Karadağ (Torul, Gümüşhane) Fe-Cu skarn cevherleşmesininpetrografik ve sıvı kapanım özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Karadağ Fe–Cu skarn cevherleşmesi Gümüşhane'nin yaklaşık 57 km güneybatısında bulunmaktadır. Karadağ (Torul, Gümüşhane) ve etrafındaki tortul ile volkanik kayaçlar Geç Kretase yaşlı olup, tabanda kireçtaşı mercekleri içeren andezit bulunurken, bunun üzerine bazalt gelmektedir. Bu kayaçlar Karadağ Fe-Cu skarn cevherleşmesinin oluşumunu sağlayan Orta-Eosen yaşlı Karadağ Granitoyidi (kuvars porfir ve diyorit) tarafından kesilmektedir. Andezitler, mikrolitik ve glomeroporfirik dokuda olup, plajiyoklas, horblend, piroksen, epidot ve opak mineraller içermektedir. Kireçtaşları ise yeniden kristallenmiş kireçtaşları ve yer yer mermere dönüşmüş olarak bulunmaktadır. Mermerlerin arazi çalışmaları sırasında mercek şeklinde ve sakkoroid dokuda oldukları görülmüştür. Bazaltlar mikrolitik porfirik dokuya sahip olup, plajiyoklas, hornblend, piroksen ve opak minerallerinden oluşmaktadır. Karadağ Granitoyidi ise kuvars porfir ve diyoritten oluşmaktadır. Bu kayaçlarda başlıca plajiyoklas, kuvars ve ortoklas minerallerinden oluşmaktadır. Karadağ Fe-Cu skarn cevherleşmesinin etrafında dar bir alanda yüzeyleme veren diyorit ve Karadağ madeni güneydoğusunda geniş alan kaplayan kuvars porfirinin kireçtaşı ile volkanitlere sokulumu ile gerçekleşen kontak metomorfizma sonucu skarn zonu gelişmiştir. Granitoyid (kuvars porfir ve diyorit) ile kireçtaşı arasında gelişen ekzoskarn zonunda granat, epidot, manyetit, kalsit ve kuvars skarn mineralleri oluşmuştur. Skarn zonunda piroksen türü diyopsit, granat türü andradit ile grossular-anradittir. Karadağ Fe-Cu skarn cevherleşmesinin cevher mineralleri parajenezi manyetit, pirit, hematit, kalkopirit ve altından oluşmaktadır. Ayrıca cevher minerallerinde manyetitte ve hematitlerde iğnemsi, sferulitik, kravat ve tüy dokular da görülmektedir. İkincil cevher mineralleri olarak götit, limonit, dijenit, malakit ve azurit belirlenmiştir. Karadağ Fe-Cu skarn cevherleşmesindeki granitoyidlerin (kuvars porfir ve diyorit) yüksek ve orta K'lu kalk-alkali karakteristiklere sahip olup kuvars porfir örnekleri peralüminyum, diyoritler ise metalüminyum bileşimindedir. Karadağ Fe-Cu skarn cevherleşmesindeki granitoyidik kayaçların iz element karakteristiklerinin yay granitleri ile benzerlik göstermesi, Karadağ Fe-Cu skarn cevherleşmesi ile ilişkisi olan granitoyidlerin yitim sonrası oluştuğunu göstermektedir. Karadağ Fe-Cu skarn cevherleşmesindeki ekzoskarn zonu kuvars ve kalsit minerallerinden yapılan sıvı kapanımlar birincil, ikincil ve boyunlanmış kapanımlar olarak sınıflandırılmıştır. Sıvı kapanım çalışmalarında ekzoskarn zonu için sıcaklığın kuvarslarda 175-405 °C ve tuzluluğun % 0.7-9 NaCl eşdeğeri ve kalsitte sıcaklığın 186-430 °C ve tuzluluğun 0.4-18 NaCl eşdeğeri oldukları belirlenmiş olup epitermal ve skarn kökenine sahip oldukları desteklenmektedir. Karadağ Fe-Cu skarn cevherleşmesinde piroksen (diyopsit) ve granat (andradit ve grossular andradit) türü, bol manyetit, hematit ve az pirit bileşimli olması ve sıvı kapanım çalışmalarında elde edilen bilgiler ışığında cevherleşmenin oksitli şartlar altında sığ sokulum sonucunda oluştuğu doğrulanmaktadır.

Karadağ Fe–Cu skarn mineralization is located about 57 km southwest of Gümüşhane city. The sdimentary and volcanic rocks in Karadag (Torul-Gümüşhane) is being late Cretaceous age, andesit containing limestone lenses is found at the base and basalt unit comes over it. These rocks are cut by Mid-Eocene age Karadag granitoid (quartz porphry and diorite) which provided Fe-Cu skarn mineralization in the area. Andesites have microlitic and glomero-porphyrytic textures, and comprises of plagioclas, horblende, pyroxene, epidote and opaque minerals. Limestones are recrystallized and partially turned into marble. It was observed that marbles were in lens form and have saccharoidal texture during field studies. Basalts have microlitic porphyritic texture and consist of plagioclase, hornblende, pyroxene and opaque minerals. The Karadag Granitoid is composed of quartz porphyry and diorite which both are mainly consist of plagioclase, quartz and orthoclase minerals. The skarn zone developed as a result of the contact metomorphism via intrusion of a diorite outcropping in a narrow area around the Fe-Cu skarn mineralization of Karadag and the intrusion of a quartz porphyry to the volcanics and limestone, which both covers a large area in the southeast of the Karadag mine. In the exoskarn zone developed between granitoid (quartz porphyry and diorite) and limestone the skarn minerals such as garnet, epidote, magnetite, calcite and quartz were formed. In skarn zone the pyroxene type is diopside and, garnet types are andradite and grossular-andradite. The ore minerals paragenesis of Fe-Cu skarn mineralization of Karadag are composed of magnesite, pyrite, hematite, chalcopyrite and gold. Also the acicular, spherulitic, tie and hair textures are seen in ore minerals of magnetite and hematite. As secondary ore minerals, goethite, limonite, digenite, malachite and azurite have been determined. The granitoids (quartz porhyry and diorite) in the Fe-Cu skarn mineralization of Karadag have high and medium-K-calc-alkaline characteristics; and quartz porhyry is peraluminum, while diorites are metaluminum in composition. The similarity of the trace element characteristics of granitoid rocks of Karadag Fe-Cu skarn mineralization with those of arc granites indicate that the granitoids associated with Fe-Cu skarn mineralization occurred after subduction. The fluid inclusions prepared from quartz and calcite minerals occurring within the exzoskarn zone of Karadag Fe-Cu skarn mineralization are classified as primary, secondary and necked inclusions. In fluid inclusion studies, for exzoskarn zone the homogenization temperatures and its NaCl equivalent salinity in quartz are determined as 175-405 °C and % 0.7-9 NaCl, in calcites 186-430 °C and 0.4-18 NaCl, respectively. These result support that they have epithermal and skarn genesis. In Karadag Fe-Cu skarn mineralization, the determined type of pyroxene (diopside) and garnet (andradite and grossular andradit), abundant magnetite, hematite and low pyrite in paragenesis, along with the data obtained from fluid inclusion studies shows and confirm that the mineralization occurred as a result of shallow intrusions under oxidized conditions.