TÜRKÇE JEOLOJİ BİLGİ SAYFASI: HİDROTERMAL - EPİTERMAL MADEN YATAKLARI
Damar Tip Maden Yatakların Oluşumu İçin;
Kayaç içinde hidrotermal akışkanların geçebileceği boşluk ve yolların bulunması,
Cevher minerallerinin bünyesinde bulunan elementleri kaynaklarından çözüp alabilecek ve taşıyabilecek bir çözeltinin varlığı,
Çözeltinin cevher minerallerini çökeltecek uygun ortamların bulunması,
Çözeltiden mineral çökeliminin sağlanabilmesi için, çözeltinin kimyasal özelliklerinde bazı değişikliklerin gerçekleşmesi.
Damar Tip Maden Yataklarının Mineralojik Bileşimi ;
Damarların mineralojik bileşimi, ilişkili oldukları mağmatik kütleden olan uzaklıklarına bağlıdır. Mağmatik kaynaktan uzaklaşıldıkça, daha düşük sıcaklık mineralleri oluşur. Buna karşın, mağmatik kaynağa yaklaĢıldıkça, daha yüksek sıcaklık mineralleri oluşur. Buna göre, topoğrafik olarak sığ kesimlerde Sb-Hg-As bileĢikleri, topoğrafik olarak derin kesimlerde ise Sn-W bileşikleri oluşur.
Hidrotermal Yatakların (damarların) Sınıflandırılması ;
(a) İçerilen metallere göre sınıflandırma – Burnham & Ohmoto (1980)’den
Mağmatik sokulumlarla ilişkili olan Cu-Pb-Zn-Au-Ag damarlar
Granitik kayaçların etrafında oluşan W-Sn içeren damar ve ağsal cevherli zonlar
Granitik kayaçlarla ilişkili olan Fe, As, Cu, W, F ± B içeren damarlar
Mafik ve ultramafik kayaçlarla ilişkili olan Au içeren damarlar
Granit, gnays ve şistlerle ilişkili olan U damarları
(a) Genel özelliklerine göre sınıflandırma – Lindgren (1933)’den
Hipotermal maden yatakları (damarlar)
(a) Hipotermal maden yatakları :
Oluşum derinliği: > 3000m. fakat, < 15000 m
Oluşum sıcaklığı : 300-600 °C, ancak genellikle >350 °C
Oluşum ortamı : Genel olarak asit plütonik kayaçların içerisinde veya yakınlarında, ters
Cevherli zonlar : Çoğunlukla düzensiz şekilli yığınlar halinde ornatıma bağlı kütleler ve az oranda kırık dolgusu şeklinde. Cevher-yan kayaç dokanağı genellikle keskin ve yan kayaçta saçınımlar son derece sınırlı.
İşletilen metaller : Au, Sn, W, Mo, Cu, Pb, Zn ve As
Cevher mineralleri : Manyetit, spekülarit, pirotin, kasiterit, arsenopirit, molibdenit, bornit,
kalkopirit, Ag’ce fakir altın, volframit, şeelit, pirit, galen, Fe’ce zengin sfalerit
Gang mineralleri : Garnet, topaz, turmalin, epidot, kuvars, klorit, karbonatlar
Yan kayaç alterasyonu : Albitleşme, turmalinleşme, rutil oluşumu, kloritleşme. Yan kayaç
çoğunlukla parlak görünümlü
Dokusal özellikler : Cevher mineralleri çoğunlukla iri taneli; bantlı yapı yoğun.
(b) Mezotermal maden yatakları :
Oluşum derinliği : 1200-4500 m
Oluşum sıcaklığı : 250-350 °C, genellikle 300-350 °C arasında
Oluşum ortamı :Genel olarak sokulum kayaçlarının içinde veya çevresinde; normal
ve ters faylar içinde
Cevherli zonlar : Ornatım kütleleri veya kırık zonu dolguları şeklindedirler. Cevherli zonların kenar kesimleri masif cevherden saçınımlı cevhere geçiş gösterirler. Damar, ağsal, bacalar şeklinde bir cevher yerleşimi.
İşletilen metaller : Au, Ag, Cu, As, Pb, Zn, Ni, Co, W, Mo, U, Bi
Cevher mineralleri : Altın, kalkopirit, bornit, pirit, sfalerit, galen, enarjit, kalkozin, burnonit,
arjantit, kobaltit, sülfotuzlar
Gang mineralleri : Albit, kuvars, serisit, klorit, karbonatlar, siderit, epidot, montmorillonit
Yan kayaç alterasyonu : Kloritleşme, karbonatlaşma, serisitleşme. Yan kayaç çoğunlukla mat görünümlü
Dokusal özellikler : Hipotermal göre daha ince taneli cevher mineralleri. Pirit bulunduğunda ince taneli. Damarlar genellikle bantlı. Ornatım dokuları çok yoğun.
(c) Epitermal maden yatakları :
Oluşum derinliği: Yüzeye yakın zonlarda. < 1500 m
Oluşum ortamı : Sedimater veya mağmatik kayaçlar içerisinde; özelikle volkanik veya
yarı derinlik kayaçları ile ilişkili olarak. Çoğunlukla normal faylar ve kırık sistemleri içerisinde.
Cevherli zonlar : Basit damarlar, ağsal damarcıklar, bacalar. Boşluk dolgusu yoğun.
Nadiren katman düzlemleri boyunca oluşabilirler.
İşletilen metaller : Pb, Zn, Au, Ag, Hg, Sb, As, Cu ve Bi
Cevher mineralleri : Ag’ce zengin altın, pirit, markazit, sfalerit, galen, kalkopirit, zinober,
antimonit, orpiment, realgar
Gang mineralleri : Çört, kalseduan, ametist, düşük Fe’li klorit, epidot, karbonatlar, barit,
adularya, alünit, dikit, rodokrozit, zeolitler
Yan kayaç alterasyonu : Genellikle çok zayıf. Geliştiğinde ise silisleşme, kaolinleşme,
piritleşme, dolomitleşme, kloritleşme.
Dokusal özellikler : Yollu yapı yoğun. Kokard yapı, taraklı yapı özellikle karakteristik.
Damarlarda boşluk dolgusu ve breşleşme. Tane boyutu değişken.
Tanım: Düşük sıcaklıklı çözeltilerden, yüzeye yakın veya sığ ortamlarda oluşmuş, genellikle damar, damarcık ve saçınımlar şeklinde yerleşim yapmış ve taraklı yapı, kolloform bantlaşma, yollu yapılar gibi boşluk dolgusu türü dokusal özelliklerin çok sık gözlendiği maden yataklarıdır.
Bulunuş: Her türlü ortamsal koşulda ve her türlü kayaç içerisinde gelişebilirler. Genleşme rejiminin etkisinde kalmış bölgelerden, sıkışma rejiminin etkisinde kalmış bölgelere; karbonatlı kayaçlardan, volkanik ve metamorfik kayaçlara kadar çok değişik ortam ve kayaç gurubu içerisinde bulunurlar.
Bulunuş ortamı ve yan kayaç türüne göre sınıflandırma :
Sedimanter (karbonatlı) birimler içindeki epitermal altın yatakları,
Volkanitler içindeki epitermal altın yatakları,
Orojenik kuşaklardaki Sb-Hg-As-Au-W içeren damarlar. Her iki tür oluşukta da genel özellikler birbirine çok yakındır.
Ultramafik kayaçlar içindeki epitermal altın yatakları,
1) Karbonatlı kayaçlarla ilişkili Au yatakları :
Bulunuş: Yaklaşan plaka sınırlarında, özellikle volkanik yaylarda
Oluşum: Baskın olarak yüzeysel kökenli, düşük sıcaklıklı çözeltilerin etkileşimi nedeniyle, karbonatlı kayaçların bünyesindeki kalsitin çözülerek, onun yerine Au, As, Tl, Sb ve Hg içeren pirit ve kuvarsın çökeltilmesiyle oluşurlar. Karlin tip yatakların gelişebileceği en uygun kayaçlar, ince tabakalı karbonatlı silt taşı ve karbonatlı şeyllerdir. Karlin tipi altın yatakları granodiyoritik stoklar veya granodiyoritik- granitik dayklarla yakından ilişkilidir. Bu nedenle, skarn tip yatakların daha uzak kesimlerde gelişmiş olan (distal) eşlenikleri olarak kabul edilirler.
Geometri veya Morfoloji : Tabakalanma düzlemlerine paralel düzgün geometrili kütleler ile katmanlanmayı kesen baca ve damar şekilli kütleler
Cevher ve gang mineralojisi :
Pirit baskın; altın genellikle piritin bünyesinde.
Markazit ve arsenopirit daha az.
Realgar, asıl altın cevherleşmesinden sonra oluşan bir mineral olup, daha az oranda orpiment, zinober ve antimonit ona eşlik eder. Bu aşamada barit damarları gelişebilir. Bazı yataklarda barit ve baz metaller altın fazından önce gelişmiş olabilir.
Altın, As, Sb, Hg ve Tl ile ilişkilidir ve daha çok kırık dolguları şeklinde,
piritin yüzeyinde ve daha az oranda da organik karbonla birlikte bulunur.
Hidrotermal Alterasyon :
Alterasyon merkezinden dışa doğru sırasıyla ;
(1)Kuvars + dikit / kaolinit,
(2)Kuvars + dikit / kaolinit K- mika / illit,
(3)Kuvars + dolomit + illit / K- mika,
(4)Kuvars + dolomit + illit + kalsit,
(5)Kuvars + kalsit + dolomit + illit + K- feldispat,
Au içeren cevher en fazla silisleĢme olan kısımlarda değil 3. zonda yer alır.
Cevher kütlelerinin üst kesimleri aşırı oksitlenmiş olup, bu zonlarda ince taneli kuvars ve illit baskın; kaolen, serizit ile eser oranda montmorillonit demir oksit bulunur. Bu zonda altın genellikle <10 boyutludur="" i="" mikron="" nbsp="" ve="" ya="">kuvarsın içinde, ya da demiroksit ve kil mineralleri ile ilişkilidir.
2) Volkanik kayaçlarla ilişkili epitermal yataklar :
Bulunuş: Daha çok yaklaşan plaka sınırlarında görülürler ve kalkalkali, andezitik veya felsik volkanizmaya bağlı olarak gelişirler. Yapısal kontrollüdürler yani büyük ölçekli kırık zonları boyunca oluşurlar.
a) Adularya-serizit (az sülfürlü) tip epitermal yataklar :
Kalkalkalen bazalt, andezit ve dasit-riyolit bileşimli volkanik kayaçlarla ilişkilidirler.
Ortaç arjillik ve propilitik alterasyonlar. Ancak, maden, oluşumundan sonra fazla erozyona uğrayarak aşınmadıysa (paleotopoğrafyanın en fazla birkaç on metre altına kadar), yatakların üzerinde ileri arjillik alterasyonun ürünleri de görülebilir.
Adularya-serisit tipi yatakların çoğu yüzeyde bir silis zonunun (silisli sinter) varlığıyla karakteristiktirler.
Adularya ve prizmatik kalsit kristalleri karakteristiktir. Bu tür zonlar,hidrotermal çözeltinin kaynamaya maruz kaldığı zonlara karşılık gelir ve dolayısıyla zengin cevher içeren zonların (BONANZA) bulunduğu yeri gösterir.
Bu tür yatakların oluşumunda meteorik çözeltiler asıl rolu oynar. Mağmatik çözeltiler de bazı durumlarda meteorik çözeltilere bir miktar karışmış olabilir. Okyanus adası ortamlarında oluşan adularya-serizit tip yataklarda okyanus suyu baskın çözelti olabilir.
Karbon ve kükürt mağmatik kaynaklıdır.
b) Asit-Sülfat (yüksek sülfürlü=alünit-kaolinit) tip epitermal yataklar :
Çoğunlukla mağmatik sokulumlarla ve özellikle porfiri tip maden yataklarıyla ilişkilidirler ve onlarla mekansal bir birliktelik sunarlar.
Cevher, volkanik kayaç içinde dike yakın baca şekilli kütleler içinde gelişen boşluklu bir silisleşme zonunda yer alır.
Sistemin merkezinde kuvarslı bir zon bulunur. Bu zonun kalınlığı onlarca metreye erişebilir. Onun etrafında çok yoğun bir kuvars-kaolinit ve az oranda alünit içeren bir zon yer bulunur.
Cevher çoğunlukla saçınımlı ve düşük tenörlüdür. Ancak bonanza zonu denilen ve altın tenörünün onlarca g/t olabileceği kuvars-altın damarları da mevcuttur. Bunlar geliştiğinde, enarjit-pirit içeren damarları keserler.
Alünit-sülfat tip yataklar, adülarya-serizit tip yataklara göre daha fazla mağmatik çözelti içerir. Çözelti yine de çoğunlukla meteorik kökenlidir. İlk cevher fazından son fazlara doğru gidildikçe mağmatik katkı iyice azalır. Kükürt mağmatik kaynaklıdır.
3) Metamorfik kayaçlarla ilişkili epitermal yataklar :
Orojenik kuşaklarda gelişen yüksek dereceli metamorfik kayaçlarda oluşan sıkışma veya açılmaya bağlı fay-kırıklar ile şistozite kontrollü olan yataklardır.
Yüksek sıcaklıklı mineral parajenezinden (mezotermal-hipotermal) epitermale kadar değişen mineral birliktelikleri içerebilirler. Bunlar, başlıca Sb-W-Hg-As-Au içeren yataklardır.
İlk cevher oluşum aşaması arsenopirit-pirit oluşumu ile başlar, daha sonra şeelit oluşumu gelir.
Antimonit ve Sb içeren diğer mineraller, altın, zinober bu mineralleri takip eder. Kuvars en yaygın gang mineralidir.
Hidrotermal alterasyon sınırlıdır ve sadece cevherli zonların çevresinde gözlenir. Silisleşme en yoğun alterasyon türüdür. Serizitleşme-killeşme ona eşlik eder.
Cevher tabaka uyumludur (strata-bound). Genellikle şist-grafitik şist dokankalarında veya farklı ikşist dokanağında bulunur. Grafitik şistler özellikle önemlidir.
Türkiye’den Örnekler :Batı Anadolu (Menderes) masifi içindeki Emirli (Ödemiş, İzmir) Sb-Au ve Halıköy (Ödemiş, İzmir) Hg yatakları, Niğde masifindeki Gümüşler yöresi W-Sb-Hg-Au-Ba yatakları, Konya yöresindeki Sızma ve Ladik Hg yatakları
4) Ultrabazik kayaçlarla iliĢkili epitermal yataklar :
Listvenit tip altın yatakları olarak da bilinirler. Ultrabazik kayaçların genç mağmatik kayaçlar tarafından kesildiği yerlerde veya genç jeotermal sistemler tarafından etkilendiği yerlerde oluşurlar. Bu tür bölgelerde, ultramafik kayaç önemli derece hidrotermal alterasyona uğrayarak silisleşir (listvenitleşir). Altın, bu gibi aşırı silisleşmiş kesimlerde zenginleşebilir. Diğer epitermal yataklara nazaran daha az yayılımlıdırlar. Kaymaz (Eskisehir) listvenitlerle ilişkili bir epitermal altın yatağıdır.
Katman (tabaka) uyumlu Pb-Zn yatakları: OLUŞUM ORTAMLARI
Cevher, çok kalın karbonatlı istifler içerisinde bulunur. Katman, mercek, damar,karstik boşluk dolgusu şekillidir.
Dolomitler, kireçtaşlarına göre, bu tür yataklar için daha uygun kayaçlardır.
Cevher içeren karbonatlı kayaçlar deniz suyu sıcaklığının nispeten sıcak olduğu sığ denizel ortamlarda oluşmuşlardır. Yani: resifal ortam koşulları.
Bu tür yataklar Pb, Zn, florit ve barit için işletilirler. Cu ise çok az yerde ekonomikönem taşır.
Pb-Zn içeriği %3-10 arasında değişir. Yer yer %50. Rezervler bir kaç bin tondan20 milyon tona kadar değişir.
Galen, sfalerit, flörit, barit asıl minerallerdir. Bu minerallerin bolluk dereceleribölgeden bölgeye değişim gösterir. Pirit ve özellikle markasit genellikle mevcut; kalkopirit ise önemsizdir. Kalsit, dolomit, diğer karbonatlar ve kuvars gang mineralleridir.
Kolloform yapı, cevherin en önemli dokusal özelliğidir. Bu yatakların en önemli özelliklerinden bir diğeri ise Ni içeriğinin yüksek olmasıdır.
Sınıf Mississipi Vadisi Tipi (MVT) Pb-Zn yatakları Alp Tipi Pb-Zn Yatakları
Oluşum Epijenetik Senjenetik ve epijenetik
Kontrol Diyajenez sonrası yapısal zonlar içinde Stratiform ve yapısal kontrol
Epijenetik hidrotermal çözeltiler
Pb derin kökenli + yüzeysel çözeltilerle taşınmış
S, evaporitik kökenli + denizel sülfat + mağmatik kökenli
Taşınma genellikle klor komplekleri Ģeklinde
Çözeltiler çok tuzlu (>%20 NaCl)
Oluşum sıcaklığı >100 °C
Katman (tabaka) uyumlu Pb-Zn yatakları: TÜRKİYE’DEN ÖRNEKLER
Toroslarda bulunan Pb-Zn yatakları. Bolkardağı Pb-Zn yatakları ve Orta konuş (Anamur) Pb-Zn yatağı bunlardan en önemlileridir. Bu örneklerde, cevher genellikle masif kireçtaşı - dolomit dokanağını takip eder. Kireçtaşı içindeki kırık zonlarında veya yarı düzensiz mercekler şeklindedir. Galen, sfalerit, pirit, markasit ve hematit asıl minerallerdir. Serüsit, anglezit, smitsonit gibi karbonatlarda mevcuttur. Kuvars, dolomit, kalsit ve barit gang mineralleridir. Ortakonuş yatağından yaklaşık %30 Pb, %34 Zn ve 453 gr/ton Ag işletilir. Yatak içerisinde piritleşmiş mikroorganizmaların varlığı ve kolloidal dokunun görülmesi yatak için sedimanter bir oluşumu göstermektedir. Bu durumda kristalen masif metal kaynağını oluşturur.