Çakmakkaya ve Damarköy (Murgul-Artvin) bakır yataklarında sıvı kapanımı, oksijen ve hidrojen izotopları jeokimyası incelemeleri ve yatakların oluşumu açısından düşündürdükleri
Murgul (Artvin) Yöresi' nde bulunan Çakmakkaya ve Damarköy bakır yatakları, Doğu Karadeniz Bölgesi' nde yaygın olarak gözlenen ve Kuroko tipi yataklar olarak tanımlanan volkano-sedimanter yan kayaçlı sülfıd yataklarının tipik örneklerindendirler. Çakmakkaya ve Damarköy yatakları çevresinde yüzeyleyen kayaç türleri alttan üste doğru; Andezitik lav, Breşlesmiş dasit tüf, Örtü tüfü ve Porfiri dasit şeklinde ayrılarak haritalanmışlardır. Bu kayaç türlerinin üzerinde yer yer oldukça kalın kolüvyon örtüsü bulunmaktadır. Bu yataklarda stockwork tipi cevherleşme hakim olup, Breşleşmiş dasit tüf birimi içinde gelişmiştir. Çakmakkaya yatağında, stockwork tipi cevher zonunun üst ve kenar kesimlerinde ince bir stratiform cevher zonu ile mercek şekilli bir jips zonu gözlenmekte ve üzerleri tavan türü ile örtülmektedir. Damarköy yatağında ise yalnızca stockwork tipi cevher zonu gözlenmekte, stratiform cevher zonu ve jips oluşumları gözlenmemektedir. Stockwork tipi cevher damarcıklarından alınan örneklerde ana cevher minerali olarak; pirit ve kalkopirit, eser miktarlarda sfalerit, galenit, tedrahetrit ve markasit, gang minerali olarak ise yalnızca kuvars gözlenmiştir. Özellikle kılcal çatlakların kesişim yerlerinde sülfürlü minerallerin zenginleşmesi artmaktadır. Stratiform cevher zonundan alınan örneklerde ise kırıntılı doku hakim olup, stockwork tipi cevherleşmeden veya su içine boşalan çözeltilerden itibaren çökelen cevher minerallerinin, ya sonraki patlamalar etkisiyle veya su altı akıntıları ve dalga hareketleri etkisiyle kırıntılı hale gelerek su tabanında tekrar çökeldikleri anlaşılmaktadır. Cevher kırıntılarının şekli ve büyüklükleri oldukça değişken olup, stockwork tipi cevherleşmede gözlenen minerallerini içermektedirler. Sıvı kapanım incelemeleri; hidrotermel çözeltilerin bileşiminde NaCl, $CaCl_{2}$ ve $MgCl_{2}$ gibi tuzların hakim olduğunu, çözeltilerin tuzluluğunun cevherleşmelerin oluşumu sırasında daha yüksek olduğunu, son evrelere doğru kısmen azaldığını, cevherleşme sırasında hidrotermal çözeltilerin sıcaklıklarının 254 $circ$ C' ye kadar yükseldiğini, ancak son evrelere doğru 110.2 $circ$ C' ye kadar düştüğünü göstermektedir. Oksijen ve hidrojen izotopları jeokimyası incelemeleri ile belirlenen $delta^{18}$O ve $delta$ D değerleri; hidrotermal çözeltilerdeki suyun büyük çoğunluğunun meteorik kökenli, az bir kısmının ise denizel kökenli olabileğine işaret etmektedir. Yukarıdaki bulgular ışığında; yöredeki cevherleşmelerin volkano-sedimanter istifin oluşumu sırasında, oluşum ortamının kenarlarında bulunan karalardan derinlere sızarak ısınmış meteorik suların, geri yükselirken volkano-sedimanter istif içindeki volkanik kayaçlardan metal ve kükürt iyonlarını çözdükleri ve deniz tabanının hemen altında (stockwork tipi cevherleşme) veya deniz suyu içine boşaldığı yerlerde (stratiform cevher zonu) cökelterek cevherleşmeleri oluşturdukları ve çökelme sırasında, meteorik suların deniz suyu ile karıştığı ve/veya etkileştiği sonucu çıkarılmaktadır.
Fluid inclusion, oxygen and hydrogen isotope studies of the Çakmakkaya and Damarköy (Murgul-Artvin) copper deposits and their significances on the genesis of these deposits
Çakmakkaya and Damarköy copper deposits in Murgul (Artvin) area are the typical examples of Kuroko-type volcanogenic sulfide deposits that widely occur in the Eastern Pontide region of Turkey. Çakmakkaya and Damarköy deposits are occured in volcanic rocks in an upward sequence consist of andezitic lava, brecciated dacite tuff, covering tuff and porphry dacite. Stochwork ores are dominant in the deposits and are hosted by brecciated dacite tuff unit. A thin stratiform ore zone and a gypsume lens are occured on the stockwork ore in the Çakmakkaya deposit, while Damarköy deposit contains only stockwork ore. Stochwork ore veinlets contain mainly pyrite and chalcopyrite, with minor amount of sphalerite, galena, tetrahetrite and marcasite. Quartz is the only gangue mineral. Enrichment of sulfides is largely controlled by microfracturing of the dacitic tuffs. High contents occur especially at the intersections of the fractures. Stratiform ore zone occured within the Çakmakkaya deposit contains ore clasts which indicative of fragmentation and resedimentation of sulfide minerals during or after discharge of hydrothermal fluids onto the sea floor. Ore clasts contain the same minerals similar to that of stockwork ores. Fluid inclusion studies indicate that the ore forming fluids contain NaCI, $CaCl_{2}$ and $MgCl_{2}$, their salinities are high during the deposition of the ore minerals and decrised toward the later episodes of mineralisation, temperature of the fluids reached up to 254$circ$ C, but decreased down to 110.2 $circ$ C during the later episodes of mineralisation. Oxygen and hydrogen isotope studies indicate that the most of the water in hydrothermal solutions are meteoric origine, however there seem to be a small amount of sea water mixing and/or interaction. As a conclusion; it may be assumed that meteoric water, circulating through the underlying basement of the volcano-sedimentary rocks, has acted as mineralising fluid, and leached the metals (Fe, Cu, Zn, Pb etc.) and sulfur from the surrounding volcanic rocks and precipitated along the fractures within the brecciated dacitic host rocks and at the surface of the sea floor.
___
- Akıncı, Ö.T,, 1980. The major copper metallogenic units and genetic igneous complexes in Turkey, in: SJankovich and R.H. Sillitoe (eds.). European Copper deposits, p. 199-208. Akıncı, Ö.T., 1985. The eastern pontide volcanosedimentary belt and associated massive sulfide deposits. In: J.E. Dixon and A.H.I. Robertson (eds.) The geological evolution of the Eastern Mediterranean. Special publ. of the Geological Society No 17 Blackwell Sci. Publ. Oxford p. 415- 428. Altun, Y., 1976. Artvin-Murgul bakır yataklarının jeolojisi ve değerlendirme raporu. MTA Rap. No: 1108/1-9 (yayınlanmamış), Ankara. Bektas O., 1983. I-type granites and their geotectonic position in the northeastern pontian magmatic arc. Abstracts of the 37 Geol Congr. of Turkey, p. 49-50. Bektas O., Pelin, S., and Korkmaz, S., 1984. Mantle uprising and polygenetic ophiolites in the Eastern Pontide (Turkey) back arc basin. Abstracts of the Ketin Symposium (175-188). Geol. Society of Turkey, Ankara Bjorlyke, K., 1983. Diagenesis in sandstones. In: A. Parker and B.W. Selwood (eds.), Sediment Diagenesis. D. Riedl, Dordrecht, pp. 169-213. Bodnar, R.J., 1993. Revised equation and table for determining the freezing point depression of H2O-NaCl solutions. Geochimica et Cosmochimica Acta, 57, 683-684. Bowers, T.S., 1989. Stable isotope signatures of water-rock interaction in mid-ocean hydrothermal systems; sulfur, oxygen and hydrogen. Geophys. Res., 94, 5775-5786. Bryndzia, L.T., Scott, S.D., and Farr, J.E., 1983. Mineralogy, geochemistry, and mineral chemistry of siliceous ore and altered footwall rocks in the Uwamuki 2 and 4 deposits, Kosaka mine, Hokuroku district, Japan. Economic Geology, Mon.5, 507-522. Buser, S., 1970. Murgul bakır ocağı çevresinin jeolojisi. MTA Rap. No: 5073 (yayınlanmamış), Ankara. Buser, S. ve Civetic, S., 1973. Türkiye'deki Murgul bakır yatağı yöresinin jeolojisi. MTA Dergisi, 81,22-45. Campbell, A.R. and Larson, P.B., 1998. Introduction to stable isotope applications in hydrothermal systems. In: J.P. Richards and P.B.Larson (eds.), Techniques in hydrothermal ore deposits geology. Reviews in Economic Geology, 10, 173-193. Clayton, R.N. and Mayeda, T.K., 1963. The use of bromine pentafluoride in the extraction of oxygen from oxides and silicates for isotope analysis. Geochem. Cosmochim. Acta, 43-52. Clayton, R.N, O'Neil, J.R. and Mayeda, T, 1972, Oxygen isotope exchange between quartz and water. J. Geophys. Res, 77, 3057-3067. Criss, R.E. and Taylor, H.P.Jr, 1983. An 180/160 and D7H study of the Tertiary hydrothermal systems in the southern half of the Idaho batholith. Geological Society of America Bull, 94, 640-663. Çağatay, M.N. 1993. Hydrothermal alteration associated with volcanogenic sulfîde deposits; Examples from Turkey. Economic Geology, v. 88, p. 606-621. Çağatay, M.N. and Eastoe, C.J, 1995. A sulfur isotope study of volcanogenic massive sulfîde deposits of the Eastern Black Sea province, Turkey. Mineral. Deposita, 30, 55-66. Çağatay, M.N, Saner, S. Al-Sayed, I. and Carrigan, W.J, 1996. Diagenesis of Safaniya Sandstone (mid-Cretaceous) in Saudi Arabia. Sedimentary Geology, 105, 221 -239. Franklin, J.M., Lydon, J.W., and Sangster, D.P. 1981. Volcanic-associated massive sulfide deposits. Economic Geology, 75th Anniv. Vol., p. 485-627. Friedman, I. and O'Neil, J.R., 1977. Compilation of stable isotope fractionation factors of geochemical interest. Data of Gechemistry. Geologycal Srv. proff. paper, 440-KK, 12p. Galloway, W.E., 1984. Hydrogeologic regimes of sandstone diagenesis. In: D.A. McDonald and R.C. Surdam (eds.)? Clastic Diagenesis. American Association of Petroleum Geologists, Tulsa, Okla., pp. 3-13. Gökçe, A., 1992. Doğu Karadeniz Bölgesinde kuroko tipi (masif ve Stockwork) Cu-Zn-Pb sulfid yataklarının kükürt izotopları incelemesi. TÜBİTAK Projesi No: TBAG-915, 112 s. Ankara. Gökçe A. and Spiro, B., 2000. Sulfiır isotope characteristicsof the volcanogenic Cu-Zn-Pb deposits in the eastern pontide region, Ne Turkey. International Geology Review, 42, 565-576. Hattori, K., and Muehlenbachs, K., 1980. Marine hydrothermal alteration at a Kuroko deposit, Kosaka, Japan. Contr. Mineralogy Petrology, 74, 285-292. Hattori, K. and Sakai, H., 1979. D/H ratios, origin, and evolution of the ore-forming fluids for the Neogene veins and Kuroko deposits of Japan. Economic Geology, 74, 535-555. Hoefs, J., 1984. Stable isotope geochemistry (3rd edt.), Berlin-Heidelberg-New York, Springer Verlag, 241 p. Kahrer, C, 1958. Die Kupferlagerstaette Murgul in der nordöstlichen Türkei. MTA Rap. No: 934, 9s., Ankara. Kleinsorge, H., 1946. Geologie und Vererzung des Murgultales. Etbank Rap. No: 432, 12s., Ankara. Kraeff, A., 1963. Hopa - Murgul Bölgesi jeolojisi ve maden yatakları. MTA Dergisi, 27, 230 - 266. Kossmat, E, 1910. Geologische untersuchungen is den erzdistrikten des vilajets Trapezunt, Kleinasien. Mtt. d. Geol. Ges., Wien, s: 214-284. Kovenko, V, 1942. Artvin Bölgesi Kuvarshan bakır madenleri. MTA Der., 3/24, Ankara. Lee, M.S., Miyajima, T., and Mazumoto, H., 1974. Geology of the Kamaikita mine, Aomori Prefecture, with special reference to genesis of fragmental ore: Soc. Mining Geologists Japan, Spec. Issue 6, p. 53-67. Mado, H., 1972. Kuzeydoğu Türkiye'de bulunan Murgul madenindeki bakır cevheri yataklarının jeoloji ve mineralizasyonu. MTA Rap. No: 4883 (yayınlanmamış), Ankara. Marutani, M. and Takenouchi, S., 1978. Fluid inclusion study of stockwork siliceous orebpdies of Kuroko deposits at the Kosaka mine, Akita, Japan. Mining Geology, 28, 349-360. Ohmoto., H., 1986. Stable isotope geochemistry of ore deposits. In Valley et al. (eds.), Stable isotopes in high temperature geological processes, Reviews in Mineralogy, V.I6, p. 491-559. Ohmoto, H. and Rye, R.O., 1974. Hydrogen and oxygen isotopic compositions of fluid inclusions in the Kuroko deposits, Japan. Economic Geology, 69, 947-953. Ohmoto H. and Rye, R.O., 1979. Isotopes of sulfur and Carbon. In; H.L., Barnes (ed.), Geochemistry of hydrothermal ore deposits, p. 506-567, Wiley, Newyork. Oswald, F., 1912. Handbuch der Regionalien Geologie. H: 10, V.3, Heidelberg. Özgür, N, 1985. Zur Geochemie und Genese der Kupferlagerstatte Murgul, E-Pontiden/Türkei. PhD Thesis, Freie Univ. Berlin, 139p. Özgür, N., 1987. Murgul bakır yatağının jeokimyası, jenezi ve önemli indikatör elementleri. T.J. Kurultayı - 1987 Bildiri Özleri Kitabı, s.30. Özgür, N. and Palacios, C.M., 1990. Doğu Karadeniz metaloj enik kuşağında bulunan volkanojenik kökenli Murgul bakır yatağının jeokimyasal önemli indikatör elementleri. MTA Dergisi, 111, 119-132. Özgür, N. and Schneider, H.J., 1988. New metallogenetic aspects concerning the copper deposits of Murgul, NE Turkey. Soc. Geology Applied to Mineral Deposits. Spec. Pub., 6 p. 229-239. Pejatoviç, S., 1971. Doğu Karadeniz - Küçük Kafkasya Bölgesi' ndeki metalojenik zonlar ve bunların metalojenik özellikleri. MTA Dergisi, 77, 10-21. Pejatoviç, S., 1979. Pontid tipi massif sülfid yataklarınınmetalojenisi. MTA Yayını No: 177, 100s., Ankara. Pisutha-Arnond, V. and Ohmoto, H., 1983. Thermal history, and chemical and isotopic compositions of the ore-forming fluids responsible for the Kuroko massive sulfide deposits in the Hokuroku district of Japan. Economic Geology Mon., 5, 523- 558. Pollak, A. 1961. 1961 yılında Murgul'da yapılan çalışmalar hakkında muvakkat rapor. MTA Raporu No: 2907 (Yayınlanmamış), Ankara. Pollak, A., 1962. 1961 yılında Murgul'da yapılan çalışmalara ait tamamlayıcı rapor. MTA Raporu No: 3200 (Yayınlanmamış), Ankara. Sato, T., 1977. Kuroko deposits; Their geology, geochemistry and origine. Geol. Soc. London Spec. Pub. 7, 153-161. Sawa, T. ve Teşrekli, M., 1970. Murgul madeni ve civarındaki bakır yatakları hakkında rapor. MTA Raporu No: 4790, 24s., Ankara. Schneider, H.J., Özgür N., and Palacios, CM., 1988. Relationship between alteration, rare earth element distribution and mineralisation of the Murgul copper deposit, northern Turkey. Economic Geology v. 83, p. 1238-1246. Shepherd, T.J., Rankin, A.H., and Alderton, D.H.M., 1985. A practical guide to fluid inclusion studies. Blackie, London, 235 pp. Sheppard, S.M.F., 1986. Characterization and isotopic variations in natural waters. In: Stable isotopes in hightemperature geologycal processes, J.M. Valley et al. Ed., Review of Mineralogy, 16, 165-181, Miner. Soc. Am.,Washington D.C., 1986. Taylor, H.PJr., 1979. Oxygen and hydrogen isotope relationships in hydrothermal mineral deposits. In Barnes, H.L., ed., Geochemistry of hydrothermal mineral deposits, 2nd edition, New York, Wiley, 798p. Tokel, S., 1973. Doğu Pontidlerin Mesozoyik ve Tersiyerdeki gelişmesi, bu gelişmenin Kuzey Anadolu sismik zonu ile muhtemel ilişkisi. Cumhuriyetin 50. yılı Yerbilimleri Kongresi, Tebliğler Kitabı, s. 1-4. Tokel, S., 1991. Pontidlerin jeokimyasal evrimi ve masif sülfid yataklarının jenezi. 44. TJ. Kurultayı, Bildiri Özleri, s. 63. Urabe, T. and Sato, T., 1978. Kuroko deposits of the Kosaka mine, Northeast Honshu, Japan- Products of submarine hot springs on Miocene sea floor. Economic Geology, 73, 161-179. Willgallis, A., Özgür, N. and Siegmann E., 1989. Murgul bakır yatağında Se ve Te içeren sülfiirlü cevher minerallerine ilişkin mikrosonda çalışması. 43. TJ. Kurultayı, Bildiri Özleri, s: 8. Zankl, H., 1959. Murgul - Çoruh - Kuvarshan bölgesinde yapılan jeolojik etüdlere dair rapor. MTA Raporu No: 3067 (yayınlanmamış). Zimmer, E., 1938. Murgul bakır madeni. MTA Dergisi, 2, 13-21.
- ISSN: 1016-9164
- Başlangıç: 1947
- Yayıncı: TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası