HİDROTERMAL MADEN YATAKLARI


1-Genel Bilgiler

Kökensel olarak epijenetik, yapısal ve morfolojik olarak diskordan cevher kütleleri şeklinde bulunan bu yataklar, hidrotermal çözeltilerin ürünüdür. Diskordan cevher kütleleriyle ilgili bilgi Bölüm 2'de , Hidrotermal çözeltilerin kaynağı ve sınıflandırılmalarıyla ilgili genel bilgiler de Bölüm 3 ve Bölüm 4'de verilmiştir.
Magmaların kristalleşmesi hidrotermal evre ile son bulur. Hidrotermal evrede sıcaklıklar düşmüş ve 650oC-50oC arasında değişmektedir. Bu koşullarda magmasal kütleler tamamiyle katılaşmışlar ve uçucu elemanlarının çoğunu kaybetmiş durumdadırlar. Ancak üst zonlarında yer yer H2O bakımından zengin eriyikler kalmıştır. Bu eriyikler HCl, HS, H2S HF CO2 gibi bileşenlerin yanı sıra pek çok metal iyonu içerirler ve mineralleştirici sıvılar -hidrotermalitler adını alırlar. Birkaç istisna hariç epijenetik maden yatakları sınıfına giren hidrotermal maden yatakları, bu çözeltilerin etkisiyle meydana gelirler. Hidrotermalitlerin kimyasal bileşimlerinde baskın madde kondanse olmuş (yoğuşmuş) H2O ile aşağıdaki diğer uçucu elemanlar ve ağır metallerdir.
Ucucular: HCl , F, SO4, H2S, SiO3 (bunlardan en önemlisi en bol olanı HCl dır.)
Ağır metaller: Fe, Cu, Zn, Pb, Ag, Au, Sb, As, Hg, Daha az oranda Mo, Sn, U, Co, Ni, Bi
Klasik hidrotermal teoriye göre bütün hidrotermal yataklar magmasal bir sokulumla ilişkilidirler. Hidrotermalitlerin sıcaklık ve basınçları bu magmasal kütleden uzaklaştıkça ve yer kabuğunda yükseldikçe azalır. Ancak son yıllardaki yayınlara baktığımızda bu görüşün tamamiyle doğru olmadığı, yerkabuğundan sızan ve derinlerde ısınarak asitik bir yapı ve mineralleştirici bir kimyasal bileşim kazanan meteorik suların da sokulumlardan gelen mineralleştirici sıvılarla birlikte hidrotermal maden yataklarının oluşumunda etkili olduğu ortaya konmuştur (bakınız Bölüm 3). Dolayısıyla hidrotermal maden yataklarının oluşumunda hem magmatik (jüvenil) hem de meteorik ve metamorfik kökenli sıvılar ,çoğunlukla birlikte etkili olmaktadırlar. Hidrotermal çözeltilerden cevher minerallerinin oluşmasında-çökelmesinde rol oynayan önemli etkenler şunlardır.
1-Kayaç kırık, çatlak ve boşluklarında eritici maddelerin buharlaşması
2-Basınç değişimi
3-Sıcaklığın azalması
4-Ortamdaki pH değişimi
5-Yer yüzünden gelen oksijen difüzyonu
6-Diğer eriyiklerle karışma

Cevher mineralleri, kristalleşme noktalarına ve yoğunlaşma derecelerine göre sırayla kristalleşirler ve eğer bir magmasal sokulumla direkt alakalı iseler, magmasal kütle etrafında cevherli kabuklar meydana getirirler. Sıcaklıkları azalan hidrotermalitlerden metalik cevherlerin oluşum sırası genel olarak aşağıda verildiği gibidir :.
Kasiterit ve molibdenit
Fe sülfür, arseniyür ve Au cevherleri (pirotin, pirit, arsenopirit vs)
Cu sülfür cevherleri (kalkopirit, bornit, kalkozin, kübanit vs)
Zn sülfür cevherleri (sfalerit, zinkit vs)
Pb-Ag sülfür cevherleri (galen, arjantit vs)
Sb sülfür cevherleri (antimonit, realgar, orpiment)
Hg sülfür cevherleri (zinober)

Hidrotermal yataklarda kalay ve molibden mineralleri daha az görülür; en fazla görülen cevher mineralleri Cu, Fe, Pb, Zn ve diğerleridir. Demir ve bakır sülfürler diğerlerine nazaran daha yüksek sıcaklıklarda ve magmasal kütleye daha yakın yerlerde çökelirler. Antimuan ve civa cevherlerinin kristalleşme sıcaklığı daha düşüktür dolayısıyla magmadan itibaren uzaklara taşınabilirler.
2-Hidrotermal Cevherleşmeye Uygun Boşluklar

Hidrotermal maden yatakları epijenetik maden yatakları sınıfına girer ve yatakların oluşması, kayaçlar içinde kristalleşmeye uygun boşlukların varlığına bağlıdır. Çünkü büyük maden yataklarının oluşabilmesi için hidrotermalitlerin (jüvenil + meteorik köken) sürekli bir şekilde yükselmesini sağlayan kanalların veya açıklıkların bulunması gerekir. Boşluklar, ya kayaç oluşurken onunla birlikte oluşmuştur, ya oluşumundan sonra tektonik nedenlerle (kırılma, çatlama vb) yada kimyasal nedenlerle (erime, ayrışma vb.) ortaya çıkmıştır. Dolayısıyla yatakların yeri, şekli ve boyutları, içinde bulundukları kayaçların yapısal özelliklerine göre değişir. Hidrotermal maden yataklarının bir diğer önemli karakteristiği serisizleşme, kloritleşme, silisleşme, kaolinleşme ve propilitleşm gibi ayrışım olaylarının bir yada bir kaçının yataklarda gözlenmesidir.
Cevherleşmenin meydana geldiği Kayaç boşlukları şekillerine göre iki grupta toplanabilir:

1-Filon tipi boşluklar : Bu gruba giren başlıca boşluk tipleri şunlardır.
a-Fayların aralanmasıyla ortaya çıkan boşluklar
b-Makaslanma zonlarındaki kırıklar
c-Magmasal kayaçların soğumaları sırasında oluşan tansiyon çatlakları
d-kıvrılmış bölgelerdeki antiklinal ve senklinallerin tabakaları arasındaki boşluklar
e-Dayklar içindeki enine çatlaklar
2-Diğer tip boşluklar:
a-Gözenekli ve geçirgen kayaçlar (kumtaşı, kuvarsit vb) içindeki boşluklar
b-Tortul kayaçların tabaka düzlemleri
c-Antiklinallerin doruklarındaki veya senklinallerin taban zonlarındaki gerilme çatlakları
d- Kırılgan sedimanter kayaçların çökelmesi sonuca ortaya çıkan boşluklar
e-Bazı volkanik kayaçlardaki gaz boşlukları
f-Yeraltı sularının eritmesiyle kayaçlar içinde oluşan boşluklar
g-Breşlerin köşeli elemanları arasındaki boşluklar.

Breş yapıları hidrotermal maden yatakları açısından son derece önemlidir. Hidrotermal cevherleşmeye uygun breş tipleri şunlardır:
*Volkanik breşler: kraterler veya volkan baçaları içinde bulunurlar.
*Çöküntü breşleri: Yeraltı suları veya bizzat hidrotermal eriyiklerin etkisiyle oluşan zatıf zonların ve boşlukların çökmesiyle oluşurlar.
*Tektonik breşler: Tektonik olaylarlardan şiddetli olarak etkilenmiş bölgelerde meydana gelirler

3-Hidrotermal Maden Yataklarının Sınıflandırılması

Hidrotermal yataklar çeşitli kriterlere dayanarak sınıflandırılmışlardır. Bunlardan önemli olan ve günümüzde yaygın olarak kullanılan ikisi aşağıda verilmiştir:
1-Cevher yerleşme tipine göre hidrotermal maden yatakları
2-Oluşum sıcaklığına ve derinliğine göre hidrotermal maden yatakları
Epijenetik hidrotermal maden yataklarının sıcaklıklarına ve derinliklerine göre sınıflaması Bölüm 4'de verilmiştir. Bu nedenle bu bölümde yerleşme tipine göre yapılan sınıflama verilecektir.
Cevher Minerallerinin Yerleşme Tipine Göre Hidrotermal Maden Yatakları üçe ayrılır;

a-Dolgu tipi floniyen yataklar: Yan kayaçların derine inen kırık, çatlakları, tabaka sınırları, antiklinallerin taban ve senklinallerin tavan zonları vb. boşlukların hidrotermalitler tarafından doldurulmasıyla oluşan yataklardır. Bir filonun şekli, devamlılığı ve kalınlığı içinde bulunduğu kayacın cinsine göre değişir. Genellikler homojen taneli ve gevrek olamayan kayaçlar, fay oluşumuna uygundur, nispeten düzgün çatlak ve yarıklar verirler, örneğin granit, bazalt, siyenit, gnays vb. Altın, gümüş, bakır, kurşun, kalay vs metaller ile flüorit, barit vs. gibi endüstriyel hammadde minerallerine doğada genel olarak filoniyen yataklar halinde rastlanır. Genellikle yüksek tenörlü cevher içerdiklerinden eski çağlardan beri işletilmektedir. Cevher filonlarını tanımlamak için değişik terimler kullanılmaktadır. Bunların başlıcaları aşağıda kısaca tanımlanmıştır.

Epont (Wall): Filonun yan kayaçla yaptığı sınıra denir.

Salband: Filonun oluşumu sırasında hidrotermalitlerin etkisiyle yan kayaçlarda serisizleşme, kaolinleşme, kloritleşme vb. ayrışıma olaylarına maruz kalabilir. Bu durumda yan taş ile filon arasında yumuşak ve kile benzeyen bir zon ortaya çıkar. Bu ince zona salband denir.

Bonanza (cevherli sütun): Filon içinde cevher bakımından özellikle zengin kısımlara denir.

b-Dolgu tipi Emprenye (dissemine=saçınımlı) yataklar: Hidrotermalitlerin içinden geçip gittikleri yan kayaçları, kumtaşları gibi gözenekli veya gaz boşlukları içeren volkanik kayaç yada çeşitli breşik yapıda kayaçlarda olduğu gibin geçirgenliği yüksek kayaçlar ise, çözeltiler adeta kayaçlar tarafından emilerek, gözenek ve boşlukların dolmasıyla emprenye veya dissemine (içirimli) yataklar meydana gelir. Büyük rezervli bakır yatakları bu şekilde oluşmuştur.

c-Metazomatik yataklar: Metazomatoz olayı bir yerini alma (ramplasman) olayıdır. Hidrotermalitlerin kalker, dolomit, mermer gibi karbonatlı yan kayaçları eriterek, oluşturduğu boşluklarda kendi getirdiği mineralleri çökertmesi esasına dayanır. Şistler, kuvarsit gibi çözeltilerde hemen hiç etkilenmeyen geçirimsiz kayaçlar hidrotermalitlere baraj vazifesi yaparak, ortamda uzun süre kalıp reaksiyon sürelerini ve etkisini arttırırlar. Bu konuyla ilgili detaylı bilgi Bölüm 8'de verilmiştir. Hidrotermal eriyiklerin uygun kayaçlar içinde neden oldukları metazomatoz olayı sonucunda, hidrotermal metazomatik maden yatakları meydana gelir; bu yolla zengin tenörlü kurşun ve çinko yatakları oluşur. Bir çatlak boyunca nüfuz eden hidrotermal eriyiklerin neden olduğu metazomatoz sonucu, kenarları girintili çıkıntılı ve filona benzeyen bir cevherli kütle meydana gelir. Hidrotermal yatakların çoğunda bu üç tip cevherleşmenin ikili üçlü kombinasyonlarını görmek mümkündür. Bu takdirde dolgu özellikleri az veya çok kaybolmuş olur. Cevherleşme başlangıçta dolgu tipi damar ile başlar, ramplasman olayı ile devam eder. Son durum ramplasman olayını yansıttığı için yatağın metazomatoz olayını yansıttığı sanılır. Bölüm 1 de verilen Şekil 11 bu durumu gayet iyi yansıtmaktadır.