirit ve alunitten oluşur. Ayrıca, küçük miktarlarda serisit, arsenopirit, jadeit-diopsit, barit, hematit, serüsit, sfalerit, rutil, manyetit, braunit, magnezit, kalsit, hidroksiapatit ve çinkit bulunabilir. Fillik-kloritik zon, alunit, albit, klinoklor, muskovit, manyetit, flogopit, klinokrizotil ve anortitten oluşur. Cevher minerolojisi, pirit, galen ve sfalerit ile birlikte küçük miktarlarda arsenopirit ve kalkopirit içerir. Cevher minerallerinin parajenetik sıralaması, birincil, ikincil ve süperjen aşamalardan oluşur. İlk aşamada, belirgin bir şekilde pirit, galen ve sfalerit ile birlikte küçük miktarlarda arsenopirit ve kalkopirit bulunur. Bu mineraller, kuvars, kaolinit, serisit ve illit içeren silisleşmiş-arjilik zonlardan oluşan altere zon içinde bulunur. İkinci aşama, Fe oksitlerinden oluşan bir hidrotermal mineralizasyon sistemi ile ilişkilidir. Markazit, kuprit ve hematit ile birlikte anglesit, serüsit ve zinkit gibi mineralleri içerir. Bu mineraller, oksitlenmiş koşullarda daha önce gelişmiş cevher minerallerinin yerini almıştır. Süperjen faz, götit mineralinin varlığı ile karakterizedir. Cevher içeren tüfler ve volkanik kayaların jeokimyasal özelliklerini değerlendirmek, cevher içeriğini belirlemek, kayaların sınıflandırılması ve alterasyon jeokimyası için toplam 38 örnek XRF majör-iz element analizi, ICP-MS element analizi ve mineralizasyonla ilişkili kuvars damarlarında sıvı kapanımı çalışmaları ile analiz edilmiştir. Analiz sonuçları, Şapçı Formasyonu'nun çoğunlukla andezit, piroklastik ve metatüf içerdiğini göstermektedir. Şapçı Formasyonu örneklerde K/Rb oranları 235.2 ile 315.8 arasında değişmekte olup, ortalama 261.07'dir. Bu oranlar, formasyonun asidik/orta karakterde olduğunu ve metavolkanik tüf, metagreyvak ve arkozik kumlardan oluştuğunu göstermektedir. Bu kayaların üst kıta kabuğunda oluştuğu belirlenmiştir. Çalışma alanındaki Yürekli Dasitlerine ait alınan kaya örnekleri, jeokimyasal sınıflandırma (TAS) diyagramına göre sabalkali dasit olarak sınıflandırılmıştır. Altere kayalardaki iz element analizleri, Zn (7471 ppm'ye kadar), Pb (1310 ppm'ye kadar) ve Cu (193 ppm'ye kadar) yüksek konsantrasyonlar göstermektedir. Kuvars minerallerinde yapılanbirincil sıvı kapanım çalışmalarınadayanarak elde edilen verilerde ötektik sıcaklık (Te) değerleri -17.8 ile -16.2 °C arasında değişmekte olup, H₂O-NaCl sisteminin varlığını işaret etmektedir. Birincil sıvı kapanımlarının nihai erime sıcaklıkları (Tm) -8.0 ile -4.8 °C arasında değişmekte olup, ortalama -6.0 °C'dir. Homojenizasyon sıcaklıkları (Th) 212.7 ile 298.2 °C arasında değişmekte olup, ortalama 246.1 °C'dir. Tuzluluk, %7.6 ile %11.7 NaCl arasında değişmekte olup, ortalama %9.2 NaCl eşdeğeridir. Birincil kapanımların yoğunlukları 0.80 ile 0.94 g/cm³ arasında değişmekte olup, ortalama yoğunluk 0.88 g/cm³'dir. Bu araştırma kapsamında yapılan saha, jeokimya, mineraloji-petrografi, cevher mineralojisi ve sıvı kapanımı incelemeleri sonucunda, Pb-Zn cevherleşmesinin Şapçı Volkanitleri ile ilişkili olduğu ve ortaç sülfidasyon epitermal tipte bir cevherleşme olduğu belirlenmiştir.