Keban (Elazığ) Simli Kurşun Yatağı Batı Fırat Sahası Gümüşlü Mangan

Türkiye Jeoloji Bülteni, C. 40, Sayı 1,19-36, Şubat 1997 Geological Bulletin of Turkey, V. 40, No. l, 19-36, February 1997

Keban (Elazığ) simli kurşun yatağı Batı Fırat Sahası gümüşlü mangan cevherlerinin jeokimyası Geochemistry of silverbearing manganese ores of West - Euphrates Sector of lead - silver deposit Keban (Elazığ)

Hüseyin ÇELEBİ Fırat Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 23100 Elazığ

Oz Makalede Keban (Elazığ) dolayından derlenen cevher örneklerinin Ba ve buna bağlı olarak Pb, Sr, Mn ve Fe içerikleri jeokimyasal açıdan incelenmektedir. Cevherleşmelerdeki çok değişken barit oranı %28'e ulaşmaktadır. BaO derişimi MnO ve FeO derişim- lerine oranla düşük, PbO'ya oranla yüksektir. Arazi ve mikroskopik araştırma sonuçları, oluşuklardaki Ba'un sadece barite bağlı ol- duğunu göstermektedir. Log - normal bir dağılım sunan Ba değerleri, S, Pb ve Sr değerleri ile uyumlu, Ca ve Mg ile de uyumsuz bir bağıntı göstermektedir. FeO ile BaO + MnO arasında uyumlu bir bağıntı bulunmaktadır. Bu bağıntıdan yeni oluşukların aranmasın- da yararlanılabilir.Baritin iri kristalli oluşu, sülfîtli cevherlerde de gözlenmesi, Mn ve Fe oksit /hidroksitleri ile beraber bulunması, yüksek Pb ile düşük S, Cu ve Zn derişimleri, Mn ve As arasındaki uyumlu bağıntı ve elementlerin log - normal dağılımı eksalatif sedimanter oluşum savını kuvvetlendirmektedir. Mn - Ba ve Fe/Mn - Ba değişimleri bakımından Keban gümüşlü mangan oluşuk- ları En Kafala (Etyopya) ve Stromboli (Yunanistan) eksalatif sedimanter yataklarına benzemektedir. Anahtar Sözcükler: Keban, Jeokimya, Mangan ve Baryum. Abstract In this paper, Ba and related elements Pb, Sr, Mn and Fe contents of investigated ores samples are geocliemically studied. The strongly variable barile values in ore reach up to 28%. MnO and FeO are dominant in comparision with BaO and PbO. Field and microscopic investigations indicate that barite is the only Ba - bearing phase. Ba values distribution is log - normal and correlates with S, Pb and Sr positive. The Ba correlation with Ca and Mg is negative. FeO correlate with BaO + MnO positively and can be used for prospection on new mineralizations.Coexistence of barite with Mn and Fe oxides I hydroxides, coarse crystalline barile, its occurrence in sulfide ores too, high Pb and low S, Cu and Zn values, the positive correlation between Mn and As and the log - normal distribution of elements support exhalative sedimentary origin thesis for the deposits. Mn - Ba and FelMn-Ba variations show the similarity of Keban argentiferous MN ore deposit to the exhalative sedimentary deposits En Kafala (Ethiopia) and Stromboli (Greece). Key Words: Keban, Geochemistry, Manganese and Barium.

GİRİŞ 1940'ta kurulan Keban Simli Kurşun İşletmeleri, fa- Bitişiğinde bulunduğu Keban İlçesinin adını taşı- aliyette olduğu 1983 yılına kadar Türkiye'nin önemli bir yan Keban Maden Yatağı, Elazığ'ın yaklaşık 45 km ba- işletmesi durumundaydı. Ekonomik rezervlerin tüken- tısında, Fırat Nehri'nin doğu yakasında, nehir üzerinde mesi ve sürdürülen arama çalışmalarının da olumsuz 140 m yüksekliğindeki Keban Barajı'nın hemen güne- sonuç vermesi üzerine işletme 1989'da kapatılmıştır. yinde bulunmaktadır (Şekil 1). Derin, sarp ve çıplak ya- Tesisler 1993/94 öğretim yılından beri Fırat Üniversite- maçlarla belirlenen Keban Maden Yatağı sahası yakla- si'ne bağlı meslek yüksekokulu olarak kullanılmaktadır. şık 10 km2llik bir alanı kaplamaktadır. Keban ve çevresinde şimdiye kadar gerçekleştirilen Tarihi bir geçmişe sahip olan polimetalik Keban çalışmaların büyük çoğunluğu yatağın Doğu Fırat kıs- Maden Yatağı'ndaki ilk madencilik çalışmalarının Î.Ö. mında yoğunlaşmıştır. Bunlar, çoğunlukla genel jeolo- 2. bin yıllarına kadar gittiği ve Hititlere ait olduğu belir- ji, mineraloji, petrografi kapsamlı veya rezerv aramala- tilmektedir (Seeliger ve diğ., 1985). Radyometrik yaş rına yönelik çalışmalardır (Kumbasar, 1964; Ziserman, tayini, eski galeri, pasa ve cüruflar bu görüşü doğrula- 1969; Kineş, 1969 ve Kipman, 1976). Jeokimyasal ça- maktadır. Yatak, aralıklarla Bizans ve Osmanlı döne- lışmalar daha yeni ve yerel araştırmaları oluşturmakta- minde de işletilmiştir. Örneğin 1727 yılında 12.8 t gü- dır (Köksoy, 1972; Hanelçi, 1991; Yılmaz ve diğ., müşün İstanbul'a gönderildiği ve 1734'te de Keban'da 1992; Çelebi ve diğ., 1955; Çelebi ve Hanelçi, 1996). gümüş sikkelerin basıldığı bilinmektedir (Ulutan, Doğu Fırat'ta rezervlerin tükenmesi ve işletmenin kapa- 1987). Bu tarihlerden sonra işletme daha mekanize edi- tılması, dikkatleri çok eskiden de işletildiği bilinen Batı lerek geliştirilmiştir (Tızlak, 1991). Fırat kısmına çekmiştir.

19 ÇELEBİ

birimleri, Permo - Karbonifer yaşlı Keban metamorfitleri (mermerler, kalkşist ve klorit şistler), Üst Kretase - Paleosen yaşlı magmatitler (trakit - trakiandezit soku- lumları) ile Kuvaterner'in taraça ve alüvyonlarıdır (Şe- kil 2). Metamorfitler Kipman'a (1976) göre Permo - Karbonifer yaşlı me- tamorfik birim, alttan üste doğru, kalkşist, gri, fosilsiz rekristalize kireçtaşlan ile serisit - klorit şistlerden X Maden Iftatnwsi Aktın meydana gelmektedir (Şekil 2). En yaşlı ve en yaygın * Kapalı Ocak Mantom* kalkşistlerin kalınlıkları 1400 m'ye varmakta ve yatak bölgesinin her tarafında gözlenmektedir. Kuzeydoğu - Şekil 1. Yer bulduru haritası. güneybatı doğrultulu ve genelde güneydoğu dalımlı, üs- Figure I. Location of the study area. tüne uyumsuz gelen serisit - klorit şistlerle dokanağı kesin olmayan bu birim, esas cevherli zonlan içermek- Maden yataklanndaki eser elementlerin incelenmesi, tedir. Kısmen belirgin tabakalanma ve buna paralel şis- jeolojik, metalürjik ve ekonomik bakımdan büyük önem tozite sunan kalkşistlerde, yer yer kalınlıkları 20 m'ye, taşımaktadır. Bir litofil element olan Ba, öncelikle K tabaka kalınlıkları da en çok 1 m'ye varan tabakalı rek- ile birlikte feldspat ve mika minerallerinde derişir (En- ristalize kireçtaşlarına rastlanmaktadır. Bunun yanında gelhard, 1936). Yüzeysel ayrışma, diyajenez ve hidro- dolomitik ve masif rekristalize kireçtaşlan da yerel ola- termal işlevlerle serbestleşen Ba, sülfid (Pb, Zn), man- rak önemli olabilmektedir (Hanelçi, 1991). Bant ve mer- ganez ve karbonat yataklarında zenginleşir. Bu nedenle cek şeklindeki bu alt birimler, birbiriyle yanal ve düşey değişik tipte yatak oluşturur ve hidrotermal yataklarda geçişlidir. Gelişmiş çatlak ve kırık sistemleri ile taba- yaygın gang minerali olarak bulunur (Petrascheck ve ka düzlemlerine magmatik kayaçlann dayk ve sil şek- Petrascheck, 1992). Bunun en iyi örneği Kuroko tipi ya- linde yerleştiği ve dokanaklarda skarnlaşmaya neden taklardır (Shikazono, 1994). Ba'un en ekonomik mine- olduğu sık sık gözlenmektedir (Akgül, 1993). rali olan barit, en çok sondajcılık, inşaat, cam, seramik, boya, plastik, kağıt, kauçuk ve tıpta kullanılır. Lepidoblastik dokunun etkin olduğu kalkşistlerin mineralojik bileşimi esas olarak belirgin basınç ikizlen- Bu çalışma ile Keban polimetalik maden yatağının meleri gösteren bol miktardaki kalsitten, daha az rastla- Batı Fırat sahasındaki gümüşlü mangan cevherinin Ba nan albit, epidot, klorit ve kuvarstan oluşmaktadır. Ar- derişimleri, jeokimyasal yönden incelenerek benzer ya- tan serisit ve klorit oranı ile tedricen açık renkli taklarla karşılaştırılacaktır. Bu amaçla Ba'un incelenen kalkşistlerden koyu renklilere geçilmektedir (Hanelçi, cevherlerin ana elementleri olan Mn ve Fe ile yan ele- 1991). mentleri oluşturan K, Sr ve Pb arasındaki ilişkileri irde- lenecektir. Sonuçlardan yatağın kökeni ile ekonomik Rekristalize kireçtaşları (Mermerler) Doğu Fırat'ın potansiyeli hakkında yeni verilerin elde edilmesine çalı- güneyinde yaygın olarak bulunmaktadırlar. Masif ve şılacaktır. mikritik bu kayaçlar, yer yer stilolit yapılan göstermek- JEOLOJİ tedir. Fırat'ın doğu kıyısı boyunca gri renkli, kalın taba- kalı, belirgin şistozite gösteren rekristalize dolomitik Jeolojik olarak Anadolu'nun Toros Tektonik Birli- kireçtaşlan gözlenmektedir (Şekil 2). Kipman'a (1976) ği'ne bağlı bulunan Keban Bölgesi'nin yakın çevresi göre ender olarak bulunan Glomospira sp. ve Ammodis- Kipman (1976 ve 1982), Asutay (1988). Aktaş ve Ro- cus fosilleri, bunların yaşının Permo - Karbonifer oldu- bertson (1990), Yazgan ve Chessex (1991) ve Yılmaz ğuna işaret etmektedir. Bu kayaçlann çatlak ve yankla- (1993) tarafından ayrıntılı incelenmiştir. Yatağın geniş nnda nadiren bitüminlere de rastlanmaktadırlar. çevresi çeşitli kayaç birimlerinden meydana gelmektedir. Bunlar, metamorfitler (Permo - Karbonifer; mer- Rekristalize kireçtaşlan ve bunlann doğusunda yay- merler ve kalkşist), Yüksekova karmaşığı, (Üst Kreta- gın olan yeşilimsi serisit - klorit şistler, yer yer masif se; granitoit, bazalt, dasit, sedimanter kayaçlar), Seske kireçtaşı olistolitleri ve metatürbiditler içerirler. Bu bi- formasyonu (Paleosen; kireçtaşlan). Kırkgeçit formas- rimin mineralojik bileşimini oluşturan serisit, klorit, yonu (Eosen; konglomera, kumtaşı ve kireçtaşı), ile kuvars ve demir mineralleri çoğunlukla yan öz veya şe- Alibonca formasyonu'dur. (Miyosen; konglomera, kum- kilsizdir ve şistoziteye uyumlu dizilmişlerdir (Hanelçi, lu kireçtaşıları, marn). Yatak sahasının önemli kayaç 1991).

20 KEBAN (ELAZIĞ) SİMLİ KURŞUN YATAĞI

Saha gözlemleri ve mikroskop incelemeleri Keban Karmaşığı ile Guleman Ofiyolitleri üzerine bindirmiş- yöresinin bir bölgesel, bir de kontakt başkalaşım geçir- tir (güneyde, harita alanının dışında). Son olarak yatak diğini ortaya koymaktadırlar. Yeşil şist fasiyesinin ku- sahası bu kuvvetlerin etkisi ile kuzeyden güneye bir vars - albit - muskovit subfasiyesindeki bölgesel başka- horst - graben şeklini almıştır. laşımın cevherleşmeyi de etkiliyerek kıvrımlanmaya CEVHERLEŞMELER neden olduğu gözlenmiştir. Buna karşın kontakt başka- laşım siyenitlerin rekristalize kireçtaşlarına sokulumu Keban Maden Yatağı'nda uzun süre ekonomik işle- sırasında bunlarla olan dokanak zonlarında Hornfels fa- tilen Ag içerikli Pb oluşukları yanında değişik miktar siyesinde gelişmiştir (Hanelçi, 1991 ve 1996). ve kalitede Cu, Zn, Mn, Fe, V, Mo ve F elementlerini Magmatitler içeren oluşuklar da bulunmaktadır (Şekil 2). Bu nedenle Keban sahası "polimetalik maden yatağı" olarak nite- Keban Maden Yatağı sahasının magmatik kayaçları lendirilmektedir (Öztunalı, 1989). Bunların tümünün iş- çoğunlukla doğu Fuat kısmında yaygınlık göstermekte- letilmesi hem rezerv, hem de kalite bakımından dir (Şekil 2). Güney - kuzey doğrultulu bu kayaçlar, me- şimdilik ekonomik görülmemektedir. tamorfitlerin kırık ve çatlak sistemlerine, tabaka ve şis- tozite düzlemlerine dayk ve sil şeklinde Keban Maden Yatağı sahasının birincil cevherleş- yerleşmişlerdir. Bu birim, Asutay (1988) tarafından meleri kalkşistlerin ve rekristalize kireçtaşlarının taba- trakit ve traki - andezit olarak tanımlanmakta ve Üst kalarına uyumlu sülfit cevherleşmeleridir (Dirim ve Kretase yaşlı kabul edilmektedir (72 ± s my.). Pembe diğ.., 1985, Yiğit, 1989 ve Hanelçi, 1991 ve 1996). Bu- renkli ve porfirik dokulu bu kayaçların kalınlıkları bazı nun yanında Yiğit (1989) tarafından ikincil, Hanelçi yerlerde birkaç 100 m'ye varmaktadır. Gevşek yapılı (1991 ve 1996) tarafından da birincil cevherleşme ola- bu birim, kuvvetli bir hidrotermal alterasyona uğramış- rak görülen Mn - Fe oksit ve hidroksit cevherleşmeleri tır. Mineralojik bileşimi yaygın özşekilli K - feldspat geniş bir yayılım sunmaktadırlar. Sahada daha az oran- (Sanidin ve Ortoklas), yarı özşekilli plajiyoklas ve da birincil sülfat (baıit, jips) ve flüorit mineralizasyonla- hornblendlerden oluşmaktadır. Bunların yanında sıkça rı da gözlenmektedir. biyotit ve kuvars bulunmaktadır. Eser halde zirkon, apa- tit, titanit, pirit ve manyetit gözlenmektediler. Batı Fırat cevherleşmeleri, yüksek Mn ve Fe içerik- leri ile Doğu Fırat cevherleşmelerinden ayrılmaktadır. Keban Maden Yatağı sahasının Kuvarterner bilimle- Doğu Fırat'ın masif cevher mercekleri Batı Fırat'ta gö- ri teras, alüvyon ve döküntü birikintileridir (Şekil 2). rülmemektedir. Buna karşın Batı Fırat'ın tabakaya Teraslar Keban, Zeryan ve Karamağara derelerinin eski uyumlu cevherleşmelerinin yanal uzanımları daha bü- su seviyelerini yansıtmaktadırlar. Moloz ve 5 - 10 cm yüktür. Keban Maden Yatağı sahasındaki tüm cevher çapındaki bloklardan meydana gelen bu konglomerala- tiplerinin bumda ayrıntılı anlatılması konunun kapsa- rın çimento maddesi kumtaşı, kil ve karbonatlardır. Alüvyonlar Fırat Nehri ve buna dökülen derelerin ya- mını aşacağından, aşağıda sadece Batı Fırat cevherleş- taklarında görülmekte ve çevrede bulunan tüm kayaç ve melerine değinilecektir. cevher çeşitlerini içermektedirler. Sondaj ve galeri çalışmalarından elde edilen verile- Keban Maden Yatağı'nın içinde bulunduğu bölge re göre Batı Fırat'taki cevherli zonun kalınlığı yer yer kıvrımlanmanın etkin olduğu karışık bir tektonik yapı 80 m'ye, yanal uzanımları da 400 m'ye varabilmektedir. sunmaktadır (Şekil 2). Sahanının kayaç bilimleri genel Cevher zonu, altta kalınlığı yaklaşık 15 m olan birincil olarak kuzeydoğu - güneybatı doğrultulu ve güney doğu ve saçınımlı sülfit cevherleşmesi ile başlar (Yiğit, dağılımlıdır (Kineş, 1969; Hanelçi, 1991 ve 1996). Ki- 1989). Bunun üstünde tabakaya uyumlu, kalkşist ve neş (1969) ve Hanelçi (1991) sahanın tektonik yapısını rekristalize kireçtaşları ile ardalanan Mn - Fe oksit / karakterize eden bu kıvrımlar için Hersinyen orojenik hidroksit cevherleşmeleri yer alır (Dirim ve diğ., 1985). fazını kabul etmektedirler, daha genç fay ve kırık sis- Bu iki cevherleşme zonunun sınırı yaklaşık yeraltı su temlerini de Alpin orojen fazına bağlamaktadırlar. Ha- seviyesine tekabül etmektedir. Oksit / hidroksit cevher- nelçi'ye (1996) göre bölgedeki tektonik yapının oluşu- leşmelerinin alt kesimlerinde en çok 10 cm kalınlığında munda kuzeybatı - güneydoğu yönündeki çekme - baıit damarlarına ve üst kısımlarda da nadiren zayıf flü- gerilme ve kuzey - güney doğrultulu sıkışma kuvvetleri oritli seviyelere rastlanmaktadır (Yiğit, 1989). etkili olmuştur. Bu kuvvetlere bağlı olarak yatak bölge- sinde doğu - batı yönünde kırılmalar ve kuzeydoğu - Cevherli seviyeler, boyutları sık sık değişen, kalk- güneybatı yönünde de kıvrımlar meydana gelmiştir. şist ve rekristalize kireçtaşları ile ardalanan tabaka ve Aynı zamanda sıkışma kuvvetlerinin etkisinde kalan mercek şeklinde bulunurlar. Batı Fırat'ta ardalanan kuzeydeki Keban Metamorfitleri, güneydeki Yüksekova mangan sıvamalı (Yiğit, 1989) kalkşist ve rekristalize

21 ÇELEBİ

22 KEBAN (ELAZIĞ) SÎMLÎ KURŞUN YATAĞI

kireçtaşları ile birbirinden ayrılan ortalama 3 m kalınlı- lin psilomelan (Şekil 3), limonit ve siderit oluşturmak- ğında 3 önemli cevher seviyesi saptanmıştır. Bu sevi- tadır. Fakir cevher tipi ise, rekristalize kireçtaşlarının yeler sürülen galerilerle (Şekil 2), Gümüş Galeri (+730 kırık ve çatlak sistemlerini dolduran, az yayılım göste- m), Batı Fırat-1 (+765 m) ve Batı Fırat - 2 (+780 m) ren ağsı Mn ve Fe minerallerinin yerel zenginleşmele- olarak ayrıntılı incelenmiştir (Dirim ve diğ., 1985 ve rinden oluşmaktadır. Başlıca gang mineralleri ankerit, Yiğit, 1989). Bu incelemelere göre ardalanan kalkşist barit, granat, markazit ve kalsittir. ve rekristalize kireçtaşlarının kalınlıkları 10 m'ye ula- Yiğit (1989) Batı Fırat cevherleşmelerini yapısal şırken, bunlarla ardalanan cevher tabakaiarınının kalın- özelliklerine göre tabakaya uyumlu, ağsı, skarn, karstik lıktan en çok 2 m olabilmektedir. Ek olarak açılan Batı ve sedimentasyon zonu tiplerine ayırmaktadır. Buna Fırat - 3 ve Gazi galerilerinde önemli cevher düzeyleri- karşın Hanelçi (1996) bunları tabakaya uyumlu, kon- ne rastlanmamıştır. takt metazomatik ve karstik cevherleşme gruplarına Aynı yapısal özelliklere sahip olan sülfit ve oksit / ayırmaktadır. hidroksit cevherleşmeleri, mineralojik olarak farklılık- Tabakaya uyumlu cevherleşmeler yapısal olarak lar sunmaktadır. Sülfit cevherleşmelerinde oksit / hid- masif, bantlı, ağsı ve saçınındı cevher tiplerine ayrılır- roksit minerallerine rastlanmamaktadır. Ancak oksit / lar. Masif ve tabakalı cevherleşmeler, kalınlıkları 1.5 hidroksit cevherleşmelerinde sülfitli minerallerin oranı m'yi geçmeyen bant ve küçük mercekler şeklinde, yo- yer yer önemli olabilmektedir. ğun olarak cevherli zonlann üst kısımlarında izlenirler. Öztunalı (1989) buradaki oksit / hidroksit cevherleş- Saçmımlı cevhere, cevher zonunun her yerinde rastlan- melerini bir zengin ve bir fakir sınıfa ayırmaktadır: masına karşın, düzensiz, ince çatlak ve kırık dolgusu Zengin cevher tipi ortalama kalınlığı 2 mfyi geçmeyen, halindeki ağsı cevher, sadece alt kısımlarda görülür. az yönlenmiş ve ince tabakalı cevherden oluşan mer- Tabakaya uyumlu cevherleşmelerinin en yaygın cekler görünümündedir. Esas mineralojik bileşimini ço- cevher mineralleri pirolüzit, psilomelan, kriptomdan, ğunlukla ışınsal pirolüzit, kollomorf veya kriptorkrista- manganit ve limonittir. Bu sulu mineraller kollomorf bir yapı sunarlar ve hep beraber bulunurlar (Hanelçi, 1991). Şekil 2. Keban Maden Yatağı'nin jeoloji haritası (Hanelçi'den, Cevher içindeki oranları oldukça değişkendir ve yer yer 1991, sadeleştirilmiştir). Mn cevherlerini (%40 Mn) oluşturabilmektedir. Bu ok- 1- Alüvyon, 2- Yamaç molozu, 3» Trakit - Trakilatit, 4- Serisit sit / hidroksit mineralleri yanında çoğunlukla özşekilli - kloritşist, 5- Tabakalı rekristalize kireçtaşı, 6- Dolomitik rek- ve kısmen galen bulunur. Daha az oranda kalkopirit, ristalize kireçtaşı, 7- Kalkşist, 8- Masif rekristalize kireçtaşı sfalerit, tetraedrit, pirarjirit, arsenopirit, fahlerz ve enar- olistolitleri, 9- Cevher mostrası, 10- Kıvrım ekseni, 11- Fay jite rastlanmaktadır. İkincil mineral olarak smitsonit, (kesin, olası), 12- Jeolojik sınırlar (kesin, olası), 13- Tabaka anglezit, serüsit, rodokrozit, siderit, ankerit ve kalsit doğrultu ve eğimi, 14- Folyasyon doğrultu ve eğimi, 15- Galeri yaygınlık göstermektedir. En önemli gang mineralleri grisi, 16- Önemli Oluşuklar:, 1- Gümüş Galeri (GG), 2- Batı barit, kuvars, dolomit ve serisittir. Fırat -1 (BF-1), 3- Batı Fırat - 2 (BF-2), 4- Batı Fırat - 3 (BF- 3), 5- Batı Fırat - 4 (BF-4, 1-5: Mn-Fe-Pb-Ag), 6- Karamağara (kuzeyde, harita alanı dışında, F ve Mo), 7- Mistik Mağara (V), 8- Anaocak (Pb-Ag-Zn) ve 9- Zeryan Dere (Cu-Pb-Zn).

Figure 2. Geological map oftlıe Keban Mining District (simp- lified after Hanelçi, 1991).

1- Alluvion, 2- Rubble, 3- Trachyte - Trachylatite, 4- Sericite - Chlorite - Schist, 5- Recrystallised staralalimestone, 6- Dolo- mitic recrystallised limestone, 7- Calcschist, 8- Massive recrystallised limestone olistholite, 9- Ore outcrop, 10- Anticlinal axis, 11- Fault (observed, possible), 12- Geological border (observed, possible), 13- Strike and dip of Layer, 14- Strike and dip of Foliation, 15- Gallery and 16- Important ore mineralizations: 1- Gümüş Galeri (GG), 2- Batı Fırat -1 (BF-l)t 3- Batı Fırat - 2 (BF-2), 4- Batı Fırat - 3 (BF-3), 5- Batı Fırat - 4 Şekil 3. Psilomelanı (koyu gri) kesen bir pirolüzit damarcığı (BF-4,1-5: Mn-Fe-Pb-Ag), 6- Karamağara (nor/ıern of the (açık gri). Çapraz nikol. moping area, F und Mo),•. 7- • Mistik Mağara (V),8- Anaocak Figure 3. A pyrolusite vein (light gray) through psilomelan (Pb-Ag-Zn) and9- Zeryan Dere (Cu-Pb-Zn). (dark gray). Crossed nicols.

23 ÇELEBİ

Metazornatik cevherleşmelere özellikle magmatit- lerle rekristalize kireçtaşı dokanaklarında rastlanmakta- dır (Hanelçi, 1996 ve Dirim ve diğ., 1985). Küçük bo- yutta (birkaç m) olan bu cevherleşmeler, doğrudan siyenit sokulumlarına bağlı bulunmaktadır. En yaygın mineralleri grasülar, andradit, biyotit ve fiogopittir. Ha- nelçi (1996)ye göre bu cevherleşmelerde Keban'ın baş- ka yerinde bulunmayan manyetit de gözlenmektedir. Sülfit minerallerinden sadece pirit ve kalkopirit yaygın- dır. Nadiren siderit ve ankerit içeren bu cevherleşmeler- de kuvars oldukça azdır. Karstik cevherler, kalkşistlerdeki tabakalı rekristalize kireçtaşlarının karst boşluklarını dolduran cevher- lerdir (Hanelçi, 1996). Bu cevherleşmeler çeşitli oran Şekil 4. Kalsit malriksi içinde prizmatik gri barit kristalleri, ve tane boyunda kil, kum ve blok içeren otokton klastik kuvars (açık gri) ve cevher (siyah). Paralel nikol. malzemeden meydana gelirler. Bunlar yankayacı etkile- meyen dolgu maddesi halinde bulunurlar. En önemli Figure 4. Prismatic, gray barite crystals in calcite matrix, qu- cevher mineralleri pirit, markazit, galen, psilomelan, gö- artz (light gray) and ore (dark). Parallel nicols. tit, ankerit ve limonittir (Hanelçi, 1991). oluşuklarını, sedimanter cevherleşmelerin kireçtaşları- Burada araştırılan Batı Fırat sahasındaki baritler, na remobilizasyonu ile açıklamaktadır. Kineş (1969), gümüşlü mangan cevherleşmelerinin önemli bir gang yatağın Paleosen yaşlı siyenit sokulundan ile metasedi- minerali olarak değerlendirilmektedir (Yiğit, 1989 ve manlara metazomatik olarak yerleşmesi sonucu oluştu- Hanelçi, 1991). Genellikle gümüşlü mangan cevherleş- ğu, Kipman (1976) ise yatağın Alpin orojenezi sonucu melerinin altında, kalınlıkları 10 cm'yi geçmeyen taba- sübvolkanik gelişimlere bağlı olarak oluştuğu üzerinde kaya bağlı damarcık ve bantlar şeklinde izlenirler. Barit durmaktadır. mineralizasyonu tabakaya uyumludur (stratabound) ve Dirim ve diğ. (1985) ve Yiğit (1989) Batı Fırat cev- geniş yayılım sunarlar. Yer yer sülfit cevherleşmelerin- herleşmelerini hidrotermal birincil sülfit cevherleşme- de de gözlenirler. lerinin oksidasyon ürünü ikincil cevherleşme olarak Baritlerin arazideki görünümleri süt beyazı renkte görmektedirler. Buna karşın Hanelçi (1991) bu oluşuk- ve iri kristalidirler. Çoğunlukla mangan cevherleşmele- ların birincil cevherleşme olduğunu vurgulamaktadır. ri ile iç içe, kuvars, siderit ve kalsit ile beraber bulun- Öztunalı (1989) ve Hanelçi (1991 ve 1996)ye göre maktadırlar. Mikroskop altında prizmatik, özşekilli ve- Keban polimetalik maden yatağı, birincil "Kızıl Deniz ya yarı özşekilli barit kristalleri, bulanık gri rengi ve Tipi" sedimanter kökenlidir. Bu çalışmalar, mevcut olu- tabana paralel dilinimleriyle kolayca diğer mineraller- şukların, birincil cevherleşmelerin sübvolkanik işlevler den ayırdedilmektedir (Şekil 4). Bazen de kuvars ara- ve meteorik sularla kireçtaşlarına metasomatik olarak sında ince taneli yığışımlar şeklinde görülmektedir. yerleştiklerini ve "Kuroko Tipi" yatak oluşturduklarını Shikazono (1984) ince taneli baritin oluşumunu çabuk vurgulamaktadırlar. soğumaya bağlamaktadırlar. Örnek malzemesi ve araştırma yöntemleri Hanelçi'ye (1991) göre Keban Maden Yatağı saha- sında yaklaşık 10 mil. t %1 Cu, %2 Pb ve 50 ppm Ag Jeokimyasal arama çalışmalarının temelini, Keban içerikli rezerv (kesin + muhtemel) bulunmaktadır. Maden Yatağı'nın Batı Fırat sahasında açılan Gümüş Galeri'de (Şekil 2, GG, +730 m) değişik yönlerde yapıl- Köken hakkındaki görüşler mış 4 yer altı sondajının karotlarından alınan 21 gü- Keban yatağının kökeni hakkında çok farklı görüş- müşlü mangan cevher örneği oluşturmaktadır. Örnek ler bulunmaktadır. 1986'dan önceki görüşler (Kumba- aralığının saptanması için hesaplanan Mn ve Pb var- sar, 1964, Kineş, 1969, Ziserman, 1969 ve Kipman, yogramları, optimal örnek aralığını 6 m olarak vermiş- 1976) magmatik ayrışmanın son safhalarını öne çıka- tir (gösterilmemiş). Örnekler, %70 karot verimi dikkate rırken, daha sonraki araştırmacılar (Öztunalı, 1989 ve alınarak (Yiğit, 1989) ve örneklerin birbirine bağımlılı- Hanelçi, 1991) volkanosedimanter kökeni savunmakta- ğını sağlamak amacıyla, yaklaşık 3 m aralıkla alınmıştır. dırlar. Kumbasar (1964) yatağın oluşumunu hidroter- Elementlerin derişimi röntgenflöresans (X-RAY) rnal - metazomatik ve pnömatolitik oluşumlara dayan- analiz yöntemi ile Berlin Teknik Üniversitesi Maden dırmaktadır. Buna karşın Ziserman (1969) Keban Yatakları Enstitüsü laboratuvarlannda saptanmıştır.

24 KEBAN (ELAZIĞ) SİMLİ KURŞUN YATAĞI

Burada 21 örneğin tümünde 31 ana ve eser elementin ler çok çeşitlidir. Bunların en önemlileri, sıklık sırasına analizi yapılmıştır. Yöntem uygun olmadığından, Ag göre, pirolüzit, psilomelan, rodokrozit, lepidokrokit ve saptanamamıştır. Daha önceki çalışmalarda incelenen siderit ile ankerittir. Mangan minerallerinin bu grubun- cevherlerin ortalama 150 ppm Ag içerdikleri belirtil- da Mn/O oranı büyük rol oynır (Rosier, 1979). Bunlar, mektedir (Hanelçi, 1991 ve Yiğit, 1989). Saptanabilen %63 civanndaki teorik Mn oranı yanında, her zaman elementlerin analiz değerleri Çizelge l'de verilmiştir. için değişik oranlarda Fe, Si, Ca, Ba ve K da içerirler. Analizi yapılan eser elementlerden Ga, Th ve Tl buluna- mamıştır. Mo, Sn ve U sadece birkaç örnekte ve çok Analizi yapılan mangan cevherleri ortalama olarak düşük oranda (<10 ppm) bulunmuştur. Bu nedenle bu %7.49 MnO, % 10.32 FeO (toplam) ve %1.73 BaO içer- elementler değerlendirmeye alınmamıştır. mektedirler (Çizelge 1). Yüksek MnO, FeO, MgO, CaO, BaO ve PbO içeriklerine karşın SiO , A1 O , Deneyimlere göre bu analiz yönteminin göreceli ha- 2 2 3 Na2O, K2O, Cu ve Zn bileşenlerinin oranı düşüktür. ta payı, elemente bağlı olarak, ± %3 (Cr, Ni) ile ± % 10 Örneklerin düşük su içeriklerine karşın kızdırma kaybı (Na, Mg) arasında değişmektedir. İncelenen verilerin oldukça yüksektir. Bu, ancakyüksekorandaki karbonat- bir küme (popülasyon) oluşturdukları ve istatistiksel in- lı yankayaç (kalsit, dolomit, ankerit)l mineral (rodokro- celenebilecekleri t-testi ile denetlenmiştir. Analiz so- zit, siderit, serüsit, smitsonit) ve kristal suyu ile açıkla- nuçlarının değerlendirilmesinde derişim üçgenleri, sık- nabilir. Eser elementlerden özellikle As, Cl ve F lık dağılımı, bağıntı (korelasyon) ve bağınım değerleri yüksek ve değişkendir. Buna karşın daha az (regresyon) yöntemleri uygulanmıştır. Gerektiğinde, bulunan Co, Cr, Ni, V ve Zr gibi eser elementlerin de- örneğin daha iyi görünüm elde etmek için, diyagramlar- ğerleri düzenlidir. da uç değerler Dörffel'e (1962) göre, ortalam değer + 4x standart sapma olacak şekilde, düşürülmüştür. Hesap- Keban Maden Yatağı'nın Batı Fırat sahasının gü- lama ve çizimler Fırat Üniversitesinde MS-Excel 5.0 müşlü mangan cevherleri kanşık bir jeokimyasal bir- programı ile yapılmıştır. liktelik sunmaktadır. Buranın ana elementleri siderofil ARAŞTIRMA SONUÇLARININ İRDELENMESİ Mn ve Fe ile kalkofil Pb, Zn ve Cu elementler olmakla beraber, yüksek oranda Ba ve Sr gibi litofil elementler Elektron mikroskop analizleri de olabilmektedir. Batı Fırat mangan cevherleşmelerindeki baritlerin Ba'un hemen hemen her hidrotermal yatakta Mn ile ayrıntılı incelenmesi için yapılan kimyasal analizlerine birlikte bulunduğu bir gerçektir (Maynard, 1983). Mik- paralel olarak elektron mikroskop (microprobe) element roskopik gözlemler ve BaO - SO bağıntısı gibi jeokim- dağılımları ve mineral ilişkileri de incelenmiştir. Kim- 3 yasal analiz sonuçlarına göre seçilen K-7 örneği (Çizel- yasal veriler Ba'un Batı Fırat'ta bağımsız bulunan barite ge 1) en iyi sonuçlan vermiştir. Bu örnekte taranan bağlı olduğunu göstermektedir (Şekil 5 ve Çizelge 2). yaklaşık 4 mm2likbir alanda (Şekil 5) yapılan tarama- S, magmatik işlevlerin ilk aşamalarında kalkofil ele- da elde edilen 15 elementin yarı kantitatif analiz sonuç- mentlerin kalkopirit, sfalerit ve galen gibi sülfit mineral- lan Şekil 6!da görülmektedir. Pb ve Ag dağılımları mat- lerinde yoğunlaşmalarını sağlar ve bunu izleyen evre- riks etkeni nedeniyle alınamamıştır. lerde yükseltgenerek bir sülfat olan baritin oluşumu bakımından da çok önemlidir. Saptanan elementler, çokluk sırasına göre karbonat, oksit / hidroksit, sülfat (barit) ve silikat fazlarının bir BaO ile MnO ve FeO arasında geçerli bir ilişki göz- arada bulunduğunu göstemektedir (Şekil 5). Mn - Fe lenmemektedir (Çizelge 2). Bu, Ba'un Mn ve Fe'yi takip oksit / hidroksit mineralleri içindeki barit kapanımları etmediği ve iyi ayrışmadığı anlamına gelir. Buna kar- baritin daha önce oluştuğuna işaret etmektedir. Mn - Fe şın FeO ile MnO + BaO arasında çok belirgin bir uyum oksit / hidroksitleri silikatlan da ornattıklarından, en bulunmaktadır (Şekil 8a). Fasiyes değişikliğini göste- son oluşmuşlardır. Ba ile S dağılımlarının çakışması, ren bu bağıntıdan, Pb - Zn - Ba yataklannın aranmasın- Ba'un baritte toplandığını göstermektedir (Şekil 5 ve 7). da yararlanılmaktadır (Maynard, 1983). Burada Mn iz- Taranan alanda düzensiz C ve düzenli Cl dağılımları sürücü element olarak kullanılır. Bunun yanında BaO'in saptanmıştır (Şekil 5). C ve Cl ile ilgil bu bulgu, deni- PbO ile uyumlu olduğu görülmektedir (Çizelge 2 ve Şe- zel ortama işaret etmekte ve bununla ilgili oluşum tezi- kil 8b). İyon yançaplannm yakınlığından dolayı Pb2+ ni (Hanelçi, 1991) pekiştirmektedir. Ayrıntılı olarak in- (0.133 mm, Shannon, 1976) Ba2+1nın (0.137 mm) yerine celenen bârit alanında, baritin önemli oranda Sr içerdiği geçebilmekte ve uyumlu bağıntıyı sağlamaktadır. görülmüştür (Şekil 7). İncelenen cevher örneklerinde MnO ile FeO arasın- Analiz sonuçlarının jeokimyasal yorumlanması da belirgin bir uyumluluk gözlenmektedir (Şekil 8c). . Polimetalik Keban Maden Yatağı'nın incelenen Batı Bu, jeolojik açıdan Mn ve Fe cevherlerinin beraber Fırat sahasındaki mangan cevherini oluşturan mineral- oluştuklannı ve iyi aynştıklannı göstermektedir.

25 to ON

m KEBAN (ELAZIĞ) SİMLİ KURŞUN YATAĞI

Şekil 5. Elektron mikroskopla (micropobe) saptanan önemli Figure 5. Distribution of dedected important elements by elementlerin dağılımı (solda): 1- Ba dağılımı, 2- S dağılımı, electron microscope (microprobe, left): 1- Ba Distribution, 2- 4- C dağılımı, 5- Cl dağılımı. Mineral fazlan (sağda): 3- İkin- S Distribution, 4- C Distribution, 5- Cl Distribution. Mineral cil ışın kaydı, 6- refleksiyon kaydı. Karbonat (koyu gri), Mn- phases (right): 3- Secondary image, 6- reflection image, Car- Fe oksit / hidroksitleri (gri), sülfat (açık gri, barit) ve bitümin- bonates (dark gray), Mn - Fe oxydes I hydroxides (gray), sul- ler (siyah). fate (light gray, barite) and bitumia (black).

MnO, eser elementlerden As ile de uyumlu ve geçerli oranla da yüksektir (Şekil 9b). bir bağıntıya sahip bulunmaktadır (Şekil 8d). Fe, Co, Ni Engelhard'a (1936) göre Ba bakımından siyenitler ve As'in benzer jeokimyasal özellikleri gerektirdiğin- en zengin, granitler ise, en fakir kayaçlardır. Buna göre den, As, Co ve Ni ile beraber Fe minerallerini tercih et- Batı Fırat gümüşlü mangan oluşuklarmdaki Ba'un ya- miştir ( Şekil 8c ve Çizelge 2). Nicholson (1992) MnO takları bölgesinde yaygın görülen siyenitik magmatitler- - As uyumlu bağıntısını eksalatıf sedimanter yatakların le ilişkili olması muhtemeldir. Bunun için siyenitlerin bir özelliği olarak görmektedir. Ba içerikleri bu konuda ipucu verebilir. Ancak şimdiye Yukarıda yapılan açıklamalar, saptanan jeokimyasal kadar yapılmış kapsamlı bir araştırma bulunmamakta- ilişkilerle Mn - Ba ve Fe/Mn - Ba bağıntılarına göre dır. Keban Batı Fırat gümüşlü Mn oluşukları En Kafala Ba, magmatik işlevler şuasında öncelikle Feldspat (Etyopya) ve Thera (Yunanistan) eksalatıf sedimanter ve mikalarda K tarafından yakalanarak yoğunlaşır. Hid- yataklarına benzemektedir. Keban cevherleri, Ba ve Mn rotermal evrede daha çok yanal zonlanma gösterir. Ke- bakımından karşılaştırılan Thera ve Stramboli oluşuk- ban'da Ba damarlarının sadece Mn cevherlerini takibet- larına göre daha zengindir. Ancak En Kafala yatağına memesi, örneğin sülfitli cevherlerde de bulunması, göre Mn'ca daha fakirdir (Şekil 9a). Buna karşın Fe / deniz suyundan kaynaklanmadığını göstermektedir Mn oranı Stromboli'ye oranla düşük, En Kafala'ya (Bonatti ve diğ., 1972). Maynard ve Okita (1991) Ba

27 ÇELEBİ

Şekil 8. BaO'in bazı önemli bileşenlerle ilişkisi. Ekstrem de- Figure 8. Relation between BaO and some important compo- ğerler Dörffel'e (1962) göre düşürülmüştür, d diyagraınmdaki nents. Extrem values are reduced after Dörffel (1962). The saçınımlan As'in sülfidlere bağlanmasından kaynaklanmaktadır. scattering of values in plot d is influenced by the As fixing in sulphides.

28 KEBAN (ELAZIĞ) SİMLİ KURŞUN YATAĞI

Çizelge 2. Önemli element çiftleri arasındaki korelasyon katsayıları (n=21). %95 istatistiksel güvenirlilikle geçerli bağıntı katsayısı: I r I >0.54. Table 2. Correlation coefficients between important element pairs. Significant correlation coefficients for 95 % statistical reliability :/r/>0.54.

yataklarindaki düşük P, yüksek Fe ve Mn oranlarını FeO oranı ortalama olarak %55 ile ağırlıktadır. Bunun magmatik kökenle ilişkinin bir belirtisi olduğunu vur- yanında MnO oranının ortalama değeri %35'te kalmak- gulamaktadırlar. Buna göre Batı Fırat oluşuklarındaki tadır. Bu nedenle burada bir Ba cevherleşmesinden söz oldukça düşük P2O5 (%0.03) yüksek FeO (% 10.32) ve etmek mümkün değildir. Bu nedenle bu cevherleşmele- MnO (% 7.49) oranları hidrotermal kökenle ilişkilidir. rin "Ba'ca zengin manganlı demir cevherleşmeleri" ola- Bu bulgu düşük S oranı (% 1.43) ile desteklenmektedir rak nitelendirilmeleri daha uygun olacaktır. (Stamatakis ve Hein, 1993). Maynard ve Okita'ya BaO - MnO - PbO derişim üçgeninde de BaO %20 (1991) göre kıtasal kökenli barit yataklarında Co + Cu ortalama oranı ile %75 MnO ortalama oranı yanında + Ni toplamı, Na / K ve Sr / Ba oranları yüksektir. İnce- çok düşük kalmaktadır (Şekil 10b). Burada MnO mut- lenen Batı Fırat gümüşlü MN cevher örneklerindeki dü- lak üstünlüğünü göstermektedir. İki bileşen de % 5 PbO şük Co + Cu + Ni toplamı (73 ppm), ile Na / K (0.19) ortalamasının çok üstündedir. ve Sr/ Ba oranları (0.03) açık deniz ortamına işaret etmektedir. Co, Ni ve Cu derişimleri Mn yumrularının SIKLIK DAĞILIMI oluşumunda, Na / K oranı da akışkanların denetiminde Ahrens'a (1966) göre elementlerin sıklık dağılımları önemli rol oynarlar. Bu sonuçlar Stamatakis ve Hein'in örnek sayısına ve alındıkları yere bağlıdır. Buna göre (1993) belirttikleri ve hidrotermal kökenini işareti say- sıklık dağılımında 15-20 örnek önbilgiler için yeterli- dıkları yüksek Pb (0.36), düşük Zn (385 ppm), Cu (49 dir. Bunun yanında dağılımı oluşturmak da önemli ol- ppm) ve Co (6 ppm) derişimleri ile Mn / Fe oranı maktadır (Lepeltier, 1969). Bu nedenle sıklık dağılımı- (0.78) tarafından doğrulanmaktadır. Bu, radyolarit, nın sınıf sayısı k Sturges Kuralı'na göre (k= 1 + 3, 322. opal, kalsedon ve diatomeler gibi organizmaların olu- log n, n: Örnek sayısı) hesaplanmıştır. Önemli eleman- şum ortamında bulunmadığını ifade etmektedir. ların sıklık dağılımları Şekil 1l'de görülmektedir.

BaO, M E O, FeO, PbO DERİŞİM ÜÇGENLERİ İncelenen elementlerin mutlak değerleri normal bir dağılım göstermemektedir (Şekil 11a, c, e ve f). Düşük Keban'ın araştırılan Mn cevherlerinin ana bileşimi- değerlerin etkin olduğu bu dağılım, bir zayıf minerali- ni ortaya çıkarmak için kullanılan BaO - MnO - FeO - zasyonu yansıtmaktadır (çarpıklık E= +1,3- (+2.7) >0). PbO derişim üçgeninde FeO ve MnO'in baskın oldukla- Buna karşın CaO zengin bir mineralizasyon tipini gös- rı görülmüştür. BaO - MnO - FeO üçgeninde ortalam termektedir (E<0= -1, 1). Yankayacı oluşturan kireç- BaO oranının %10 ile FeO ve MnO oranları yanında taşlarından kaynaklanan CaO, bu özelliği ile diğer ele- çok düşük olduğu görülmektedir (Şekil 10a). Burada mentlerden ayrılmakta ve uyumsuz bir dağılım

29 Şekil 9. İncelenen örneklerin 4 sondaj ortalamasının Ba-Mn ve Figure 9. Plot ofBa versus Mn and Fe I Mn. Average of inves- Ba-Fe/Mn dağılımlarının benzer yataklardaki değerlerle (Bo- tigated ore samples from 4 drill holes in comparison with simi- natti ve diğ., 1972) karşılaştırılması. lar deposits (Bonatti et al., 1972).

göstermektedir. Bu, CaO'in cevher minerallerinden fark- lı bir işlevin ürünü olduğunu göstermektedir. Dağılım- ların standart çan eğrisine göre yükseklikleri de aynı şekilde değişmektedir. BaO, MnO ve PbO standart çan eğrisinden daha yüksek bir dağılıma sahip olmalarına karşın (yükseklikler K>0 = 0.7 ile 8.4 arasında), CaO daha alçak bir dağılım göstermektedir (K < 0 = 0.5). Element dağılımlannm asimetriği dinamik dengeye ve istatistiki olmayan bir dağılıma işaret etmektedir (Smir- nov, 1963). Sıklık dağılımının standart çan eğrisinden yüksek olması, elementin bir mineralede yoğunlaşması- nın belirtisi olarak açıklanmaktadırlar (Smirnov, 1963). Burada Ba'uıı baritte, Mn'ın pirolüzitte ve Pb'un da ga- lende toplandığı sonucu çıkmaktadır. CaO dağılımının standart çan eğrisinden daha alçak (yassı) çıkması, kalsit yanında dolomitin de önemli olduğu anlamına gelmektedir. Aynı değerlerin Şekil 1 lb, d, f ve h diyagramların- daki logaritmaları, değerlerin ortalama değer etrafında yoğunlaşmaları ile, bir logaritmik (log - normal) dağı- lım sunmaktadırlar. Bileşenlerin normal dağıldıkları toplam değerlerin yaklaşık bir entegral işareti şeklin- deki eğri ile de doğrulanmaktadır. Çok dar bir aralıkta yoğunlaşan CaO, burada da normal dağılmamaktadır- lar. CaO'in BaO, MnO ve PbO'dan farklı bir sıklık da- ğılımına sahip olması kökensel nedenlere dayanır. Ah- rens'e (1954) göre elementlerin log - normal dağılımları magmatik kayaç ve minerallere özgüdür. Bu sonuç eksalatif sedimanter oluşum savını desteklemektedir (Di- rim ve diğ., 1985; Yiğit, 1989 ve Hanelçi, 1991). CaO'in log - normal dağılım göstermemesi, diğer bile- Şekil 10. Derişim üçgenlerinde BaO, MnO, FeO ve PbO oran- şenlerden farklı oluşması, örneğin kimyasal çökelmesi, larının dağılımı (n= 21). Ekstrem değerler Dörffel'e (1962) gö- anlamına gelir. re düşürülmüştür. Yüksek değerlerin düşük değerlerden farklı bir da- Figure 10. Variations of the BaO, MnO, FeO and PbO con- ğılım göstermeleri sonucu BaO ve MnO log - normal tents in concertration triangles (n= 21). Extrem values are re- dağılımlarında 2 tepelikli durum ortaya çıkmaktadır duced after Dorffel (1962).

30 KEBAN (ELAZIĞ) SİMLİ KURŞUN YATAĞI

(şekil lib ve f)- Bu nedenle bu dağılımların eğim ve Ba2+1nın (0.137) nm) yerine geçebilmekterdir. Bu bağın- yükseklik bakımından incelenmesi doğru sonuç verme- tı elektron mikroskop sonuçlan ile uyum içindedir (Şe- yecektir. Ancak PbO dağılımın negatif eğimli (E=- 1.6) kil 7). CaO'in MnO ile uyumsuz bağıntısı (Şekil 12c), ve standart çan eğrisinden daha yüksek / dar (K= + 1.5) cevherlerin kireçtaşlarına sokulumunu doğrulamakta- olduğu hesaplanmıştır. CaOln log - normal dağılım pa- dır. Bu, cevherleşmelerin yankayaçla zıt geliştiklerini rametreleri mutlak değer dağılım parametrelerine ben- ve kireçtaşlarının metazomatizmasına neden oldukları- zemektedir (E= -0.2 ve K= -0.5) nı veya asimile ettiklerini ifade etmektedir. Buna karşın kireçtaşlarının dolomitik bileşimleri nedeniyle CaO ve KORELASYON ANALİZİ MgO derişimleri uyumludur (Şekil 12e). Korelasyon analizi birçok element çifti arasında ge- Elementler arasındaki bağıntılar yanında element- çerli bagmtılann bulunduğunu göstermektedir (Çizelge lerle bunlann oranlan da köken hakkında önemli ipuç- 2 ve Şekil 12). SiO , A1 O , Na O ve K O arasındaki 2 2 3 2 2 lan verebilir. BaO ile BaO / SrO arasındaki bağıntı kat- uyumlu bağıntı silikatlara, örneğin feldspat ve kil mine- f sayısı BaO ile SrO arasındaki bağıntı katsayısından rallerine, bağlandıklarını ifade etmektedir. K2Oin bun- daha iyidir (Şekil 12b). Bu bağıntı BaO'in hidrotermal ların dışında hiçbir bileşenle uyumlu ve geçerli bir ba- ğıntıya sahip olmaması bu kanıyı ayrışma sırasında katı fazı tercih ederek aynşmanın kuvvetlendirmektedir. CaO ve MgO kendi aralarında sonuna doğru SrO'e oranla daha hızlı azalması ile BaO / uyumlu, diğer tüm bileşenlerle de uyumsuz bağıntı sun- SrO oranının düşmesinden ileri gelmektedir (Rinwood, 1955 ve Howard, 1987). Benzer bir durum BaO ile K O maktadırlar. Bu, jeolojik olarak kireçtaşlan ile dolomit- 2 lerin silikat ve cevherlerden farklı bir ortamda geliştik- arasında görülmektedir (Şekil 12d). İki bileşen arasın- lerini göstermektedir. FeO, MnO, Ni ve Co gibi daki geçersiz bağıntıya karşın (r= 0.31), BaO derişimi siderofil elementler de kendi aralarında bir uyumluluk ile BaO / K2O oranlan arasında uyumlu ve geçerli bir içinde görülmektedir. Sonuç olarak geliştiklerini göster- bağıntı bulunmaktadır. Bu sonuç da hidrotermal savı mektedir. FeO, MnO, Ni ve Co gibi siderofil elementler pekiştirmektedir. Aynı saptama FeO - FeO / Zn için de de kendi aralarında bir uyumluluk içinde görülmektedir, geçerlidir (Şekil 12f). sonuç olarak incelenen cevherlerde 3 mineral grubunun SONUÇ VE ÖNERİLER etkin olduğu ortaya çıkmaktadır. Bunlar silikat, karbonat ve oksit / hidroksitlerdir. Bu sonuçlar elektron mik- Araştırma sonuçları Keban Batı Fırat sahasında or- roskop bulgularına da uymaktadır. talama %1.73 BaO içeren ve en çok %30'e ulaşan

BaSO4 değerlerine göre ekonomik bir barit cevherleş- Sülfit ve sülfatlar, SO3'ün korelasyon katsayıların- mesi mevcut olmadığını göstermektedir. Elde edilen so- dan görüldüğü gibi (Çizelge 2), sadece BaO ve PbO ile nuçlar, BaO'in MnO ve FeO'e oranla çok düşük olduğu- ilişkili görülmektedir. Bunlarla büyük iyon yarıçaplı K nu, PbO'e oranla da yüksek olduğunu ortaya arasıdaki bağıntılar zayıftır (r= 0.31 ve r= 0.39). Ba ve koymaktadır. Mn / Fe oranı 0.78 olan bu oluşukların Pb, K'u takip ederler (Engelhard, 1936). Ba,,K ile bera- "Demirli mangan cevherleşmeleri" yerine "manganlı ber hollandit, psilomelan ve todorokit gibi önemli bir- demir cevherleşmeleri" olarak nitelendirilmesi daha uy- çok Mn mineralinin yapısına da girebilmektedir (Ros- gun olacaktır. Cevherleşmeler yüksek oranda Pb, Sr ve ier, 1979 ve Maynard, 1983). Bu zayıf korrelasyona As içermektedirler. Buna karşın K ve Na ana element- silikatların azlığı, örneğin mika ve feldspatlar, neden leri ile Zn, Cu, er, Ni ve Co eser element değerleri dü- olabilir. MnO'in, incelenen ana bileşenlerden sadece şüktür. Ancak olası bir işletme sırasında masraflann

FeO (r= 0.81), Na2O (r= 0.69) ile, eser elementlerden de bir kısmını karşıhyabilecek barit de elde edilebilir. sadece Co (T= 0.66), As ve Ni (ikisi için de r= 0.55) ile yakın ilişkisi bulunmamaktadır (Çizelge 2 ve Şekil 8d). Keban Batı Fırat gümüşlü mangan cevherlerindeki Bu sayılan eser elementlerin psilomelan ve todorokit gi- Ba ile esas elementler Mn ve Fe arasında belirgin bir bi Mn minerallerinde barındıklarını göstermektedir ilişki gözlenmemektedir. Bu, Ba'un Mn ve Fe'den iyi (Maynard, 1983). Eser elementlerden Cı\ Ni ve Co ara- ayrılmadığına işaret etmektedir. Buna karşın Fe ile Ba sında belirgin bir yakınlık gözlenmektedir. + Mn arasında çok belirgin ve uyumlu bir bağıntı mev- cuttur. Bu bağıntıdan yeni sülfit yataklannın aranma- BaO'in SrO ile uyumlu bağıntısı, Sr'un baritte yo- sında yararlanılabilir. ğunlaştığını göstermektedir (Şekil 12a). Litofil karakte- ri ve benzer iyon yarıçapı Sr2* (0.132 nm) nedeniyle Şimdiye kadar Keban'da gerçekleştirilen jeolojik,

31 ÇELEBİ

32 KEBAN (ELAZIĞ) StMLÎ KURŞUN YATAĞI

maden yatakları ve jeokimyasal araştırma sonuçlarının teye sahip olan elementler, düşük O2 derişimi sırasında sentezi eksalatif sedimanter oluşum tezini kuvvetlendir- sülfitleri oluşturarak çökelirler. Keban Batı Fırat'ın ok- mektedir. İncelenen cevherlerin yüksek oranda PbO ve sit / -hidroksit cevherleşmelerinin alt kısımlardaki sül- düşük oranda S, Zn ile Cu içermeleri bu tezin önemli fitli cevherler büyük olasılıkla bu işlevin ürünüdür. Bu- kanıtlandır (Maynardve Okita, 1991). BaO, FeO, MnO na karşın O2'ye karşı büyük afiniteye sahip olan Fe ve ve PbO analiz değerlerinin log - normal dağılımları Mn gibi elementler, yüksek O2 derişimi sırasında oksit- (Ahrens, 1966), BaO - PbO, BaO - SrO, BaO = MnO + leri teşkil ederler. Ag ve Hg gibi iyon halinde hareket FeO, BaO - BaO / K O, FeO - FeO / Zn (Ringwood, 2 eden elementler ise, yüksek redoks potansiyelleri nede- 1955) ve MnO - As arasındaki uyumlu ve geçerli bağın- niyle, en son çökelirler ve eriyik kaynağına en uzakta tılarla düşük Mn/Fe (0.78) oranı (Nicholson, 1992) bu derişirler. Bu nedenle özellikle hidrotermal yataklarda savı desteklenmektedir. Cevherlerde C'un saptanması birincil derinlik deşişirler. Bu nedenle özellikle hidro- ve Cl'un homojen dağılımı ile anatas bulunması (Hanel- termal yataklarda birincil derinlik farkı meydana gelir. çi, 1991) sığ deniz ortamına işaret etmektedir. Bu labo- Keban Batı Fırat Fe - Mn cevherleşmelerinde altta Fe, ratuvar bulguları, eksalatif sedimanter yatakların özel- Mn ve Zn'nin, üstte Pb ve Ag'nin yoğun olduğu belirgin likleri olan aşağıdaki jeolojik ve mikroskopik bir birincil derinlik farkı Çelebi ve Hanelçi (1996) tara- gözlemlerle doğrulanmaktadır: fından saptanmıştır. Bu saptama yukarıda vurgulanan - Oluşukların çok yakınında sülfit cevherleşmeleri- eksalatif sedimanter savını pekiştirmektedir. Bunları ta- nin yer alması (Maynard, 1983), kip eden tektonik gelişme, magmatik aktivite ve aşın- ma, cevherleşmelerin bugünkü yerlerini almalarına ve - Tabanda ağsı cevherin bulunması (Petrascheck ve birincil özelliklerini önemli ölçüde kaybetmelerine ne- Petrascheck, 1992), den olmuştur. - Mn - Fe cevherleşmelerinin üst seviyelerde mey- Sonuç olarak yukarıda belirtilen bulgular Keban Ba- dana gelmesi (Petrascheck ve Petrascheck, 1992), tı Fırat gümüşlü mangan oluşuklarının eşoluşumlu, - Baritin mangan ve demir oksit / hidroksit cevherle- eksalatif sedimanter oluşuklar olduğunu göstermekte- rine eşlik etmesi (Berger, 1969), dir. Benzer yataklar, En Kafala (Etyopya), Thera ve Stramboli (Yunanistan) eksalatif sedimanter yataklardır. - Kolloidal doku ve fromboidal piritin yaygın olması Oluşum ortamının ve çeşitli cevher tiplerinin ilişkileri- (Hanelçi, 1991) ve nin saptanması için kapsamlı mikroskop, sıvı kapanımı - Ba'un sülfit cevherlerinde de gözlenmesi (Hanelçi, ve izotop çalışmalarına gereksinim vardır. 1991) ve iri kristalli olması (Shikazono, 1994). KATKI BELİRTME Metallerin taşınması ve çökelmesine ilişkin değişik görüşler bulunmaktadır. Petrascheck ve Petrascheck Arazi çalışmaları sırasında büyük yardımını gördüğüm Sayın Yrd. Doç. Dr. Ş. Hanelçi'ye (Keban MYO) ve analizle- (1992) Ba'un BaCl2 olarak taşındığını ve bunun asidik rin yapılması için bana olanak tanıyan Sayın Prof. Dr. -Ing. ortamda BaSO4'a indirgenerek çökeldiğini belirtmekte- dirler. Barnes (1975) bisülfid ve klorid komplekslerinin K. -H. Jacob'a (TU - Berlin) içten teşekkürlerimi sunarım. taşınmada önemli rol oynadığını savunmaktadır. Smir- Yayın taslağını gözden geçiren Sayın Prof. Dr. A. Sağıroğ- novfa (1970) göre kükürt ve oksijen rejimleri hidroter- lu'na (FÜ) yararlı görüş ve önerileri için teşekkür ederim. mal işlevleri denetliyen en önemli etkenlerdir. Buna gö- DEĞİNİLEN BELGELER re hidrotermal gelişim sırasında O2'nin artan kısmi basıncı S2" yi SO/" ye yükselterek sülfatların (barit ve Ahrens, L.H., 1954, The lognormal distribution of the ele- jips) oluşmasını sağlamaktadır. Buna bağlı olarak deği- ments(1). Geochim. etCosmochim. Acta5,49-73.

şen S/O2 oranı nedeniyle Cu gibi S'e karşı büyük afini- Ahrens, L.H., 1966, Elements distribution in specific igneous Şekil 11. önemli elementlerin sıklık dağılımları. Mutlak dağı- rocks-VIII. GeochimetCosmochim. Acta30,109 - lım (solda) ve logaritmik dağılım (sağda, n= 21). Ekstrem de- 122. ğerler Dörffel'e (1962) göre düşürülmüştür.

Figure 11, Distribution of the important elements. Absolute Akgül, B., 1993, Piran köyü (Keban) çevresindeki magmatik distribution (left) and log - distribution (right, n = 21). Extrem kayaçların petrografik ve petrolojik özellikleri. Dok- values are reduced after Dörffel (1962). tora tezi (yayınlanmamış), FÜ, Elazığ, 128 s.

33 ÇELEBİ

Şekil 12. Önemli bileşen çiftleri ve bileşen oranları ile bile- Figure 12. Correlation between important component pairs şenler arasındaki bağıntılar. Ekstrem değerler Dörffel'e and component ratios with a component. Extrem values are re- (1962) göre düşürülmüştür. duced after Dörffel (1962

Aktaş, G. ve Robertson, A.H.F., 1990, Tectonic evoluation of Barnes, H.L., 1975, Zoning of ore deposits: Type and causes. the tethys suture zone in SE Turkey: Evidence from Trans. R. Soc. Edinburgh 69, 295-311. the petrology and geochemistry of late Cretaceous Berger, A., 1969, Zur Geochemie und Largerstattenkunde des and Middle Eocene extrosives. MALPAS, E.M.. Mangans. Erzmetall 20/3,131 -137. (ed.), 1990: Ophiolithes oceanic crustal analogues, proceeding of the symp. Troodos 1987, Lefkoşe, Bonatti, E., Fisher, D.E., Joensuu, O., Rydell, H.S. and Beyth, 311-328. M., 1972, Iron - manganese - barium deposit from the northern Afar Rift (Ethiopia). Econ. Geol. 67, Asutay, H.J., 1988, Baskil (Elazığ) çevresinin jeolojisi ve 717-731. Baskil Magmatitlerinin petrolojisi. MTA Der. 107, 25 - 34. Çelebi, H., Peker, I. ve Utlu, F., 1995, Die Spurenelemente Cd

34 KEBAN (ELAZIĞ) SİMLİ KURŞUN YATAĞI

und Sb der Mn - Fe - Erze aus derWest - Euphrat - chemical data by graphical representation. Econ Ge- Haefte des Lagestattendistriktes Keban, Provinz Ela- ol. 64,538 -550. zığ / Osttürkei. Chemie der Erde 55, 119 -132. Maynard, J.B., 1983, Geochemistry of sedimentary ore depo- Çelebi, H. ve Hanelçi, Ş., 1996, Geochemische und geostatis- sits. Springer Veri., New York - Heidelberg - Berlin, tische Untersuchungen an Mn - Erzen des Lagerstat- 305 s. tedistriktes Keban, Provinz Elazığ / Türkei. Geolog. Maynard, J.B. and Okita, P.M., 1991, Bedded barite deposits Jahrb. (baskıda). in the United States, Canada, Germany and China: Dirim, M.S., Koçak, N., Yiğit, L., Kançın, N. ve Esen, K, Two major types based on tectonic setting. Econ. 1985, Keban Fıratv Batı Yakası Mn - Ag - Pb -Zn - Geol. 86, 364 - 376. Au cevherleşmesi ve 1984 yılı arama çalışmaları. Nicholson, K., 1992, Contrasting Mineralogical - Geochemi- Etibank raporu, 1985 / 3 (yayınlanmamış), Ankara, cal Signiture of Manganese Oxide: Guides to Metal- 52 s. logenesis. Econ. Geol. 87, 1253 -1264. Dörffel, K., 1962, Beurteilung von Anlysenverfahren und - Öztunalı, Ö., 1989, Keban maden sahaları durum tespit rapor- ergebnissen. Welimer, F. -W. (ed.), 1989: Rechnen ları 1985 - 89 (yayınlanmamış). Etibank Maden für Lagerstattenkundler 2. Clausthaler Hefte 26, Cla- Arama Müd., Ankara, 30 s. usthaler - Zellerfeld, 460 s. Petrascheck, W. and Petrascheck, W.E., 1992, Lagerstaetten- Engelhard, W.V., 1936, Die Geochemie des Bariums. Chemie lehre. Schweizerbartsche, Stuttgart, 245 - 249. der Erde 10, 187 -245. Ringwood, A.E., 1955, The priciples governing trace element Hanelçi, Ş., 1991, Zeryan Dere - Sirfil Tepe (Keban - Elazığ) distribution during crystallization. Geochim. et Cos- Metallojenisinin incelenmesi. Doktora tezi (yayın- mochim. Acta7, 189 - 202. lanmamış), İÜ, 200 s. Rosier, H.J., 1979, Lehrbuch der Mineralogie.VEB deutscher Hanelçi, Ş., 1996, Mineralogie und die Genese der Cu - Vor- Veri. für Grundstoffîndustrie, Leipzig, 832 s. kommen von Zeryan Dere des Lagerstaettendistrik- tes Keban, Elazığ/ Osttürkei. Geol. Jahrb. (baskıda). Seeliger, T.C., Pernicka, E., Wagner, G.A., Begeman, F., Schmitt - Strecker, S., Eibner, C, Öztunalı, Ö., Ba- Howard, K.W. and Hanor, J.S., 1987, Compositional zoning ranyi, I., 1985, Archao - metallurgische Untersuc- in the Fancy Hill stratiform barite deposit, Ouachita hungen ni Nord- und Ostanatolien. 32. Jahrbuch des Mountains, Arkansas, and evidence for the lack of Römisch - Germanischen Zentralmuseums, Mainz, associated massive sulfudes. Econ. Geol. 82, 1377 - 597 - 659. 1385. Shannon, R.D., 1976, Revised effective ionic radii and sysma- Kineş, T., 1969, The geology and ore mineralization of the tic studies of interatomic distances in halides and Keban area, eastern Turkey. Doktora tezi (yayınlan- chalkogenides. Acta Crystallogr. A 32, 751 - 767. mamış), Durham / İngiltere, 213 s. Sikazono, N., 1994, Precipitation mechanisms ofbarite in sul- Kipman, E., 1976, Keban'ın jeolojisi ve volkanitlerinin petro- fate - sulfide deposits in back - arc basins. Geochim. lojisi. Doktora tezi (yayınlanmamış), İÜ, 91 s. etCosmochim. Acta 58, 2203 - 2213.

Kipman, E., 1982, Keban volkanitlerinin petrolojisi. İÜ Yerb. Smirkov, V.I., 1970, Geologie der Largerstatten Mineralischer Derg. 3 - 4, 205 - 230. Rohstoffe. VEB Verl., Leipzig, 563 s.

Köksoy, M., 1972, Keban madeni civarında cevherleşme ile Smirkov, S.I., 1963, Statistical distribution of the concentrati- ilgili elementlerin dağılımları. Etibank raporu 983 ons ofthe elements in natural waters. Schroll, E., (yayınlanmamış), Ankara, 88 s. (ed.), 1975: Analytische Geochemie. Enke Verl., Bd. Kumbasar, L, 1964, Keban bölgesindeki cevherleşmelerin I, Stuttgart, 292 s. petrografik ve metalojenik etüdü. Doktora tezi (ya- Stamatakis, M.G. andHein, J.R., 1993, Origin of barite in Ter yınlanmamış), İTÜ, 113 s. tiary marine sedimentary rocks from Lefkas Island, Lepeltier, C, 1969, A simphtıed statistical treatment of geo- Greece. Econ. Geol. 88,91 -103.

35 ÇELEBİ

Tızlak, E, 1991, Keban - Ergani yöresinde Madencilik (1780 şım: Ön çalışma. MTADerg. 114,47 - 70. - 1850). Doktora tezi (yayınlanmamış), FÜ, Elazığ, Yılmaz, Y., 1993, New evidence and model on the evoluation 402 s. of the southeast Anatolia orogen. Geol. Soc. Am. Ulutan, B., 1987, Etibank. Etibank Matbaası, Ankara, 96 - 98. Bull. 105,251-171.

Yazgan, E. ve Chessex, R., 1991, Geology and tectonic evolu- Yiğit, L., 1989, Keban Gümüşlü mangan cevherleşmesi. Eti- ation of tlıe Southeastern Taurides in the Region of bank raporu (yayınlanmamış), Ankara, 68 s. Malatya. TPJD - Bull. 3/1,1 - 42. Ziserman, A., 1969, Geological and mining study of Keban Yılmaz, A., Ünlü, T. ve Sayılı, S., 1992, Keban (Elazığ) kur- Madeni, Elazığ / Turkey. Doktora tezi (yayınlanma- şun - çinko cevherleşmelerinin kökenine bir yakla- mış), BRGM, Fransa, 123 s. Makalenin geliş tarihi: 12.11.1994 Makalenin yayına kabul edildiği tarih: 17.11.1996 Received November 12,1994 Accepted November 17,1996