karbonatlı ortamlarda kurşun

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.
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.
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.
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.
Azurit
Cu(OH)2.2CuCO3
Jamesonit
Pb4FeSb6S14
Boulenjerit
Pb5Sb4S11
Seruzit
PbCO3
Anglezit
PbSO4
Vulfenit
PbMoO4
Sfalerit
ZnS
Sfalerit
ZnS
Wurtzit
ZnS
Simitsonit
ZnCO3
Simitsonit
ZnCO3
Hemimorfit
Zn4[(OH)2Si2O7]·H2O
Hemimorfit
Zn4[(OH)2Si2O7]·H2O
Hidrozinkit
Zn5[(OH)3CO3]2
Hidrozinkit
Zn5[(OH)3CO3]2
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 CaCl2
kapanımları bulunur. Klor iyonunun oluşu asit bir ortamın varlığını
zorunlu kılar. Blendin var oluşu hafifçe bazik bir pH1 işaret eder. Bu
da dolomi ve dolomitli marn gibi yan kayacın mineralojisi ile ortaya
çıkan pH ile uyuşur.
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.
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, 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
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 40-200 oC arasındadır.
* Sıvı kapanımlarında %15-25 tuz (Na, Ca, Cl) bulunur.
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.
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 PbZn-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. 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.
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.
Cevherleşmenin parajenezi 3 evrede gelişmiştir. 1. evre stratiform
cevherleşmedir. Birincil kalsit, birincil barit ve birincil çinko blend üzerinde
yapılan sıvı kapanım incelemeleri bu evrenin 45o-60o , 60o-200o 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.
220o-280o 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 CO2 kısmi
basıncının etkisi altında gelişir. Bu yatakların tipik örneği Aladağlar’da
(Yahyalı-Kayseri) bulunmaktadır.