Geology And Genesis of Fluorite Deposit of Ovacık (Tavşanlı-Kütahya)

Öz

Epi-mesothermal fluorite mineralization of Tertiary age occurs in allochton limestone of Late Cretaceous age. The mineralization is controlled by WNW-ESE trending young faults and related shears and extension fractures. General trends of young faults are parallel to the Gediz- Simav graben system. Some dissolution cavities occured mainly in shears. Fluorite mineralization occurs in shears and dissolution cavities. Extension fractures are represented by small barite veins. Depositional texture is open space filling and represented by asymmetric banded texture in shears and symmetric banded texture in dissolution cavities. Fluorite is major ore mineral in the deposit. Calcite is major gangue mineral. Minor gangue minerals are barite and quartz. No sulfide mineralization have been observed in the deposit. The host rock is limestone. Dolomitizaiton of wall rock is common and locally intense where fluorite mineralization is dominant. Two paragenetic stages have been distinguished. Mesothermal stage: Purple fluorite- quartz-green fluorite- barite. Epithermal stage: Brown calcite - pink fluorite - white calcite. Microthermometric measurements on nearly 100 two phase (1+v), phase (1) pyrimary jnclusions, yielded mean homogenization temperature of 270 C° for purple fluorite, 254 C° for quartz, 243 C° for green fluorite, 219 C° for barite, 206 C° for brown calcite, 178 C° for pink fluorite and 160 C° for white calcite. The salinity of fluorite ranges from % 7- 8,1equ iv. wt. of NaCl. The mean homogenization temperature of monomineralic barite veins range between 219-24°C. The REE content of fluorites are slightly variable, rangnig from from 0,11 to 5,20 ppm. Ce/Yb ratios reflect the dominant trend of light REE enrichment. The purple fluorite has a lower Tb/La ratio which is indicative for earlier crystallization. Relatively higher Tb/La ratios of green and pink fluorite indicate a sequential crystallization after purple fluorite. Chondrite normalized plots an REE ratios reveal persistent negative Ce anomalies indicating high oxygen fugacities at the source area Positive Eu anomaly of puiple fluorite indicates the release of Eu+2 during dolomitization limestone and oxidation to Eu+3 at deposition site and subsequent incorporation in the puiple fluorite. Negative Eu anomalies of green and pink fluorite indicate the presence of divalent Eu in the hydrothermal fluids. The geologic, geochemical and fluid inclusion data support deposition in Tertiary hydrothermal system which is characterized by sulfide mineralization and too many thermal springs around the fluorite deposit. The most likely depositional mechanism is believed to be an increase in the pH of the ore bearing fluids upon interaction with limestone which resulted in the fluorite deposition.

Anahtar Kelimeler

• Fluorite
• mesothermal
• Ovacık -Kütahya

Ovacık (Tavşanlı-Kütahya) Fluorit Yatağının Jeolojisi ve Oluşumu

Öz

Tersiyer yaşlı epi-mezotermal fluorit yatağı Ovacık yöresindeki Üst Kretase yaşlı allokton kireçtaşları içinde oluşmuştur. Kireçtaşları dışındaki litolojik birimlerde cevherleşme yoktur. Cevherleşme zonu boyunca görülen hafif dolomitleşme, fluoritin yoğunlaştığı kesimlerde daha belirgindir. Yatakta sülfid mineralizasyonu gelişmemiştir. Fluorit oluşumu Gediz-Simav grabenine paralel BKB-DGD doğrultulu genç bir fayla ilişkilidir. Bu faya bağlı olarak KB, KD ve D-B doğrultulu makaslama ve genişleme kırıkları oluşmuştur. Cevherleşme bu kırık sistemleri ile denetlenen erime boşlukları içinde boşluk dolgusu ve daha az oranda damar dolgusu şeklinde gelişmektedir. Yataktaki esas cevher minerali fluorittir. Esas gang minerali ise kalsittir. Daha az oranda barit ve kuvars görülür. Cevherleşme, erime boşlukları içinde fluorit -kalsit şeklinde gelişen simetrik bantlı yapı gösterirken, damarlarda asimetrik bantlı yapı görülür. Fluoritli dolgular dışında, genellikle genişleme kırıkları içinde gelişen birkaç küçük monomineralik barit daman da saptanmıştır. Yatakta saptanan mineral parajenezi oldukça fakir olup, sıvı kapanım çalışmaları sonucu iki parajenetik evre ayırtlanabilmiştir. Mezotermal Evre: Mor fluorit + kuvars + yeşil fluorit + barit Epitermal Evre: Kahverengi kalsit + pempe fluorit + beyaz kalsit. Fluorit, barit, kalsit ve kuvars minerallerinde yaklaşık 100 adet sıvı kapanımda mikrotermometrik ölçümler yapılmıştır. Ölçümler iki fazlı (gaz+sıvı) ve tek fazlı (sıvı) birincil kapanmalarda gerçekleştirilmiştir. Ortalama homojenleşme sıcaklıkları mor fluoritler için 270 °C, kuvars için 254 C° yeşil fluoritler için 243 C° barit için 219 C°, kahverengi kalsit için 206 C°, pempe fluoritler için 178 C° ve beyaz kalsit için 160 C° olarak bulunmuştur. Fluoritlerde tuzluluk %7-8 NaCl eşdeğeridir. Monomineralik barit damarlarında ortalama homojenleşme sıcaklıkları 219-241 C° arasında değişmektedir. Fluoritlerin nadir toprak element (NTE) içerikleri 0,11-5,20 ppm arasında değişmektedir. Ce/Yb oranlan fluoritlerin hafif nadir toprak elementlerince (HNTE) zenginleşme göstertikleri ortaya koymuştur. Tb/La oranları mor fluoritlerin önce kristallendiğini gösterir. Fluorit NTE / Kondirit NTE değerleri, fluoritlerin duraylı bir negatif Ce anomalisine sahip olduklarını göstermiştir. Bu veri hidrotermal sıvılann kaynakta yüksek oksijen fugasitesine sahip olduklarını gösterir. Önce kristallenen mor fluoritlerde saptanan pozitif Eu anomalilisi, hidrotermal sıvılarla kireçtaşlarının etkileşimi ile gelişen dolomitleşme sonucu, kireçtaşlarından serbest kalan Eu+2 'un cevherleşme ortamında oksidasyon koşullarının devam etmesi nedeniyle Eu+3' e okside olması ile açıklanabilir. Yeşil ve pembe fluoritlerde saptanan negatif Eu anomalisi, hidrotermal sıvılann bünyesinde iki farklı değerlikli Eu'un (Eu+2 ve Eu+3) birlikte varlığına işaret eder. Jeolojik, jeokimyasal ve sıvı kapanım verileri, Ovacık fluorit yatağının, çevrede çok sayıda termal kaynak ve sülfit cevherleşmeleriyle karakterize olan Tersiyer hidrotermal sistemlere bağlı olarak oluştuğunu ortaya koyar. En olasıl gözüken oluşum mekanizması, yüksek ısıya sahip asit karakterli cevherli eriyiklerin kireçtaşları ile etkileşimi sonucu bünyelerindeki Mg'u bırakarak kireçtaşlarından Ca alması ve pH değerinin de nötrleşmesi ile fluorit oluşumu şeklinde açıklanabilir.

Anahtar Kelimeler

• Fluorit
• mezotermal
• Ovacık -Kütahya

Kaynakça

1. Akdeniz, M. ve Konak, N. 1979, Simav-Emet -Tavşanlı-Dursunbey-Demirci yörelerinin jeolojisi: MTA rap. no. 6547., Ankara.
2. Baş, H., 1983, Domaniç-Tavşanlı-Gediz-Kütahya yörelerinin Tersiyer jeolojisi: MTA rap. no. 7293, Ankara.
3. Bingöl, E., 1976, Bat ı Anadolu'nun jeotektonik evrimi: MTA Derg., 86, 14-34, Ankara.
4. Bingöl, E., 1977, Muratdağı jeolojisi ve ana kayaç birimlerinin petrolojisi: TJK Bült., c. 20, s. 2, 13-66, Ankara.
5. Brinkmann, R., 1991 Geotektonische gliederung von Westanatolien: N. Jb. Geol. Pal. Mh., 603-618
6. Demirel, Z., 1991, Kütahya-Tavşanlı Göbel kaplıcası korama alanları incelemesi: MTA, Derleme no. 9127., Ankara.
7. Dora, Ö., 1969, Karakoca granit masifinde petrolojik ve metalojenik etüdler: MTA Derg., 73, 10-26, Ankara.
8. Ercan, T., 1979, Bat ı Anadolu, Trakya ve Ege adalarındaki Senozoyik volkanizması: Jeol. Müh., 9, 23-46, Ankara

9. Erler, A., 1979, Karakoca (Simav-Kütahya) kurşun yatağı kükürt izotoplarının incelemesi: TJK Bült., c. 22, s. 1, 117-120, Ankara.
10. Gümüş, A., 1964, Important lead-zinc deposits of Turkey: Symposium on Mining Geology and the Base Metals., CENTO., 155-168, Ankara.
11. Gökçe, A., 1993, Hidrotermal maden yataklarının köken ve oluşum koşullarının araştırılmasında kararlı izotoplar jeokimyası incelemeleri ve Türkiye'den örnekler: 46. Türkiye Jeol. Kurultayı., Bildiri özleri, 46., Ankara.
12. Holland, H.D., 1965, Some applications of thermochemical data to problems of ore deposits: Econ. Geol., 60, 1101-1166.
13. Holland, H.D., 1967, Gangue minerals in hydrothermal deposits. hi: Geochemistry of hydrothermal ore deposits., H.L., Barnes (Ed)., Halt, Renihart and Winston Inc., USA.
14. Kalafatçıoğlu, A., 1962, Tavşanlı-Dağardı arasındaki bölgenin jeolojisi ve serpantin ile kalkerlerin yaşı hakkında not: MTA Derg., 58, 38-46., Ankara.
15. Kaya, O., 1972, Tavşanlı yöresi ofiyolit sorununun ana çizgileri: TJK Bült., c. 15, s. 1, 2-108., Ankara.
16. — 1988, A possible Early Cretaceous thrust origin for the North Anatolian Fault: METU Jour. P.A. Sc., 21, 105-126., Ankara.
17. — 1990, Constraints on the age, stratigraphic and structural significance of ophiolitic and adjoining rocks in the western parts of Turkey: An altemativi structural stratigraphic classification: IESCA Proceedings., v. II, 193-209., Izmir.
18. Lindgren, W., 1933, Mineral deposits: Me Graw Hill Inc., New York., 930 p.
19. McDonald, R.W. ve North, N.A., 1974, The effect of pressure ter: on Con the. J. solubility. Chem., 52 of, 3181-3186.
20. Möller, P. ve Morteani, G., 1983, On the geochemical fractination of rare earth elements during the formation of Ca minerals and its application to problems of the genesis of ore deposits in Augustiths. In: S.S. (Ed)., The significance of trace elements in solving petrogenetic problems and contraversies: Theophrastus Pub., p. 747-791., Athens.
21. Möller, P., Parekh, P.P. and Schneider, H.J., 1976, The application of Tb/Ca, Tb/la abundance ratios to problems of fluorspar genesis: Min. Deposita., v. 11, 111-116.
22. Nebert, K., 1962, Serpantin kitleleri arasına sıkışmış bir Neojen bloğuna misal olmak üzere Alabarda (Tavşanlı) linyit bölgesi MTA Derg., 58, 31-37., Ankara.
23. Öztunalı, Ö., 1973, Uludağ (Kuzeybatı Anadolu) ve Eğrigöz (Bat ı Anadolu) masiflerinin petrolojileri ve jeokronolojileri: İÜFF. Monog., 23, 115 s, İstanbul.
24. Palme, H., Suess, H.E. ve Zeh, H.D., 1981, Abundances of the elements in the solar system. In: Landolt-Bornstein Group VI: Astronomy, Astrophysic, Extension a and Supplement 1, Subvolume a (ed. in chief, K.H. Hellwege), pp. 257-272, Springer-Verlag., Berlin.
25. Richardson, C.K. ve Holland, H.D., 1979, Fluorite deposition in hydrothermal systems: Geochim. et Cosmochim. Acta., 43, 1327-1335.
26. Roedder, E., 1983, Origin of fluid inclusions and changes that occur after trapping: Mineralog. Assoc. Canada., Short Course Handbook., 2nd ed., v. 6, 101-137.
27. Schneider, H.J., Möller, P. ve Parekh, P.P., 1975, REE distribution in fluorites and carbonate sediments of the east Alpine mid Triassic sequences in Nordliche Kalkalpen: Min. Dposita., 10, 330-344.
28. Şener, M. ve Gevrek, A.I., 1986, Simav-Emet -Tavşanlı yörelerinin hidrotermal alterasyon zonları: Jeo. Müh. Derg., 28, 43-50., Ankara.
29. Şengün, M., Keskin, H., Akçagören, F., Altun, I., Sevin, M., Akat, U., Armağan, F., ve Acar, Ş., 1990, Kastamonu yöresinin jeolojisi ve paleotetis’in evrimine ilişkin jeolojik sınırlamalar: TJK Blüt., c. 33, s. 1, 1-16., Ankara
30. Üşümezsoy, Ş., 1987, Kuzeybatı Anadolu yığışım orojeni Paleotetis'in batı kenet kuşağı: TJK Bült., c. 30, s. 2, 53-62., Ankara.
31. Yılmaz, Y., 1981, Sakarya kıtası güney kenarının tektonik evrimi: İstanbul Yerbilimleri., c. 1, s. 2, 33-52., İstanbul.