Yahyalı-zamantı ırmağı (Kayseri) bölgesinde bulunan kurşun-çinko yataklarının jeolojik, mineralojik ve jeokimyasal özellikleri
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Akdeniz Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tez Danışmanı: Prof. Dr. Mustafa Gürhan Yalçın
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Periyodik tablonun, 4. periyodunun 12. grubunda
bulunan Zn ile 6. periyodunun 14. grubunda bulunan Pb, metal grubu
elementlerdir. Metal grubunun ortak özelliği ısıyı ve elektriği iyi iletmeleri
ve kolay şekil alabilmeleridir. Bu özellikleri sayesinde Pb ve Zn, son yıllarda
kurşun-asit piller, galvanizasyon, radyoaktif kalkanlama, alaşım, vb.
sektörlerde yaygın olarak tercih edilen demir dışı metallerdir. Düşük
derecelerde kaynama ve şekil alabilme özelliklerine karşın Pb-Zn cevherleri,
oldukça karmaşık bir cevher mineralojisine sahiptir.
İç Anadolu bölgesinin güneydoğusunda
yer alan Yahyalı-Zamantı (Kayseri) kuşağında madencilik faaliyetleri çok eski
tarihlere kadar uzanmaktadır. Ancak bölgedeki cevher yataklarının oluşumu ve kökeni,
jeoloji ve metalojeni alanlarında yapılan kapsamlı bir araştırma eksikliği
nedeniyle hala tartışmalı olmaya devam etmektedir. Yahyalı-Zamantı kuşağı
çoğunlukla bölgesel kıvrımlanma ve itmelere maruz kalan birçok karbonat
barındıran Pb-Zn yatağına ev sahipliği yapmaktadır. Ancak bölgede yapılan
çalışmalarda cevher yataklarının içerisinde bulunduğu alanın yapısal
kontrolleri yeterince anlaşılmamıştır. Bu çalışmada Yahyalı-Zamantı bölgesinde
bulunan üç Pb-Zn yatağı (Zengan, Erva ve Almila maden ocakları) jeolojik,
metalojenik ve jeokimyasal olarak detaylı incelenmiştir. Saha araştırmaları,
jeolojik haritalandırmalar, cevher geometrisi ve ayrıntılı jeokimyasal
metotlarla cevher jenezine yönelik çıkarımlarda bulunulmuştur. Yataklardaki cevher metallerinin ana kaynağı hakkında daha iyi
yorumlamalar yapılabilmesi, cevher oluşturan sıvıların kökeni ve cevher
oluşumunu ortaya çıkarmak amacıyla
ocakların farklı seviyelerinden/kotlarından derlenen numuneler üzerinde çeşitli jeokimyasal (XRF, ICP-MS, cevher mikroskopisi,
XRD, sıvı kapanım, δO, δC, δS, duraylı ve Pb radyojenik izotopları ve EPMA)
analizler yapılmıştır.
Üç yatak için de Pb-Zn mineralizasyonu çoğunlukla
yoğun masif, stoklu, tabakalı ve yayılmış formlarda, Aladağ Birliğinin KB
eğilimli faylarında tortul kayaçlar içerisinde meydana gelmektedir. Tabakalı
damarlı/merceksi cevher gövdeleri, Orta Devoniyen yaşlı Aladağ Birliği’nin
karbonatlı ve kalkerli örtü kayaçlarında bulunmaktadır. Zengan Pb-Zn yatağının birincil
cevherli mineralleri pirit, sfalerit, galen, serüzit; ikincil cevherli
mineralleri smitzonit, götit, hemimorfit, hematit ve gang mineraller ise kalsit,
kuvars, kaolinit, muskovit, barit, montmorillonit’tir. Erva Pb-Zn yatağının birincil
cevherli mineralleri sfalerit, galen, serüzit; ikincil cevherli mineralleri smitzonit,
götit, hemimorfit, hematit, anglezit ve gang mineralleri ise kalsit, kuvars, montmorillonit, dolomit,
muskovit, halloysit, kaolinit’tir. Almila Pb-Zn yatağının birincil cevherli mineralleri
pirit, sfalerit, galen, serüzit; ikincil cevherli mineralleri smitzonit, götit,
hemimorfit, hematit, anglezit ve gang mineralleri ise kuvars, kalsit,
montmorillonit, dolomit, muskovit, halloysit, kaolinit’tir.
δO, δC, δS ve Pb
izotopik bileşimlerinden elde edilen sonuçlar, bu yataklar için cevher
oluşturan sıvıların çok kaynaklı olduğunu ve çeşitli cevher oluşturan sıvıların
karışması sonucunda oluştuğunu göstermektedir. Kararlı İzotop Sonuçları:
Zengan, Erva ve Almila madenleri için δ13CV−PDB ve δ18OV−SMOW
kararlı izotop sonuçları sırasıyla şu şekildedir: Zengan: δ13CV−PDB:
‰-3.44 – +1.13, δ18OV−SMOW: ‰+18.04 – +26.16; Erva: δ13CV−PDB:
‰+1.47 – +2.19, δ18OV−SMOW: ‰+24.55 – +25.04; Almila: δ13CV−PDB:
‰-5.07 – -3.76, δ18OV−SMOW:
‰+27.04 – +29.05. Bu δ13CV−PDB ve δ18OV−SMOW
değerleri, cevher oluşturan sıvılardaki karbonun esas olarak Aladağ Birliği’nin
denizel karbonatlarının çözünmesinden ve manto kökenli karbonla karışmasından
kaynaklandığını düşündürmektedir. Pb İzotop Sonuçları: Metalojenik aşamada,
sülfür minerallerinin 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb
ve 208Pb/204Pb izotopik bileşimleri şu aralıklarda
değişmektedir: 18.6 – 18.7; 15.7 – 15.8; 38.8 – 39.1. Pb izotopik bileşimleri, üst
kıtasal kabuk ve orojenik kuşakta nispeten yoğunlaşmıştır. Kükürt İzotop
Sonuçları: Zengan, Erva ve Almila madenlerinden toplanan galen örneklerinin δ34SV−CDT
değerleri sırasıyla şu şekildedir: Zengan: ‰6.06 – 6.45; Erva: ‰9.50 – 9.66;
Almila: ‰10.58 – 11.30. Her üç ocakta de magmatik-evaporit aralığına düşen
kükürt değerleri göstermektedir. Ayrıca, δ34SV−CDT
değerleri, kükürdün termokimyasal sülfat indirgenmesi (TSR) yoluyla yerel
karbonat-evaporit dizilerinden gelen hidrotermal sıvıların karışımından
türetilmiş olabileceğini göstermektedir. Bu durum, cevher oluşturan metallerin
muhtemelen kabuk ve orojenezden karışık bir kaynağa sahip olduğunu
düşündürmektedir. Buradan cevher oluşturan metallerin kabuk ve orojenezin
karışık bir kaynağı olma olasılığını göstermektedir. Yatakların, dünya
çapındaki diğer CRD bölgelerine benzer şekilde olduğu görülmektedir. ICP-MS
analizinin sonuçları, NTE deseninin genel olarak sağa eğik olduğunu
göstermektedir. Nadir toprak elementlerinin toplam miktarı nispeten düşüktür.
Zengan, Erva ve Almila sahalarının ∑NTE, ∑HNTE, ∑ANTE, ∑HNTE/ANTE değerleri
sırasıyla şu aralıkta bulunmuştur: Zengan: ∑NTE: 10.50 – 45.80, ∑HNTE: 6.80 – 30.20, ∑ANTE: 3.70 – 17.20, ∑HNTE/ANTE: 0.64 – 2.06; Erva: ∑NTE:
10.8 – 18.80,
∑HNTE: 8.20 – 14.6,
∑ANTE: 2.60 – 4.20,
∑HNTE/ANTE: 3.15 – 3.47;
Almila: ∑NTE: 4.60 – 9.90,
∑HNTE: 3.10 – 6.80,
∑ANTE: 1.50 – 3.10,
∑HNTE/ANTE: 2.06 – 2.20.
Üç saha için de ∑HNTE nispeten zenginleşmiş ve ∑ANTE için ise tükenmiştir.
Cevher Yatağı Oluşumu Hakkında Sonuç: Jeokimyasal sonuçlar bir
bütün olarak ele alındığında, Zengan, Erva ve Almila (Kayseri) Pb-Zn
yataklarının Karbonat Ornatımlı (CRD) tip Pb-Zn yatakları olduğu sonucuna
varılmıştır. Bu yatakların kökeni, karbonatlı kayaçlar içerisindeki bölgesel
tektonizma tarafından kontrol edilen intrüzyonla ilişkili kurşun-çinko
yataklarıyla bağlantılıdır. Cevher oluşumları, Aladağ Birliği içerisinde
stratigrafik olarak ve KB eğilimli normal fay sistemi boyunca yapısal olarak
kontrol edilmektedir. Üç yatağın da oluşumunda derin kökenli hidrotermal
akışkanlar aktif rol oynamıştır. Cevher oluşum süreçlerinde gerilimsel
(ekstansyonel) tektonik ortam baskın olmuştur.