Hatunköy-Plajköy Kil Minerolojisi ve Jeokimyasal Özellikleri

 

T.C

FIRAT ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

 

HATUNKÖY-PLAJKÖY (ELAZIĞ’IN GÜNEYDOĞUSU) CİVARINDAKİ DENİZEL SEDİMANTER VE VOLKANOSEDİMANTER KAYAÇLARIN KİL MİNERALOİSİ VE JEOKİMYASAL ÖZELLİKLERİ

 

YÜKSEK LİSANS TEZİ

 

Burhan DAŞ

(121116109)

 

Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 28.12.2015

Tezin Savunulduğu Tarih : 15.01.2016

 

Tez Danışmanı :	Doç Dr. Dicle BAL AKKOCA (Fırat Ü.)
Diğer Jüri Üyeleri :	Prof. Dr. Mehmet ÖNAL (İnönü Ü.) Prof. Dr. Ahmet SAĞIROĞLU (Fırat Ü.)

 

 

           

 

 

OCAK-2016

 

İÇINDEKILER

 

ÖNSÖZ. – 1 –

ÖZET. – 5 –

SUMMARY.. – 7 –

ŞEKİLLLER LİSTESİ Hata! Yer işareti tanımlanmamış.

TABLOLAR LİSTESİ Hata! Yer işareti tanımlanmamış.

1. GİRİŞ. – 8 –

1.1 İnceleme Alanının Coğrafik Konumu. – 8 –

1.2. Önceki Çalışmalar – 9 –

2. MATERYAL VE YÖNTEM.. – 11 –

2.1. Büro Çalışmaları – 11 –

2.2. Arazi Çalışmaları ve Örneklemeler – 11 –

2.3. Laboratuvar Çalışmaları – 12 –

2.3.1.Optik Mikroskop Çalışmaları – 12 –

2.3.2. X –Işınları Difraktogram (XRD) Tanımlamaları – 12 –

2.3.4. ICP-AES ve ICP-MS Yöntemleri – 14 –

3. GENEL JEOLOJİ – 15 –
4. 1.Guleman Ofiyolitleri – 15 –

3.1.1. Tanımı ve Arazideki Dağılımı – 15 –

3.1.2. Oluşum ve Yaş – 18 –

3. 2. Hazar Grubu. – 19 –

3.2.1. Tanımı ve Dağılımı – 19 –

3.2.2. Oluşum ve Yaş – 19 –

3.3. Maden Karmaşığı – 20 –

3.3.1. Tanımı ve Arazideki Dağılımı – 20 –

3.3.2. Oluşum ve Yaş – 21 –

3.4. Alüvyon. – 23 –

4. PETROGRAFİ – 25 –

4.1. Hazar Grubu. – 25 –

5. X – IŞINLARI ÇÖZÜMLEMELERİ – 28 –

5.1. Tüm Kayaç X –Işınları Difraktogram (XRD) Tanımlamaları – 28 –

5.2. Kil Fraksiyonu X –Işınları Difraktogram (XRD) Tanımlamaları – 32 –

5.3. Kil Minerallerinin Oluşum Mekanizmaları – 34 –

6. JEOKİMYA.. – 36 –

6.1. Ana –İz Element Jeokimyası – 36 –

6.2. Nadir Toprak elementleri (NTE) 48

6.3. Element Oranları 49

7. SONUÇLAR.. 56

KAYNAKLAR.. 58

ŞEKİLLLER LİSTESİ

 

Şekil 1. 1. Çalışma alanının yer bulduru haritası (Google Earth ). – 9 –

Şekil 2.  1. Örnek alınan Hatunköy kesiti (Google Earth). – 11 –

Şekil 3. 1. İnceleme alanının genelleştirilmiş stratigrafik kesiti (Kaya   2002’den alınmıştır). – 16 –

Şekil 3. 2. İnceleme alanının jeoloji haritası (MTA, 1/500.000 ölçekli harita). – 17 –

Şekil 3. 3. Guleman Ofiyoliti ile Hazar Grubu sınırından görünüm (Hatunköy’ün  doğusu, bakış yönü kuzeydoğu). – 17 –

Şekil 3. 4. Hatunköy civarında Guleman Ofiyoliti’ne ait serpantinleşmiş kayaçlardan görünüm (Bakış yönü  kuzeye). – 18 –

Şekil 3. 5. Hazar Grubu’na ait Simaki Formasyonunda ait yeşil renkli çamurtaşlarından görünüm, Plajköy güneybatısı. – 20 –

Şekil 3. 6. Hazar Grubu Maden Karmaşığı dokanağı. bakış yönü güneye. – 21 –

Şekil 3. 7. Maden Grubu’na ait kırmızı renkli çamurtaşları, Plajköy’ün yaklaşık 1.5 km batısı, bakış yönü güneye. – 22 –

Şekil 3. 8. Maden Grubu’na ait bazaltlardan makroskobik görünüm. Plajköy’ün yaklaşık  1 km batısı, bakış yönü güneye. – 22 –

Şekil 3. 9. Alüvyon- Hoşkiri çayı civarında alüvyonlardan görünüm. Bakış yönü kuzey doğu. – 24 –

Şekil 3. 10. Alüvyon- Hoşkiri çayı yerini bakış yönü doğu. – 24 –

Şekil 4. 1. Hazar Grubu’na ait kırık ve çatlakları dolduran kalsit dolgulu çamurtaşı örneğinden görüntü, a. tek nikol, b. çift nikol. – 25 –

Şekil 4. 2. Andezitlerin çift nikoldeki görünümleri plajiyoklaz (plg), gaz boşluklarını dolduran ikincil kuvars (Q) ve kalsitler (Ca), hamur malzemesini oluşturan küçük feldispat ve demir oksit. – 26 –

Şekil 4. 3. Maden Karmaşığı’na ait a.Küçük plajiyoklaz, olivin, piroksen ve opak minarellerden görünüm.b. Plajiyoklaz ve kalsit minerallerinden görünüm. Plajioklazlar genellikle öz şekilsiz ve kenarları boyunca yenilme görülmektedir. c.Bazaltlarda olivin fenokrist – 27 –

Şekil 5. 1. M3 örneğine ait    XRD tüm kayaç difraktogramı – 29 –

Şekil 5. 2. M5   örneğine ait    XRD tüm kayaç difraktogramı – 29 –

Şekil 5. 3. M7 Örneğine ait    XRD tüm kayaç difraktogramı – 30 –

Şekil 5. 4. H1 Örneğine ait XRD Tüm kayaç difraktogramı – 30 –

Şekil 5. 5. H2 örneğine ait    XRD tüm kayaç difraktogramı – 31 –

Şekil 5. 6. H6 örneğine ait XRD tüm kayaç difraktogramı – 31 –

Şekil 5. 7. Hazar Grubu  Maden Karmaşığı ve tüm kayaç minerallerinin karşılaştırılması – 32 –

Şekil 5. 8. H1 örneğine ait kil fraksiyonu incelemeleri – 33 –

Şekil 5. 9. H 9 örneğine ait kil fraksiyonu incelemeleri Hata! Yer işareti tanımlanmamış.

Şekil 6. 1. Örneklerin element korelasyon grafikleri 41

Şekil 6. 2. Bu çalışmadaki Hazar Grubu, Maden Karmaşığı ve Şebken (Hazar Grubu) anaoksit elementlerinin karşılaştırılması 44

Şekil 6. 3. Bu çalışmadaki Hazar Grubu, Maden Karmaşığı ve Şebken (Hazar Grubu) örnekleri iz elementlerinin karşılaştırılması 44

Şekil 6. 4. Maden Karmaşığı (6 örnek),  Hazar Grubu (9 örnek) ve Şebken Hazar Grubu (11 örnek) örneklerinin ortalamalarının a. kondrit normalize diyagramı (Konrit verileri Haskin ve Frey, 1966; Gromet ve diğ. 1984’den alınmıştır). b. NASC’a normalize diyagramı (NASC verileri Haskin ve Frey, 1966; Gromet ve diğ. 1984’den alınmıştır). 49

Şekil 6. 5. Hazar, Maden ve Şebken örnekleri element ortalamalarının karşılaştırılması 52

Şekil 6. 6. Hazar Grubu, Maden Karmaşığı örneklerinin Log (SiO2/Al2O3)’ e karşı Log (Fe2O3/K2O) oranına göre değişimi 53

Şekil 6. 7. Hazar Grubu, Maden Karmaşığı Şebken  örneklerinin Zr/TiO2 ve SiO2 diyagramında isimlendirilmesi 53

Şekil 6. 8. Hazar Grubu, Maden Karmaşığı ve Şebken örneklerinin Y –Zr  diyagramı 54

Şekil 6. 9. Hazar Grubu, Maden Karmaşığı ve Şebken örneklerinin a.Zr/Sc-Th/Sc, b.Y/Ni-Cr/V c.Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)grafiği 55

 

 

TABLOLAR LİSTESİ

 

Tablo 2.  1. Örnekleme yapılan lokasyon, birimler ve yapılan analizleri gösteren  tablo. – 12 –

Tablo 5. 1. Hatunköy kesiti Hazar Grubu (HZ)  Maden Karmaşığı’na (M)  ait örneklerin  XRD-TK sonuçları. – 28 –

Tablo 5. 2. Hazar Grubu ve  Maden Karmaşığı’na ait  örneklerin XRD-Kil Fraksiyonu sonuçları. – 34 –

Tablo 6.  1. Örneklerin  ana oksit (%Agırlık) tablosu H: Hazar Grubu, M: Maden Karmaşığı – 37 –

Tablo 6.  2. Örneklerin  iz element (ppm)  tablosu H: Hazar Grubu, M: Maden Karmaşığı. 38

Tablo 6.  3. Örneklerin ana element-iz element korelasyon tablosu.. 39

Tablo 6.  4. Hazar Grubu, Maden Karmaşığı ve Şebken örneklerinin element oranları 51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÖZGEÇMİŞ

 

1987 yılının Eylül ayında Trabzonda doğdum. İlk ve orta öğretimi Elazığda bitirdim. Elazığ Anadolu Hıdır Sever Lisesinden 2004 yılında mezun oldum. 2012 yılında Selçuk Üniversitesi Jeoloji Mühendisliğinden mezun oldum. 29 Ocak 2015 tarihinde evlendim. Yaklaşık 3 yıl özel sektörde Jeoloji mühendisi olarak hizmet verdim. Kurucusu olduğum Hazar zemin lab. Ltd. Şti’de Şirket müdürü olarak çalışmaya devam etmekteyim.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                           ÖNSÖZ

 

Bu çalışma Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim dalında ‘Yüksek Lisans Tezi’ olarak hazırlanmıştır.

Bu  kapsamda  Elazığ İli’nin yaklaşık 30 km güneydoğusundaki Hazar Gölü’nün doğu kesimlerinde  Plajköy,  Hatunköy civarında yayılım gösteren  denizel formasyon niteliğinde Maden Karmaşığı’na ait volkanoklastitlerle ardalanmalı kırmızı renkli çamurtaşları ile Hazar Grubu’na ait yeşil renkli çamurtaşlarının tüm kayaç, kil mineralojisi ve jeokimyası  çalışılmıştır. Ayrıca Hazar Gölü’nün hemen kuzeyinde bulunan Hazar Grubu’na ait yeşil renkli çamurtaşlarından oluşan daha önceki çalışmalarda ortaya çıkarılmış olan jeokimyasal verilerle de bu örnekler karşılaştırılarak Maden Karmaşığı ve Hazar Grubu örneklerinin benzerlik ve farklılıkları ortaya konulmuştur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÖZET

Bu tez kapsamında Elazığ İli’nin yaklaşık 30 km güneydoğusundaki Hazar Gölü’nün doğu kesimlerinde Maastrihtiyen-Alt Eosen Hazar Grubu’na ait yeşil renkli çamurtaşları ile, Orta Eosen yaşlı Maden Karmaşığı’na ait volkanoklastitlerle ardalanmalı kırmızı renkli çamurtaşlarından alınan örneklerin tüm kayaç, kil mineralojisi ve jeokimyasal özellikleri çalışılmıştır.

İnceleme alanında birimler yaşlıdan gence doğru; Üst Jura-Alt Kretase yaşlı Guleman Ofiyoliti, Maastrihtiyen-Alt Eosen yaşlı Hazar Grubu, Orta Eosen yaşlı Maden Karmaşığı ve Pliyo-Kuvaterner, Kuvaterner yaşlı alüvyonlardır.

İnceleme kapsamında  optik mikroskop, X-Isınları difraksiyonu (XRD)   tüm kayaç ve ve kil fraksiyonu incelemeleri, jeokimyasal analiz (ICP-AES ve ICP-MS) çalışmaları yapılmıştır. Hatunköy’de iyi bir yüzeyleme sunması dolayısıyla bu kesitten Hazar Grubu, Maden Karmaşığı’na ait örnekler alınmıştır.

Hatunköy kesitinde yeşilimsi-gri renkli şeyllerden alınan örneklerde optik mikroskop çalışmalarında killi matriks içerisinde kırık ve çatlakları dolduran bant şeklinde ikincil kalsit  oluşumlarına rastlanmıştır. Maden Karmaşığı’nın volkanik birimi andezit ve bazaltik özellikte olan kayaçlar ve volkanosedimanlardan oluşmaktadır. Andezitler plajiyoklaz, amfibol, piroksen, kalsit, epidot ve klorit mineralleri içerirler. Maden Karmaşığı’na ait spilitik bazalt örneği plajiyoklaz, olivin, piroksen, kalsit, epidot ve klorit mineralleri içerirler. Andezitik ve bazaltik kayaçlar serizitleşme, killeşme ve karbonatlaşma içerir..

Tüm kayaç mineralleri her iki formasyonda benzer oranlardadır. Sırasıyla feldispat, kil, kalsit ve kuvas mineralleri mevcuttur. Kil ve feldispat Maden Karmaşığı örnekleri’nde, kalsit ve kuvars  Hazar  Grubu örneklerinde daha yüksek oranda olmakla birlikte değerlerde birbirlerine yakın oranlar bulunmuştur. Her iki formasyonda korit ağırlıkta ve illit minerallerine rastlanılmıştır.

Her iki formasyonda ve karşılaştırılan Hazar Grubu örnekleri içeren Şebken kesitinde major oksit elementler, iz elementler, nadir toprak elementleri (NTE) benzerlik sunmaktadır. Yalnızca Cr elementi Hatunköy kesitinde Maden Karmaşığı ve Şebken kesitine göre yüksek olup, buda Cr elementinin alttaki ofiyolitlerden Hazar Grubu’na gelmiş olmalıdır. Kondrit normalize diyagramlarda Hatunköy kesiti Maden Grubu örnekleri ve Şebken Hazar Grubu örnekleri çok yakındır. Zenginleşme katsayısı 10-100 arasında değişmektedir. Kuzey Amerika Şeyllerine  (NASC) oranlandığında bu kayaçların hafif nadir toprak elementleri (HNTE) her üç kayaç grubu  örneklerinde NASC’a göre düşüktür.

Birimlerin La/Y, La/Sc, Th/Sc, Sc/Cr, Ti/Zr, Cr/Th, Zr/Hf,Cr/Ni, Th/Co, Th/Cr, U/Th, Ni/Co , V/Cr, Cu/Zn oranları benzerdir. La/Sc, Sc/Th, Co/Th oranlarına göre her üç kayaç grubunun ofiyolit ve granitlerden çok andezitlere benzediği görülmüştür. Log (SiO₂/Al₂O₃) e karşı log (Fe₂O₃/K₂O) oranına göre örneklerin çoğunluklA Fe’ce zengin şeyl alanına düştüğü görülebilmektedir. Zr/Sc-Th/Sc,Y/Ni-Cr/V diyagramında örnekler PAAS alanına düşmemektedir. Bunun nedeni PAAS örneklerinin kökeni kıtasal olup daha asidik karakter göstermesidir. Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn) diyagramına göre örneklerde hidrotermal bir gelişim söz konusu değildir. Y-TiO₂ diyagramında tüm örnekler toleyitik alana düşmektedir. Zr/Ti-SiO2 diyagramına göre Maden ve Hazar Grubu subalkalen bazalt, andezit alanına düşmekte, 1 örnek riyodasit alanına düşmektedir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SUMMARY

In this thesis, clay mineralogy and geochemistry of  Upper Cretaceous Elazig Magmatites and Middle Eocene Maden Group in the Dedeyolu, Badempınarı, Kavallı, Alıncık, Yemişlik Villages which are at the  south  of Elazig .  Whole rock and clay fraction X-ray diffraction (XRD ) studies and geochemical analyzes ( ICP-AES and ICP-MS ) was performed. Both the similarities and differences have been investigated at the this two unit.

Permo – Triassic Keban Metamorphics, Upper Cretaceous Elazig Magmatics , Maastrichtian Harami Formation, Middle Eocene Maden Group , Middle Eosen- Oligocene Kırkgeçit Formation, Upper Miocene- Pliocene Karabakır Formation  and Quaternary alluvial deposits exposed in the investigated area.

Samples are taken from Elazig Magmatites  which has been started  with intense altered gray tuff levels in Yemişlik section, altereted  samples which are alternating with pillow lava of Elazığ Magmatites and  red mudstones of Maden Complex in Alıncık  section.               Clay, calcite, quartz and feldspar minerals are present at the Yemişlik Section, feldspar, clay quartz are present et the Kavallı section.  Clay , quartz, feldspar are present  at the Alıncık section with the order of abundance. On the other hand,  in all three sections chlorite, illite were  observed, with respectively.                       In general, ratio  of  rare earth elements (REE ‘s)   to condrite  show  descending a trend from light rare earth from the elements  to (HNTE’s) heavy rare earth elements (ANTE’s). HNT’s are lower than European shales (ES), Post Archean European Shales (PAAS) and North American shales (NASC).               La / Sc, Sc / Th, Co/Th ratios show that, three rocks groups are mafic than upper continental crust. Kavallı samples are subalkali basalts, 1 sample andesite, Yemişlik samples are sub alkali basalt, andesite, rio-dasite and dasite, Alıncık samples are  intermediate and similar to these sections. Elazığ Magmatics and Maden samples are convenient with arc-island tholeiites. Yemişlik samples are Elazığ Magmatics, Alıncık samples are Maden Comples, however, it is difficult to separate of these two units.

At the end of this study ,ıt has been show that samples of Elazığ Magmatites and Maden Groups have similar origin, and altered samples could useful for  examination of these similarities of formations in these areas.

1. GİRİŞ

 

Bu tez çalışması Elazığ’ın güneydoğusundaki Hazar Göl’ü güney doğusunda  Hatunköy, Paljköy çevresinde  çevresinde yer almaktadır (Şekil 1).İnceleme alanında Hatunköy kesitinden iki farklı formasyona ait örneklemeler yapılarak bunların tüm kayaç, kil mineralojisi ve jeokimyası ortaya konulmuştur.

Burada yayılım gösteren formasyonlarla ilgili inceleme alanı ve yakın civarında daha önce yapılımış genel jeoloji, petrografik ve jeokimyasal çalışmalar mevcuttur. Kaya ( 2002 ) inceleme alanının tektonik özelliklerini çalışmıştır. Çelik (2003) bu formasyonlarda yakın bölgede Mastar Dağı (Elazığ güneydoğu’su) civarında çalışmış ve özellikle inceleme alanındaki Simaki Formasyonu’nun oluşumuna açıklık getirmiştir.  Simaki Formasyonu’nun

başlangıçta sığ ortamda çökeldiğini daha sonra derinleşen kuzeydeki denizle olan bağlantısından dolayı  magmatizmadan da etkilendiğini belirtmiştir. Maden Karmaşığı’na ait volkanizmadan etkilenmiş çamurtaşları bileşimleri ile Simaki Formasyonu’nun karşılaştırılması gerçekten Simaki Formasyonu’nun magmatizmadan etkilenip etkilenmediğini ortaya koyacaktır.

Bu amaçla Hem Maden Karmaşığı çamurtaşlarının hem Simaki Formasyonu çamurtaşlarının tüm kayaç ve kil mineralojisi ,  jeokimyasının ortaya konulması önemli olacaktır.

 

1.1 İnceleme Alanının Coğrafik Konumu

 

İnceleme alanı Elazığ İl’i güneyinde 1/25.000 ölçekli Elazığ K42c3_, K43d4, L42b2, L43a1 paftalarında yer almaktadır (Şekil 1.1). İnceleme alanındaki en önemli yerleşim merkezleri Plajköy, Durmuştepe, Çiflikköy, Yenibahçe, Gezin, Hatunköy’dür. Bütün yerleşim merkezlerine çoğunluğu asfalt olan yollarla ulaşım imkanı bulunmaktadır.

İnceleme alanındaki topoğrafik olarak yüksek yerler sırasıyla Hazar Dağı (1850 m), Meziyetin T. (1808 m), Harfi T. (1800 m), Kale T. (1708 m), Küçükrunik T. (1701 m), Gemek T. (1600 m), Aluç T. (1550 m), Kasan T. (1546 m), Renvara T. (1514 m), Nator T. (1492 m), Ziyaret T. (1450 m), Yazı T. (1421 m), Sabek T. (1384 m), Gavur T. (1350 m)  oluşturmaktadır.

İnceleme alanında çok sayıda sulu ve susuz dereler bulunmaktadır. Bunlar; Hoşkiri Çayı, Semer Dere, Bağlar Dere, Geban Dere, Hendek Dere ’dir. Karasal iklime sahip olan bölgede yazlar sıcak ve kurak, kışlar soğuk ve yağışlıdır. Bitki örtüsü bakımından yerleşim yerleri hariç oldukça fakirdir. İnceleme alanının kapsadığı bölge tarım arazisi bakımında zengin olup, sarp arazilerde ise genellikle hayvancılık yapılmaktadır. Tarım ve hayvancılık bölge insanları için en önemli geçim kaynağıdır.

Şekil 1. 1. Çalışma alanının yer bulduru haritası (Google Earth ).

 

1.2. Önceki Çalışmalar

 

İnceleme alanının  bulunduğu bölgede değişik amaçlı birçok çalışma yapılmıştır. İnceleme konusu olan Hazar Grubu ve Maden Karmaşığı jeolojik konumu, oluşum şekli bakımından günümüzde olduğu kadar geçmişte de birçok araştırmacının çalışma konusu olmuştur.

Sungurlu vd. (1975), Maden Karmaşığı’nı  Ceffan, Arbo, Melefan, Karadere olmak üzere dört ayrı formasyona ayırarak incelemiş ve Maden Grubu adını kullanmıştır. Araştırmacılar aralarında bazı yerlerde görülen uyumsuzluktan dolayı Gehroz Formasyonu’nu, Hazar Grubu’nun bir formasyonu olarak kabul etmemiş ve bu iki birimi biribirlerinden ayırarak incelemişlerdir.

Perinçek (1979b) bölgede yapılan önceki çalışmaları da dikkate alarak birimi Ceffan, Arbo, Melefan, Karadere ve Narlıdere olmak üzere beş ayrı formasyona ayırmış, Hazar Grubu’nu da ayrı bir birim olarak kabul ederek Simaki, Şebken ve Gehroz adlarıyla üç formasyon şeklinde incelemiştir.

Yazgan (1981), Elazığ-Malatya dolaylarındaki çalışmasında birimi, Maden Otokton Çökelleri, Melefan Oluşumu ve Volkanik Maden Oluşumu olmak üzere üç üyeye ayırarak Maden Grubu adı altında incelemiştir. Araştırmacı Doğu Toroslar’da yaptığı incelemelerde Arabistan Levhası’nın hareketinin kuzeydoğu doğru olduğunu belirtmiştir. Maden Grubu’nın volkanik ve yarı derinlik kayaçlarının jeokimyasal ve jeoteknik özelliklerini inceleyen araştırmacı, bu birimlerin magmatik kayaçlarının, kalın olmayan genç bir kıta kabuğu üzerine yerleşen etkin bir kıta kenarı ürünü olduğunu belirtmişlerdir

Erdoğan (1982), Ergani-Maden yöresinde Maden Grubu olarak adlandırdığı Grubu, Alt Volkanik Sediment Birimi ve Üst Volkanik Birimi olarak iki ayrı birim halinde incelemeyi uygun görmüştür. Araştırmacı, önceki çalışmalarda Hazar Grubu olarak adlandırılan birimin aslında Maden Grubu’nun alt seviyelerini oluşturan sedimenter kayaçlar olduğunu ve ayrı bir formasyon olarak incelenmesine gerek olmadığını ileri sürmüştür.  Hempton (1984), Maden Grubu adını aynen kabul ederek birimi, alttan üste doğru taban konglomerası, masif kireçtaşları, pelajik kireçtaşları, kırmızı çamurtaşları, bazalt-bazaltik andezit-andezitik volkanitler ve bazalt-andezitik volkanoklastitler olmak üzere yedi litofasiyese ayırarak incelemiştir. Araştırmacılar Maden İlçesi’nin daha doğu kesimlerinde yüzeyleyen ve diğer araştırmacılar tarafından Maden Grubu’na ait bir formasyon olarak kabul edilen Karadere Formasyonu’nu ise ayrı bir birim olarak incelemişlerdir. İnceleme alanındaki en güncel çalışma Kaya (2002) tarafından yapılmıştır. Araştırmacı, Gezin civarının jeolojisini incelemiş, birimlerini tanımlamıştır.

2. MATERYAL VE YÖNTEM

 

Bu tez çalışması kapsamında büro, arazi ve laboratuvar çalışmaları gerçekleştirilmiştir.

 

2.1. Büro Çalışmaları

 

Büro çalışmalarında, inceleme alanına ait önceki çalışmalar derlenilmiş, inceleme konusu ile ilgili i literatür taranmıştır. Arazi ve laboratuvar çalışmalarından elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş, veriler tez raporu haline getirilmiştir.

 

2.2. Arazi Çalışmaları ve Örneklemeler

 

Hatunköy kesiti inceleme alanının güneyinde yer almakta  olup Hatunköy civarında altta kırmızı renkli çamurtaşlarından oluşan Maden Karmaşığı, Guleman Ofiyolitleri’nin üzerinde uyumsuzlukla gelen Hazar Grubu’ndan alınmıştır  (Şekil 2.1.). Örnekler renk litolojisinin farklı olduğu kesimlerden alınmış olup, yüzeyden itibaren 15 cm kazılarak yüzeysel alterasyonlardan etkilenmemiş ana kayacı temsil eden yerlerden alınmıştır. Renk farklılıklarının olmadığı yerlerde 50 metre aralıklarla örnekleme yapılmıştır.

Şekil 2.  1. Örnek alınan Hatunköy kesiti (Google Earth)

2.3. Laboratuvar Çalışmaları

 

Bu inceleme kapsamında yapılan laboratuvar çalışmaları

1) Optik Mikroskop Çalışmaları,

2) X-Isınları difraksiyonu (XRD) tüm kayaç ve ve kil fraksiyonu analiz çalışmaları,

3) Jeokimyasal analiz (ICP-AES ve ICP-MS) çalışmaları olarak gruplandırılabilir. Tablo 2.1. ‘de örnek lokasyonları ve yapılan analizler görülmektedir.

 

Tablo 2.  1. Örnekleme yapılan lokasyon, birimler ve yapılan analizleri gösteren  tablo.

 

Birim	Örnek Kodu	Optik Mikroskop	XRD Tümkayaç	XRD Kil Fraksiyonu	ICP AES-MS
Maden Karmaşığı	M1-M8 arası	3 Örnek	8 Örnek	6 Örnek	6 Örnek
Hazar Grubu	H1-H9 arası	2 Örnek	7 Örnek	5 Örnek	9 Örnek

 

 

 

 

2.3.1.Optik Mikroskop Çalışmaları

 

Pamukkale Üniversitesi (Denizli) laboratuvarında hazırlanan ince kesitler Konya MTA Laboratuvarında bulunan optik mikroskoplar kullanılarak; örneklerin mineralojik petrografik  özellikleri incelenilmiş, resimleri çekilmiştir.

 

 

2.3.2. X –Işınları Difraktogram (XRD) Tanımlamaları

 

Tüm kayaç çözümlemeleri: X –Işınları Difraktometri (XRD) optik mikroskobi yöntemleri ile belirlenemeyecek kadar küçük tane boyutuna sahip minerallerin kristal yapı özelliklerine göre tanımlanmasında kullanılan bir tekniktir. Bu teknikte incelenecek olan numune ideal tane boyutuna gelene kadar öğütülerek toz hale getirilmekte ve XRD analiz cihazları ile analiz edilmektedir. Birimde gerçekleştirilen XRD analizleri MTA Enstitüsü’nde (ANKARA) değerlendirilmiştir. Bruker D8 Advance, Panalytical X’Pert Powder ve Philips PW 1830 marka model cihazlar ile yürütülmektedir.Standart kalitatif XRD analizlerinde numuneler Ni filtreli Cu X-ışın tüplü cihazlar ile 2-70 derece arasında analiz edilmektedir.

Toplam 15 adet örnekte difraktogramlar Uluslar arası Difraksiyon Veri Merkezi’nin (ICDD) 2004 yılı toz difraksiyon verilerinden ve A.S.T.M. (1972) kartotekslerinden yararlanarak çözümlenmiş, saptanan minerallerin yarı nicel yüzdeleri, Gündoğdu (1982) tarafından geliştirilen yönteme göre hesaplanmıştır. İllit için 5 A⁰ ve klorit için 4,7 A⁰  değerleri hesaplamalarda kullanılmıştır.

 

Kil fraksiyonu çözümlemeleri: Standart XRD analizleri ile tanımlanmaları mümkün olmayan kil grubu mineralleri için zenginleştirme işlemi uygulanarak kalitatif XRD detay kil analizleri yapılmıştır. Toplam 15 adet örnekte kil fraksiyonunun tüm kayaç içerisindeki diğer minerallerden ayrımlanmasını sağlamak için More ve Reynolds (1989) tarafından önerilen kimyasal çözme, santrifüjleme dekantasyon-yıkama ve sedimantasyon-sifonlama santrifüjleme işlemleri uygulanmıştır. Bu uygulamaya başlamadan önce kayaca kırma ve öğütme işlemleri uygulanmıştır.

 

Kimyasal çözme: Kil ayırma işlemi yapılırken kil dışı minerallerin kimyasal çözme yolu ileatılması işlemine denir. Karbonat minerallerinin atılması için 1N’lik asetik asit kullanılır. 1-10gr arasında 10 μ öğütülmüş örnek (tane boyu) 100 ml’lik behere koyulur ve daha sonraüzerine  40 ml 1N’lik asetik asit eklenir ve 30 dakika bekletilir. Örnek santrifüjtüplerine alınır ve 2000 devirde 5 dakika süre ile santrifüjlenir ve sıvı ile örnek ayrılır. Bu işleme karbonatlar atılıncaya, bir başka ifade ile CO₂ gaz çıkışı duruncaya kadar devam edilir (More ve Reynolds, 1989).Öğütme işleminde tane boyunun 10 μ’nin altına düşmemesine özengösterilmiştir. Öğütme işleminden sonra 20-30 gr örnek 1 litrelik behere alınmış ve üzerine100 ml saf su eklenerek aşağıdaki işlem sırası takip edilmiştir.

 

Organik maddenin atılması: H₂O₂ (hidrojen peroksit) ile oksidasyon vasıtası ile sağlanır.Karbonatların atılması işlemi uygulanmış ve minimum miktardaki saf su ile 100 ml’lik beherealınmış olan örnek üzerine %30’luk H₂O₂ ’dan 5 ml eklenir ve ara sıra karıştırılarak örnekbekletilir. Bu işleme örnekte organik maddeden kaynaklanan koyu renk gidene kadar devamedilir. Örnek santrifüj tüpüne alınır ve 2000 devirde 5-10 dakika süre ile santrifüjlenerekörnek ile asitin ayrılması sağlanır ve asitli sıvı atılır.

 

 

Kararlı süspansiyon elde edilmesi:Yıkama-dekantasyon-santrifüjleme işlemlerinden oluşur.

Asitleme işleminin ardından örnek saf su ile birlikte behere alınır ve karıştırılır. Daha sonradinlenmeye bırakılır. Bu işleme dekantasyon denilir. Dekantasyon sonucunda kil ve kil dışımalzeme beherin dibine çöker ve üstte yabancı katyon ve anyonları (Örneğin Ca, Mg, ve Cl gibi) içeren berrak kısım atılır. Bu işlemin daha hızlı yapılabilmesi için santrifüjlemedenyararlanılabilir. Kilin süspansiyonda kalmasını sağlayan bazı özellikleri vardır. Bunlar; kilinağırlığı (yer çekimi etkisi) ve suyun kaldırma kuvveti, kilin yüzey yükünün değeridir.

XRD kil fraksiyonu (KF) çözümlemeleri için 4 adet cam lam üzerine sıvama ileyönlendirilmiş örnekler hazırlanmış ve hazırlanan bu örneklerin normal (N), fırınlı (F) veetilen glikollü (EG) difraktogram çekimleri yapılmıştır. Normal çekimler doğrudan lamlayapılan çekimlerdir. Fırınlı çekimlerde, yönlenmiş örnekler 300 ve 550 ˚C fırında 4 saat süreile bırakılmış ve daha sonra XRD çekimine tabi tutulmuştur. EG çekiminde ise kilminerallerinin şişmesi sağlanmıştır. Bu amaçla lama sıvanmış örnek etilen glikol buharıbulunan desikatörde 12 saat süre ile bekletildikten sonra XRD çekimi yapılmıştır.

 

2.3.4. ICP-AES ve ICP-MS Yöntemleri

 

Örnekler üzerindeana, iz ve nadir toprak element (NTE) analizleri gerçekleştirilmiştir. Örnekleri analize hazırlama ve analiz (asitle çözme ve filtreleme) işlemleri ACME AnalyticalLaboratories Ltd. (Kanada) analitik kimya laboratuarında yaptırılmıştır.

Örneklerin ana element analizleri; İndüktif Eşleşmiş Plazma (Inductivly Coupledplasma) Atomik Emisyon Spektrometre (ICP-AES) yöntemi ile yapılmıştır. Bu yöntemde, bir numunede bulunan elementler atomlaştırma denilen işlemle buhar halinde atomlarına dönüştürülür ve daha sonra buhar içindeki atomik türlerin emisyon  ölçümü yapılır (Thompson ve Walsh, 1983).

İz ve nadir toprak element (REE) analizleri ise İndüktif Eşleşmiş Plazma, KütleSpektrometre (ICP-MS) yöntemiyle 0.25 gr toz örnek üzerinde gerçekleştirilmiştir. Buyöntemin esasında analiz edilecek numuneler atomlaştırılır ve iyonlaştırılır ve kütle/yükoranına göre ayrılan iyonların sayımı ile veri elde edilir  (Jenner vd., 1990).

 

3. GENEL JEOLOJİ

Torbalama-Etiketleme (toz pudra naylon torbalara koyup etiketleme)

 

 

Araştırılan sahadaki birimler büyük ölçekte yaşlıdan gence doğru; Üst Jura-Alt Kretase yaşlı Guleman Ofiyoliti, Senoniyen Elazığ Magmatitleri, Maastrihtiyen-Alt Eosen yaşlı Hazar Grubu, Orta Eosen yaşlı Maden Karmaşığı ve Pliyo-Kuvaterner, Kuvaterner  alüvyonlardır (Şekil 3.1., 3.2). Hatunköy kesiti civarında Guleman Ofiyolitleri, Elazığ Magmatitleri, Hazar Grubu olması dolayısıyla bu birimler tanımlanacaktır.

 

3. 1.Guleman Ofiyolitleri

 

3.1.1. Tanımı ve Arazideki Dağılımı

 

Birimi Sungurlu (1974), Çüngüş-Maden-Hazar civarında “Guleman Ultramafitleri”; Erdoğan (1982), Aktaş ve Robertson (1984), Bingöl (1984, 1986) ile Perinçek (1979) “Guleman Grubu”; Özkan (1982), “Guleman Ofiyoliti” olarak adlandırmışlardır.

Birimin en iyi görüldüğü yer, Elazığ’ın 50 km güneydoğusundaki Guleman (Alacakaya) ilçesidir. Çalışma alanında ise,  Hazar Gölü’nün güneydoğusunda yüzeyler (Şekil 3.3). Litolojik olarak; harzburjit, dünit, verlit, piroksenit, gabro, bantlı gabro ile bunları kesen diyabaz dayklarından oluşan ofiyolitik bir istiftir. Hatunköy ve çevresinde inceleme alanında en geniş yayılım göstermektedir. Litolojik olarak; harzburjit, dünit, verlit, piroksenit, gabro, bantlı gabro ile bunları kesen diyabaz dayklarından oluşan ofiyolitik bir istiftir.Hazar Grubu’nun altında yer alır ve  tektonik hatlara yakın yerlerde tamamen serpantinleşmiştir (Şekil   3.3.-3.4).

 

Daha Fazlası İçin Tezin Tamamını İndirebilirsiniz.    Tezi İndir…

 

23 Temmuz 2017