İÇİNDEKİLER Sayfa. İÇİNDEKİLER...i. ÖZET...iv. ABSTRACT... v. ÖNSÖZ ve TEŞEKKÜR...vi. SİMGELER DİZİNİ...vii. ŞEKİLLER DİZİNİ...

Transkript

1 İÇİNDEKİLER Sayfa İÇİNDEKİLER...i ÖZET...iv ABSTRACT... v ÖNSÖZ ve TEŞEKKÜR...vi SİMGELER DİZİNİ...vii ŞEKİLLER DİZİNİ...viii ÇİZELGELER DİZİNİ...x 1. GİRİŞ Çalışma alanı Araştırma Yöntemleri Coğrafya İklim Hidrojeoloji Bitki Örtüsü Amaç KAYNAK BİLGİSİ MATERYAL VE METOD Arazi çalışmaları Laboratuvar çalışmaları Büro çalışmaları ARAŞTIRMA VE BULGULAR Bölgesel Jeoloji Genel Jeoloji Menderes Masifi Metamorfitleri Grubu Kızılcasöğüt Formasyonu ve Vezirler Melanjı Hacıbekir Grubu İnay Grubu ve Payamtepe Volkanitleri Asartepe Volkanitleri, Kula Volkanitleri, Travertenler, Taraçalar, i

2 Birikinti Konileri, Alüvyonlar Çalışma Alanının Jeolojisi Stratigrafi Eşme Formasyonu (Pze) Yeniköy Formasyonu (Ty) Dikendere Volkanitleri (Tmdv) Karaboldere Volkanitleri (Tmkv) Alüvyon ve yamaç molozu (Qal, Qy) Yapısal Jeoloji Tabakalanma Kıvrımlanma Uyumsuzluk Eklem Faylar Ekonomik Jeoloji Kaolen ile ilgili genel bilgiler Türkiye de Kaolen tüketimi Üretim Üretim yöntemi ve teknolojisi Ürün standardı Türkiye de üretim ve değerleri İthalat İhracat Rezerv Kaolen Yatakları Eğlence Kaolen Zuhuru Karaçayır Kaolen yatağı Mineraloji Makroskobik Gözlemler Mikroskobik Gözlemler X Işını Difraktoğramı Çalışmaları Jeokimya ii

3 Majör Oksit İz Elementler Nadir Toprak Elementleri Köken SONUÇLAR KAYNAKLAR LEVHALAR... ÖZGEÇMİŞ... EKLER... EK-1 EK-2 iii

4 ÖZET Çalışma alanı, Uşak ilinin yaklaşık 20 km kuzeyinde bulunmaktadır. Tabanda Paleozoyik yaşlı gözlü gnays-gnays-mikaşist-granatlı şist-kloritli şist ve kalkşistten oluşan Eşme formasyonu yer alır. Bu birim üzerinde uyumsuz olarak bulunan konglomera-kumtaşı-kiltaşı-kireçtaşından oluşan Orta-Üst Miyosen yaşlı Yeniköy formasyonu bulunur. Riyolitik-riyodasitik lav ve tüflerden oluşan Orta Miyosen yaşlı Dikendere volkanitleri Eşme Formasyonunu kesmiş ve Yeniköy Formasyonu ile giriktir. En üstte Üst Miyosen yaşlı andezit-trakiandezitik-bazaltik lav, tüf, aglomera ve silisifiye kayaçlardan oluşan Karaboldere volkanitleri yer almaktadır. Bu birimleri uyumsuz olarak Kuvaterner yaşlı alüvyonlar üstler. Dikendere volkanitlerinde gelişen kaolenleşme, Eğlence köyü ve Karaçayır mahallesinde iki ayrı alanda zuhur verir. Kaolenleşmenin çevresinde hidrotermal ayrışmanın tipik belirtileri olan hematit, limonit, serizitli zonların oluşumları gözlenir. Hidrotermal kaolen yataklarının aranmasında belirleyici unsur olan silis sinter; kaolen yatağının üzerinde gözlenmektedir. Faylar ve çatlaklar boyunca yükselen asidik çözeltiler riyolitleri kaolenleştirmiş, ancak bu kaolenleşme sırasında suya geçen alkaliler nedeniyle bazik ortam oluşmuş, bazı kesimlerde eriyen silis feldspatların tamamıyla silisleşmesine neden olmuştur. Hidrotermal silisleşme yatağın üst zonlarında daha yoğundur. Bazı kesimlerde ise montmorillonit-illit oluşmuştur. Kaolen yatağında kaolenit, halloysit, nakrit, dikit ile birlikte kuvars, dolomit, alunit, adularia (?), ortoklas ve demirce zengin minerallerde gang olarak bulunur. Kaolen yataklarında; Al 2 O 3 içeriği %12.57-%14.33 arasında değişmektedir. Ortalama %13.50 dir. SiO 2 içeriği ortalama %73.45, Fe 2 O 3 içeriği ortalama %0.01 ve TiO 2 içeriği ise ortalama %0.08 dir. ANAHTAR KELİMELER: Kaolen, hidrotermal alterasyon, silis şapka, dikit, alunit. iv

5 ABSTRACT The kaolin deposits are situated aproximately 20km. North of Uşak City (West of Turkey). In the study area, Eşme formation, which is made up Paleozoic augengneiss-gneiss-mica schist-chloriteschist-calc schist, forms the basement. Yeniköy formation which consists of conglomerate-sandstone-claystone-limestone overlies the basement discomformably. They are emplaced in Mid-Upper Miocene in the study area then Yeniköy formation and Eşme formation are cut off by Dikendere volcanics which are Middle Miocene in age. Dikendere volcanics consist of rhyolitic and rhyodacitic tuffs and lavas. Above these volcanics, there are Karaboldere volcanics, Upper Miocene in age. Karaboldere vocanics consist of andesiticthrachydacitic-basaltic lavas, tuffs, agglomerates. Quaternary is represented by alluivium which cover all formations. Kaolin deposits have been formed by hydrotermal alteration of Dikendere volcanics formation. Kaolin deposits occur at Eğlence and Karaçayır villages. Typical characteristics of hydrotermal alteration are seen as silica sinter, limonitic rocks, hematitic rocks around the kaolin deposits. Especially Silica sinter, which is the key feature in exploration of hydrotermal kaolin deposits is covers. Kaolin deposits are observed around faults and cracks. Because of the fact that asidic solutions come through faults and cracks along the volcanics, kaolin deposits have been formed from ryholitic lavas and tuffs. During occuring kaolin deposits, because of alkali which participate in water, basic system occurs. In consequence of resolved silica in some zone, feldspar minerals entirely are transformed into silica. Hydrotermal silicification becomes more intense upwards. Montmorillonit-illite minerals occur in some zones. Mineral paragenesis consist of kaolinite, halloyisite, nacrite, dickite as kaolin minerals and quartz, dolomite, alunite, adularia (?), orthoclase and some iron minerals as gangue. Al 2 O 3 content of kaolin deposits change between % and %. Average composition is % Al 2 O 3, % SiO 2, 0.01 %, Fe 2 O 3 and 0.08 % TiO 2. KEY WORDS: Kaolin, hydrothermal alteration, silica sinter, dickite, alunite. v

6 ÖNSÖZ ve TEŞEKKÜR Bu tez Süleyman Demirel Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri, 911-YL-04 No lu projesi kapsamında Yüksek Lisans tezi olarak hazırlanmıştır. Maddi desteklerinden dolayı S.D.Ü. Araştırma Fonu Başkanlığı na teşekkür ederim. Tez konusunun seçilmesinden tezin tamamlanmasına kadar her aşamada araştırmalarımı yönlendiren, bilimsel yardımlarını esirgemeyen ve bu konuda çalışmamı sağlayan, hocam Prof. Dr. Mustafa KUŞCU ya şükranlarımı sunarım. Arazi çalışmalarım sırasında Cevher Maden sahibi Sadık BATURALP e, Karaçayır Kaolen işletme müdürü Ali İhsan DUKUL ve çalışanlarına teşekkür ederim. Tez için gerekli olan kaolenin kimyasal ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesinde yardımcı olan Kütahya Porselene A.Ş. ye teşekkür ederim. Arazi çalışmalarım sırasında bana destek olan İlhan ŞAVK ve ailesine teşekkürü bir borç bilirim. Bu tezi hazırlama süresi boyunca maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen bana olan güvenlerini gösterdikleri sevgiyle hissettiren aileme en derin sevgi, minnet ve şükranlarımı sunarım. Nisan, 2006 Ebru BAŞPINAR vi

7 SİMGELER DİZİNİ Simge Anlamı LOI. Ateşte Kayıp Pze Eşme Formasyonu SUM Toplam Tmy Yeniköy Formasyonu Tmdv Dikendere Volkanitleri Tmkv Karaboldere Volkanitleri Qal/Qym Alüvyon/yamaç Molozu XRD X Işını Difraktoğramı % Yüzde vii

8 ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa Şekil 1.1. Çalışma alanının yer bulduru haritası... 2 Şekil 4.1. İnceleme alanına ait bölgesel jeoloji haritası (Bingöl, 1989) Şekil 4.2. İnceleme alanına ait sütun kesit Şekil 4.3. Tepeköy mahallesi civarında yayılım gösteren Eşme formasyonuna ait granatlı şistlerden bir görünüm Şekil 4.4. Eskiköy Mevki civarındaki Yeniköy formasyonuna ait tüfitlerden bir görünüm Şekil 4.5. Eskiköy Mevki civarındaki tüfitlerle yanal geçiş gösteren gevşek kuvarsit, kristalen kireçtaşları çakıllarından oluşmuş konglomeralardan bir görünüm Şekil 4.6. Dikendere volkanitlerinde yer alan riyolitik lavın hidrotermal ayrışmalar sonucunda oluşan Karaçayır kaolen yatağından bir görünüm Şekil 4.7. Demir Tepedeki Karaboldere volkanitlerinde yer alan trakiandezitlerden görünüm Şekil 4.8. Karaboldere volkanitleri (Tmkv) ile Yeniköy formasyonunun (Ty) dokanak ilişkisi Şekil 4.9. Çalışma alanında gözlenen Arpalıkkaşı nın güneydoğusunda bulunan fayın görünümü ( Pze: Eşme Fromasyonu, Ty: Yeniköy Formasyonu) Şekil Kaolinit levhalarının şematik görünümleri (Grim, 1953) Şekil 4.11.Eğlence Kaolen zuhurundan bir görünüm Şekil Karaçayır kaolen yatağında yapılan işletmeden bir görünüm Şekil Süspansiyon halindeki malzemeyi taşıyın ve silisin ve demirin malzemeden alındığı kaolen işletmesindeki oluklar Şekil Kaolen yatağı işletmesi bekletme havuzu Şekil Porselen sanayide kullanılan yıkanmış kaolenin kurutulması Şekil Karaçayır Kaolen Yatağından alınmış işlemden geçirilmiş (Tesis Kaolen) in XRD analizi Şekil Karaçayır Kaolen Yatağından alınmış örnekde Dikitin varlığını gösteren XRD analizi Şekil Karaçayır Kaolen Yatağından işlemden geçirilmiş (Tesis viii

9 Kaolen) de İllit-Montmorolinit- Alunit varlığını gösteren XRD analizi Şekil Karaçayır Kaolen Yatağından alınmış örnekde Nakrit varlığını gösteren XRD analizi Şekil Karaçayır Kaolen Yatağından alınmış örnekde Kaolenit, Dikit, Adularya (?), Alunit varlığını gösteren XRD analizi Şekil Karaçayır Kaolen Yatağından alınmış örnekde düşük-kuvars, Halloysit, dolomit varlığını gösteren XRD analizi Şekil Eğlence-Karaçayır ve dünyada yeralan diğer ticari kaolenlerin SiO 2 -Al 2 O 3 ve diğer majör oksitler (Dondi vd., 2001) Şekil Al 2 O 3 -Fe 2 O 3 ikili diyagramı (Ligas vd., 1997) nda Karaçayır- Eğlence (Uşak) Ham Kaoleni ile Tesis Kaolenin bazı ticari kaolenler ile karşılaştırılması Şekil Karaçayır-Eğlence ve Tesis Kaolenlerinin Nadir Toprak Elementlerinin karşılaştırılması Şekil SiO 2 ve Zr/TiO 2 içeriğine göre kayaçların sınıflaması (Wınchester ve Floyd, 1977) ix

10 ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa Çizelge 4.1. Kaolinit grubu içinde yer alan kaolenit mineralleri (Jensen ve Bateman, 1981) Çizelge 4.2. Kaolenlerin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri (TS 5396/ Aralık 1987 tarihli Seramik Sanayiinde Kullanılan Kaolen Standartlarından alınmıştır) Çizelge 4.3. Türkiye Kaolen Ürün Standartları (TS 5396/ Aralık 1987 tarihli Seramik Sanayiinde Kullanılan Kaolen Standartlarından alınmıştır) Çizelge 4.4. Türkiye Kaolen üretiminin yıllara göre dağılımı ( DPT VIII. Kalkınma Planı ÖİK Raporu) Çizelge 4.5. Türkiye Kaolen ithalatının yıllara göre dağılımı (DPT VIII. Kalkınma Planı ÖİK Raporu) Çizelge 4.6. Türkiye Kaolen ihracatının yıllara göre dağılımı (DPT VIII. Kalkınma Planı ÖİK Raporu) Çizelge 4.7. Türkiye kaolen yatakları, Tenör, kullanım alanları ve rezervleri (DPT VIII. Kalkınma Planı ÖİK Raporu) ve Uşak Karaçayır ve Eğlence kaolen yataklarının karşılaştırılması (Muh: muhtemel rezerv, Gör: Görünür rezerv) Çizelge 4.8. Kaolenlerin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri (TS 5396/ Aralık 1987 tarihli Seramik Sanayiinde Kullanılan Kaolen Standartlarından alınmıştır) ve Karaçayır Yıkanmış Kaoleninin karşılaştırılması Çizelge 4.9. Kaolenlerin Ürün Standartları (TS 5396/ Aralık 1987 tarihli Seramik Sanayiinde Kullanılan Kaolen Standartlarından alınmıştır) ve Karaçayır Yıkanmış Kaoleninin diğer özelliklerinin karşılaştırılması Çizelge 4.10.Yataklardan alınan kaolin örneklerinden derlenmiş majör oksit analizleri Çizelge Karaçayır-eğlence Kaolen yataklarının ortlama majör oksitlerinin diğer kaolen yatakları ile karşılaştırılması Çizelge Yataklardan alınan kaolin örneklerinden derlenmiş iz element analizleri Çizelge Yataklardan alınan kaolin örneklerinden derlenmiş Nadir Toprak Element analizleri x

11 1. GİRİŞ Bu çalışma, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim dalında Yüksek Lisans Tezi olarak hazırlanmıştır. Tez, Karaçayır-Eğlence (Uşak) kaolen yataklarının jeolojik-jeokimyasal özellikleri ve oluşum koşullarının araştırılması ile ilgilidir. Bu çalışma, bölgede bulunan kaya birimlerinin litolojik özellikleri, birbirleriyle ilişkileri, kaolen yataklarının jeolojik konumu, mineralojik ve jeokimyasal özellikleri, rezervi, kalitesi, oluşum koşulları, kökeni ve ekonomik potansiyelinin kapsamlı bir şekilde ortaya konması açısından önem kazanmaktadır. Bu amaçlar doğrultusunda tez altı bölümden oluşmaktadır. Giriş bölümünde çalışılan saha hakkında bilgi verilmiş ve çalışmanın amacına değinilmiştir. İkinci bölüm çalışma için gerekli olan literatür bilgisini içermektedir. Üçüncü bölümde materyal metot ve ayrıntılı olarak verilmiştir. Dördüncü bölümde araştırma verileri kapsamında, çalışma alanının bölgesel jeolojisi, stratigrafisi, yapısal jeolojisi, tezin ana temasını oluşturan kaolen yatakları ile ilgili genel bilgiler ayrıntılı olarak anlatılmıştır. Beşinci bölümde ise elde edilen sonuçlar sunulmuştur Çalışma alanı Çalışma alanı, Uşak iline bağlı Paçacılar köyü ve Eğlence köyü arasında yaklaşık 64 km 2 lik bir alanı kapsamaktadır (Şekil 1.1). Çalışma alanı, 1/ ölçekli Uşak K22-b3 paftasında yer almaktadır Araştırma Yöntemleri Bölgede çeşitli zamanlarda yapılan çalışmalar literatür bazında değerlendirildikten sonra arazi çalışmalarına bağlanmıştır. Araziden toplanan kaolen ve kayaç örneklerinin polarizan mikroskop çalışmaları yanında, bazı minerallerin hem bileşimlerinin hem de mikroskopta tanımlanan minerallerin varlığını saptamak amacıyla XRD ve jeokimyasal analizleri yapılmıştır. 1

12 İstanbul K A R A D E N İ Z K K ANKARA E G E D E N İ Z İ Uşak A K D E N İ Z km km Ö L Ç E K Şekil 1.1. Çalışma alanının yer bulduru haritası 2

13 1.3. Coğrafya Çalışma alanı Uşak ilinin yaklaşık 20 km kuzeyinde bulunmaktadır (Şekil 1.1). Çalışma alanının güneybatısında bulunan Alişanlar mahallesinden kuzeybatıda yer alan Güney mahallesine kadar uzanmaktadır. Karaçayır kaolen yatağına Sorkun Köyü üzerinden yaklaşık 30 km lik stabilize yolla yapılmaktadır. İnceleme alanında ortalama yükseklik 1200m dolayındadır. Genel olarak topoğrafya çok engebeli olup sarp tepeler ve derin vadiler bölgeye hakimdir. Bazı tepelerin oluşmasında bölgede gelişen volkanizma faaliyetinin etkisi olmuştur. Düzlük alanları ise tarlalar oluşturmaktadır. Bölgedeki başlıca yükseltiler; Dallıburun Tepe (1224m.) Koca Tepe (1372m.), Tilkilik Tepe (1118m.), Çamlıkıran Tepe (1477m.), Çalca Tepe (1189m.), Aktaş Tepe (1491m.), İntepe (1366m.), Kurtuni Tepe (1291m.), Çamlıkıran Tepe (1316m.), Asar Tepe (1278m.), Ayıalanı Tepe (1145m.), Eskiköybaşı Tepe (1137m.), Tilkilik Tepe (1118m.), Arpalıkkaşı Tepe (1032m.), Sakarya Tepe (1024m.),Deliktaş Tepe (1200m.) dir İklim Bölgede kara iklimi hüküm sürmektedir. Yazları sıcak ve kurak kışları soğuk ve yağışlı geçmektedir. Kış aylarında çalışma alanı karla kaplıdır Hidrojeoloji İnceleme alanındaki en önemli akarsu doğu-batı yönünde akan Diken Dere dir. Doğuda derin bir vadi içinde bulunan Diken Dere batıya gittikçe genişler. Alüvyon içinde küçük menderesler çizerek çalışma alanının batısından dışarı çıkar. Diken Dere ye karışan en önemli akarsu kuzeydoğu-güneybatı yönünde akan Balıklı Deredir. Şarşar Dere, Katrançukuru Dere, Hedeoluk Dere, Derin Dere, Gerdemeli Dere ve Durakoğlu Dere çalışma alanında Diken Dere ye birleşen küçük akarsulardır. Bu son olarak belirttiğimiz dereler yazın kuru derelerdir. 3

14 Karların erimesiyle kış sonunda suları artar. Bu derelerin dışında, çalışma alanında Çamrak Dere, Çıkrık dere, Aşağıçıkrık Dere, Kabukluyatak Dere, Aktaş Dere, Kırca Dere, Alimecik Dere, Akkaya Dere leri de bulunmaktadır. Genel olarak bölgedeki bütün akarsuların rejimleri düzensizdir. Ayrıca çalışma alanı içme suyu ve pınar bakımından da zengindir Bitki Örtüsü Çalışma alanında çam ağaçları ve fundalıklar gelişmiştir. Geniş yer kaplayan çam ormanlarının yanında meyve ağaçları da vardır. Karaçayır kaolenli bloğu çevresinde gelişmemiş seyrek meşe ağaçları ve pırnal çalılıkları vardır. Yerleşim dağınık mahalleler şeklindedir. Bu yüzden ekonomik ve sosyal bakımdan gelişememiştir. Topoğrafya ve kayaçlar tarla oluşturma nitelikte olmadığından tarım gelişmemiştir. Elverişli yerlerde buğday, nohut, arpa, darı ekilmektedir. Yer yer meyve ağaçları, bostanlar vardır. Hayvancılık gelişmiş olup; büyükbaş ve küçükbaş hayvancılık olarak yapılmaktadır Amaç Çalışma, Karaçayır ve Eğlence (Uşak) Kaolen yataklarının jeolojik, mineralojik ve jeokimyasal özelliklerinin araştırılması amacıyla yapılmıştır. 4

15 2. KAYNAK BİLGİSİ İnceleme alanı ve çevresinde gerek jeolojik, gerekse maden yatakları açısından önceki yıllarda yapılmış çalışmalar mevcuttur. Bu araştırmalar aşağıda sunulmuştur: Tokay ve Bayramçil (1941), Uşak kuzeyinde bir kristalen şist kütlesi hakkında başlıklı çalışmalarında Uşak kuzeyindeki alanın 1/ ölçekli jeolojik haritasını yaparak metamorfitler ile Mesozoyik ve Neojen yaşlı kayaları ayırtlamışlardır. Neojen kayalarının göllerde çökeldiğini ve bölgenin Neojen sonunda yükseldiğini ileri sürmüşlerdir. Karaağaç (1974), yılında hazırladığı MTA raporunda Karaçayır Kaolen yatağında ve çevresinde bulunan Paleozoik yaşlı birimler, Neojen yaşlı birimler ve Kuvaterner yaşlı birimleri ayırtlamıştır. Kaolenleşmenin Neojen yaşlı riyolitik lav ve tüflerin hidrotermal ayrışmaya uğraması sonucu oluştuğu belirtmiştir. Sahada hidrotermal ayrışmanın ürünü olan serizitleşme, kloritleşme, silisleşme ve piritleşme gibi tipik belirtilerinin görüldüğününden bahsedilmiştir. Sondaj çalışmaları sonucunda Uşakkaolen yatağı rezervini hesaplamıştır. Ercan vd. (1978) Uşak yöresindeki Neojen havzaların jeolojisi adlı çalışmalarında; bölgedeki karasal neojen havzalarında oluşan ve uranyum, bitümlü şeyl, kömür, kaolen, diatomit, bor tuzları vb. önemli oluşukları içeren tortul kaya birimlerinin ayrıntılı stratigrafilerini ortaya koymak, yörede yaygın yüzlekler veren çeşitli evrelerdeki volkanitlerin bu stratigrafik sıralanımında yerlerinin belirlemek, karasal havzaların fasiyes ve paleocoğrafyasının ortaya çıkarmak amacıyla çalışma alanını da içeren jeolojik haritalama yapmış ve yayın haline getirmiştir. Ercan vd. (1979) Uşak Volkanitlerinin Petrolojisi ve Plaka Tektoniği Açısından Ege Bölgesindeki Yeri adlı çalışmalarında Uşak yöresinde geniş mostralar veren Orta Miyosen de başlayıp Üst Pliyosen e kadar etkinliğini sürdüren kalk alkalen nitelikteki volkanitlerin petrolojik inceleme sonuçları verilerek Ege bölgesindeki 5

16 diğer volkanitler ile karşılaştırmaları yapılmış ve plaka tektoniği açısından kökensel yorumlamaya gidilmiştir. Ercan ve diğerleri yukarıdaki çalışmalarıyla; Volkanik ürünlerin ilk kez Orta Miyosen de riyolitik ve riyodasitik lav ve tüflerle birikmeye başlamış, daha sonra Üst Miyosende riyodasitik ve trakiandezitik ve andezitik lav tüf ve aglomeralarla belirginleşmiştir. Alt-Orta Pliyosen de andezitik lav tüf ve aglomeralar gelişmiş ve son evrede Üst Pliyosen yaşlı bazaltik-andezitik türde lavlar yer almıştır. Uşak volkanitleri, olasılıkla Alt Eosende Afrika plakasının Ege plakası ile çarpışması sonucu oluşan paleo-yitim zonundan türemiştir. Buna bağlı olarak Orta Miyosen de oluşmaya başlayarak ilk kalkalkalen volkanizma ürünlerini yaklaşık 2.7 milyon yıl önce verdiği ve volkanik etkinliğinin zamanımıza değin süregeldiği araştırmacılar tarafından savunulan bugünkü yitim zonu ile ilgili veriler sunulmuştur. Ayrıca Uşak volkanitlerinin diğer volkanitlerle karşılaştırmak amacıyla Batı Anadolu ve Ege denizi volkanitlerine de kısaca değinilmiştir. Ercan vd. (1982), Simav ve çevresindeki Senozoyik yaşlı volkanizmanın bölgesel yorumlaması başlıklı çalışmalarında, Simav dolaylarındaki Senozoyik yaşlı volkanizmayı bölgesel ölçekte yorumlamışlardır. Yazarlar Simav ve çevresindeki volkanitlerin zamanla ilişkili olarak kimyasal analiz sonuçlarını çeşitli diyagramlarda yorumlayarak kalk alkali karakterden alkali bazaltik volkanizmaya geçiş gösterdiğini belirtmektedirler. Köktuna (1972), Türkiye deki Bazı İmpuriteli kil cevherlerinin ince seramik endüstrisinde değerlendirilmesi başlıklı çalışmasında Uşak kaoleni hakkında tabakalanma gösteren riyolitik tüfler, sonradan tektonik hareketler sonucu fay ve çatlaklar boyunca gelen hidrotermal çözeltilerin etkisiyle kaolenleşmeye uğramış olduğunu belirtmiştir. Seyhan (1972), Kaolen, Bentonit, Kil ve Tuğla-Kiremit Toprakları Jeolojisi, isimli yayınında, kaolen bentonit, kil ve Tuğla-kiremit topraklarının oluşumlarını, yatakların aranmasının değerlendirilmesini, hammadde teknolojisi ve aranan özelliklerini ve Türkiye ve Dünya daki yataklardan örnekler sunmuştur. 6

17 Tez konusu olan Karaçayır Kaolen yatağının metamorfik şistler arasına girmiş oldukça dik eğilimli bir dasit daykı ile ilgili olduğunu belirtmiştir. Fujii vd. (1995), Türkiye deki seramik hammadeleri üzerindeki yaptıkları çalışmada Uşak ili sınırları içinde yer alan Karaçayır ve Hallaçlar kaolen yataklarını incelemiştir. Karaçayır kaolen yatağından ve çevre kayaçlardan aldığı örnekler üzerinde XRD, SEM, DTA ve kimyasal analiz çalışmaları yapmıştır. Çalışmasında Karaçayır kaolen yatağının kimyasal bileşimi, parajenezi, oluşum koşullarını ortaya koymaya çalışmıştır. 7

18 3. MATERYAL VE METOD Tez konusunun amacı doğrultusunda arazi, laboratuar ve büro çalışmalarından oluşan programlı bir jeoloji çalışması ile buna bağlı olarak geliştirilmiş olan ayrıntılı maden jeolojisi çalışmaları yapılmıştır Arazi çalışmaları Arazi çalışmalarında öncelikle bölgenin genel jeoloji haritası hazırlanmış ve kaolen yataklarının bulunduğu bölgelerin ayrıntılı olarak jeolojik özellikleri önemli çalışmalardan da yararlanılarak belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla, inceleme alanının 1/ ölçekli genel jeoloji haritası ve 1/5.000 ölçekli ayrıntılı jeoloji haritası ve enine kesitleri hazırlanmıştır. Çalışma alanında gözlenen jeolojik birimlerden farklı çalışmalarda kullanılmak üzere sistematik olarak örneklemeler yapılmıştır Laboratuvar çalışmaları İnceleme alanından alınan örnekler, polarizan mikroskop incelemeleri, XRD çalışmaları ve jeokimyasal analiz için hazırlanmıştır. İnce kesitlerin hazırlanmasında SDÜ Jeoloji Mühendisliği bölümü bünyesinde bulunan ince kesit laboratuarından faydalanılmıştır. Yapılan ince kesit incelemeleri ile çalışma alanında bulunan jeolojik birimlerin mineralojik ve petrografik özellikleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Olympus BH-12 model polarizan mikroskop yardımı ile yapılan ince kesitlerin fotograf çekimleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma alanından derlenen 35 adet cevher ve yan kayaç örneklerinin, majör ve minör elementlerinin belirlenmesi amacıyla ACME (Kanada) laboratuarlarında ICP-MS ve ICP-ES yöntemleriyle jeokimyasal analizler, mineral tayinleri için ise XRD çalışmaları 35 adet örneğin üzerinde üniversitemiz bünyesinde bulunan Jeotermal Enerji, Yeraltısuyu ve Mineral Kaynaklar Araştırma ve Uygulama Merkezi laboratuarında analiz edilmiştir. Ayrıca, Karaçayır kaolen sahasından alınan örnekten; pişme rengi, vizkosite, gibi fiziksel özelliklerin belirlenmesi amacıyla Kütahya Porselen San. laboratuarından yararlanılmıştır. 8

19 3.3. Büro çalışmaları Arazide ve laboratuarlarda yapılan çalışmaların sonucunda elde edilen verilerin değerlendirilmesi ve yorumlanması büro çalışmalarında gerçekleşmiştir. Bu çalışmalar, önceki çalışmaların bulunması, incelenmesi ve yorumlanması, cevheri oluşturan minerallerin ince kesitlerinden fotoğraf alımı, şekil ve harita çizimleri, levhaların hazırlanması ve tez yazımını kapsamaktadır. Literatür taraması: Literatür bilgisinde verilen çalışmalara değişik kaynaklardan ulaşılmaya çalışılmıştır. Yörenin jeolojisi ve bu çalışmanın konusunu oluşturan kaolen ile ilgili makaleler, değişik rapor ve çalışmalar, kitaplar, Süleyman Demirel Üniversitesi Merkez Kütüphanesinden, Jeoloji Mühendisleri Odası dergilerinden, Türkiye Jeoloji Kurultayı dergilerinden yabancı kaynaklı dergilerden, TPAO ve Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü rapor ve dergilerinden temin edilmiştir. 9

20 4. ARAŞTIRMA VE BULGULAR 4.1. Bölgesel Jeoloji Genel Jeoloji Uşak yöresinde Tersiyer, ve Kuvaterner yaşlı karasal çökeller ve volkanikler geniş yüzlekler vermektedir. Temelde Menderes Masifi Metamorfitleri yer almaktadır (Şekil 4.1). Bu metamorfitler de üç ana birim ayırtlanmıştır. Menderes metamorfitleri üzerine yer yer Mesozoyik yaşlı kaya birimleri yer almaktadır. Senozoyik yaşlı birimlerin bölgeye yerleşmesi Miyosen boyunca devam etmiş Üst Pliyosen de sona ermiştir. Bölgeye daha sonra Kuvaterner yaşlı birimler yerleşmiştir (Ercan vd., 1978). Çalışma alanı Şekil 4.1. İnceleme alanına ait bölgesel jeoloji haritası (Bingöl, 1989) Menderes Masifi Metamorfitleri Grubu Paleozoyik yaşlı olan Menderes Masifi Metamorfitleri Grubu; Güneyköy formasyonu, Eşme formasyonu ve Musadağ mermerleri olmak üzere üç ana birimden oluşmaktadır. 10

21 Güneyköy Formasyonu, granitik gnayslardan oluşmuştur. Granit görünümlü olup aplit ve kuvars damarları içerir. Bölgede yayılımı azdır (Ercan vd., 1978). Eşme Formasyonu, Güneyköy formasyonu ile yanal ve dikey geçişlidir. Formasyon altta para kökenli gözlü gnayslarla başlar. Üste doğru ince taneli gnayslar ve bunların üzerinde de mikaşist, amfibolşist kalkşist ve ince mermer bant ve düzeylerini içeren çeşitli şistler bulunur (Ercan vd., 1978). Musadağı Mermerlerinin, şistler üzerindeki uyumluluğu tartışmalıdır. Bu formasyon beyaz renkli dolomitik mermerlerden oluşmaktadır. Mermerler içerisinde yer yer mercekler şeklinde zımparataşı ve diasporit oluşuklar gözlenmektedir (Ercan vd., 1978) Kızılcasöğüt Formasyonu ve Vezirler Melanjı Mermerler üzerinde uyumsuz olarak bulunan gri-mavimsi yer yer beyaz renkli dolomitik kireçtaşlarının oluşturduğu, yer yerde çört bantları içeren Kızılcasöğüt formasyonu Orta-Üst Jura yaşlıdır (Bingöl, 1977). Bölgede Kızılcasöğüt formasyonunun üzerinde ofiyolitli melanj birimleri bulunmaktadır. Bu melanj çeşitli boyutlarda ultramafit, radyolarit, çörtlükireçtaşı, spilit-tüf, mermer v.b. değişik litolojik birimler karmaşığıdır. Murat Dağı melanjı içindeki çörtlü kireçtaşı bloklarında Senomaniyen yaşlı fosiller bulunduğunu saptanmıştır (Bingöl, 1977). Melanjın yerleşme yaşının Senomaniyen den daha genç olduğunu belirtmişlerdir (Ercan vd., 1978) Hacıbekir Grubu Bölgede Miyosen Kürtköyü formasyonu, Yeniköy formasyonu, Dikendere volkanitleri, Küçükderbent formasyonu ve Karaboldere vokanitleri ile belirlenmektedir (Ercan vd., 1978). 11

22 Kürtköyü Formasyonu, altta yeşil renkli tek kökenli salt ultramafit kayaç blok ve çakıllarıyla başlayıp bunun üzerinde bulunan ve değişik kayaç kökenli konglomeralarla devam etmektedir. Bütünüyle alüvyon yelpazesi ortamında oluşmuş olup temel kayaçları keserek akan suların, kırıntılarını masif eteklerinde uygun yerlerde bir yelpaze şeklinde depolamalarıyla oluşmuşlardır (Ercan vd., 1978). Yeniköy Formasyonu, akarsu kökenli olup Kürtköyü formasyonu üzerine uyumludur. Koyu sarı-turuncu renkli konglomera-kumtaşı-kiltaşı-tüfit ve killi kireçtaşı ardalanması sunar. Yer yer kömürlü düzeyler gözlenmektedir. Yeniköy formasyonunun yaşı Orta-Üst Miyosen olarak belirtilmiştir (Ercan vd., 1978) Dikendere volkanitleri, Tersiyerde saptanan ilk volkanit evresidir. Pembe-mor renkli iri sanidin kristalli riyolit-riyodasit lav ve tüflerden oluşmuştur (Ercan vd., 1978). Küçükderbent Formasyonu, Yeniköy formasyonu üzerine uyumlu olarak gelir. Kumtaşı-kiltaşı-tüfit ve marnlı kireçtaşı ardalanmasından oluşur. Bunun üzerinde İnce kömür düzeyleri ve jips mercekleri izlenmektedir (Ercan vd., 1978). Karaboldere volkanitleri, riyodasit-trakiandezit-andezit ve tefrit bileşimli lav, tüf ve aglomeralardan oluşmuştur. Yer yer asidik, yer yer de bazik volkanitlerin bulunması volkanizmanın birkaç evreli olma olasılığını gösterir (Ercan vd., 1978) İnay Grubu ve Payamtepe Volkanitleri Pliyosen, İnay Grubu Ahmetler Formasyonu ve bunun üstüne gelen Payamtepe volkanitleri ile belirlenmektedir. İnay grubu, Ahmetler formasyonu, Beydağ volkanitleri ve Ulubey formasyonundan oluşmuştur ( Ercan, vd. 1978). Ahmetler formasyonun üç üyeye ayırtlanmıştır. Merdivenlikuyu üyesi, Pliyosen çökellerinin tabanında yer alırlar. Köşeli metamorfit çakıl ve blokları içermekte olup düzgün bir katmanlanma göstermezler. 12

23 Balçıkdere üyesi, konglomera-kumtaşı tüfit-kiltaşı-marn ve kireçtaşı ardalanmasından oluşur. Ayışkan (1971) Fakıllı köyü yöresinde yaptığı çalışmada %0.045 U 3 O 8 tenöründe 250 ton rezerv bulunduğunu belirtmiştir. Gedikler Üyesi, açık sarı- açık yeşil renkli silttaşı-kiltaşı tüfit ardalanması şeklinde yer almaktadır. Gedikler üyesine ait çökeller göl ortamında olmuştur. Banaz yöresinde çalışan Arda (1969) kil düzeylerinden aldığı örneklerin çok az da olsa (% 0.2 B 2 O 3 ) bor tuzu içerdiğini, yüzeyde saptamanın zor olduğunu ve havanın etkisiyle çabuk bozulduğunu belirtmiştir (Ercan vd., 1978). Beydağı volkanitleri, Pliyosen boyunca süregelen ve andezitik lav, tüf ve aglomeraları içeren volanizma olupeş yaşlı Ahmetler formasyonuna zaman zaman gereç vermiştir. Ulubey Formasyonunun alt düzeyleri ile yer yer yanal geçişlidir. Tüf ve aglomeraların içinde yer yer hidrotermal manganez zuhurları bulunmaktadır (Ercan vd., 1978). Ulubey formasyonu, gölsel ortamda oluşmuş kireçtaşlarından oluşmaktadır. Kireçtaşları gölsel ortamda oluşurken çevredeki eş yaşlı volkanitlerden sıcak ve SiO 2 ile doygun eriyikler gelmiş ve göle karışmışlardır. Bu geliş aralıklarla olduğu için silisler kireçtaşları içinde ardışıklı durumdadır. Yer yer yumrular şeklindedir. Yer yer de diyatomit mercekleri gözlenir (Ercan vd., 1978). Payamtepe volkanitleri, Üst Pliyosende Ulubey formasyonundan sonra oluşan yeni bir volkanit evre ile bazalt lavları gelerek gölsel kireçtaşları üzerinde yer almıştır. Yer yer de bazaltik tüf ve aglomeralar gözlenmektedir (Ercan vd., 1978) Asartepe Volkanitleri, Kula Volkanitleri, Travertenler, Taraçalar, Birikinti Konileri, Alüvyonlar Bölgede Kuvaterner başlıkta verilen bu birimlerle temsil edilir. Asartepe formasyonu, çaşitli renklerde genellikle kızıl ve turuncu yer yer beyaz, gevşek kireç, tüf, kil çimentolu, orta-kalın tabakalı, polijenik yarı yuvarlanmış çakıllı konglomerakumtaşı ardalanması şeklindedir. Akarsu ortamında çökelmiştir. 13

24 Kula volkanitleri, bölgedeki en geç volkanizmadır. Sarımsı-kızıl- siyah ve mor renkli bazaltik lav akıntıları ve tüflerle temsil edilir. Araştırmacılar Kula volkanitlerinin yaşı hakkında bir fikre varamamıştır. Ancak volkanizmanın birkaç evreli olduğunu ilk volkanit evrenin 1.1 milyon yıl önce başladığı belirtilmiştir (Borsi,vd., 1972). Bölgede Kuvaterner, travertenler, birikinti konileri, özellikle Gediz Nehri nin oluşturduğu taraçalar eski ve yeni alüvyonlar ve yer kaymaları ile temsil edilir (Ercan vd., 1978). Bölgede Travertenler sıcak su kaynakları civarında yüzlenmektedirler (Ercan vd., 1978). 14

25 4.2. Çalışma Alanının Jeolojisi Stratigrafi İnceleme alanında tabanda Paleozoyik yaşlı gözlü gnays-gnays-mikaşist-granatlı şistkloritli şist ve kalkşistten oluşan Eşme formasyonu yer alır. Bu birim üzerinde uyumsuz olarak konglomera-kumtaşı-kiltaşı-kireçtaşından oluşan Orta-Üst Miyosen yaşlı Yeniköy formasyonu bulunur. Yeniköy formasyon üzerinde uyumsuz olarak bulunan riyolit-riyodasitik lav ve tüflerden oluşmuş ve yer yer kaolenleşmiş Dikendere volkanitleri yer almaktadır. En üstte Üst Miyosen yaşlı andezitiktrakiandezitik-bazaltik lav, tüf, aglomera silisifiye kayaçlardan oluşan Karaboldere volkanitleri yer almaktadır. Bu birimler uyumsuz olarak Kuvaterner yaşlı alüvyonlar tarafından örtülmektedir (Şekil 4.2) Eşme Formasyonu (Pze) Tanım ve Yayılım: Menderes Masifinin örtü şistlerinden ve mermer merceklerinden oluşan bu birim Ercan vd., (1978) tarafından Eşme formasyonu olarak adlandırılmıştır. Eşme formasyonu en tipik olarak Eşme ilçesi ve batısında yayılım göstermektedir. Çalışma alanında, formasyon en iyi yol yarmalarında ve dere yataklarında izlenilebilmektedir. Çalışma alanında yer alan Kadılar mahallesi, Tilkiler Mahallesi, Eskiköy Mahallesi, Horozcular Mahallesi civarlarında geniş yayılım sunmaktadır. Bu formasyonda bulunan kayaçlar çalışma alanının temel kayaçlarını oluştururlar. Litoloji: Altta Güneyköy formasyonuna ait granitik gnayslarla yanal ve dikey geçişli olan para kökenli gözlü gnayslar bulunur (Ercan vd., 1978). Bunlar iri feldspat ve kuvars gözlü, yer yer kuvars damarlı olup yer yer de hematit içerirler. Daha üste doğru ince taneli gnayslar ve bunların üzerinde de mikaşist, amfibolşist, granatlı şist, kloritli şist, kalkşist vb., yer yer ince mermer bant ve blokları içeren çeşitli şistler izlenir. 15

26 ÜST SİSTEM SİSTEM SERİ L İ T O L O J İ Alüvyon UYUMSUZLUK Tmy ÖLÇEKSİZ 16

27 Çalışma alanında yer alan bu formasyon tektonizmaya uğramış bölgelerde, bol çatlak ve kırıklı olup 1cm ile 10cm arasında kalınlık sunarken, bazı bölgelerde formasyona ait birimlerde 1.5m ye ulaşan şistozite kalınlıkları görülmektedir (Şekil 4.3). Metamorfik şistler içinde yer alan kuvarsit mercekleri 1cm den 10cm ye değişebilen kalınlıklarda gözlenmektedir. Granatlı şistlerdeki granat taneleri 0.5cm-2cm büyüklüğündedir. Bu formasyon içinde yer alan birimler ayrıntılı olarak ayırtlanmamış ve bütünüyle Eşme formasyonu olarak adlandırılmıştır. Şekil 4.3. Tepeköy mahallesi civarında yayılım gösteren Eşme formasyonuna ait granatlı şistlerden bir görünüm Kalınlık: Bu formasyonun tabanı çalışma alanında görülemediği için kalınlığı saptanamamıştır. Dokanak ilişkisi: Eşme formasyonunun alt dokanak ilişkisi saptanamamış olup, üst dokanak ilişkisi Yeniköy formasyonu ile uyumsuz olarak belirlenmiştir. Yaşı: Formasyon, çalışma alanında, daha önceki yapılan incelemelere (Ercan vd., 1978) dayandırılarak Paleozoyik olarak yaşlandırılmıştır. 17

28 Yeniköy Formasyonu (Ty) Tanım ve Yayılım: Formasyon Ercan vd., (1978) tarafından adlandırılmıştır. Çalışma alanının kuzeyinde ve kuzeybatısında yayılım sunmaktadır. Genel olarak konglomera-kumtaşı-kireçtaşı-tüfit ardalanması sunan bu formasyon da riyolitik tüfler sedimantasyon olmadan önce bölgeye yerleşmiştir (Ercan vd., 1978). Çalışma alanında formasyona ait tüfitler ile konglomera yanal geçiş gösterirler. Litoloji:. İnceleme alanında yer alan Yeniköy tüfleri, polijenik, gevşek tutturulmuş kuvarsit, kristalen kireçtaşları çakıllarından oluşmuş olup konglomeralarla yanal geçiş göstermektedir (Şekil 4.4). Formasyon içerisinde yer alan konglomeralar orta kalınlıkta tabakalanma sunarlar. Kumtaşı ve kireçtaşı ve kiltaşı ile ardalanmalı yer yer ince ve yer yer kalın tabakalı çok sayıda konglomera seviyelerine rastlanmıştır. Şekil 4.4. Eskiköy Mevki civarındaki Yeniköy formasyonuna ait tüfitlerden bir görünüm Bazı konglomera seviyelerinde çakıl blok tanelerinin boyutu yaklaşık 30 cm ye ulaştığı halde, bazı seviyelerinde çakıl boyutu birkaç mm yi aşmamaktadır. Konglomeralar kum veya kalsit çimentoya sahiptir. 18

29 Açık gri, kırmızı arasında değişen renkli yer yer bol mika pullu, ince ve orta kalınlıkta tabakalı, fosilsiz, ripple-mark lı, kumtaşları konglomeralarla dereceli ve yanal geçişlidir. Konglameralarda ayrıca boylanma ve derecelenme kötüdür (Şekil 4.5). Konglomeralar üzerine gelen kireçtaşları çalışma alanının batısında gözlenmektedir. Bej renkli, sert, kırılgan, kristalen, fosilsiz kireçtaşları konglomera ve kumtaşları ile ardalanmalıdır. Şekil 4.5. Eskiköy Mevki civarındaki tüfitlerle yanal geçiş gösteren gevşek kuvarsit, kristalen kireçtaşları çakıllarından oluşmuş konglomeralardan bir görünüm Kalınlık: Birimin kalınlığı yaklaşık 800m dir. Dokanak ilişkisi: Alt dokanak ilişkisi Eşme formasyonuyla olup, bu formasyon üzerine uyumsuz olarak yerleşmiştir. Eşme formasyonu olan dokanak ilişkisi faylanma ile üst dokanak ilişkisi ise Dikendere volkanitleri ile yanal ve düşey geçişlidir. Yaşı: Ercan vd., (1978) Yeniköy formasyonunun yaşını Orta-Üst Miyosen olarak belirlemişlerdir. 19

30 Dikendere Volkanitleri (Tmdv) Tanım ve Yayılım: Bölgenin Tersiyer döneminde ilk volkanit evresinde oluşmuş pembe-mor renkli iri sanidin kristalli, riyolit-riyodasit lav ve tüflerdir. Dikendere volkanitleri çalışma alanında Dikenderenin geçtiği vadide yüzlekler vermektedir. Muratdağı kesiminde daha geniş yayılımlıdır. Birime adı Ercan vd., (1978) tarafından verilmiştir. Çalışma alanında Karaçayır mahallesi nin batısında, Kuvualanı nın güneyinde yayılım göstermektedir (Şekil 4.6). Litoloji: Riyolit ve riyodasitik lav ve tüf ürünlerinden meydana gelir. Riyolitik lavlarda genellikle mikrokristalin kuvars, serisit ve kristalleşmiş camdan oluşan bir hamur maddesi içinde yer alan kuvars ve sanidin fenokristalleri gözlenmiştir. Riyodasitik lavlar genellikle hipokristalin porfirik yapıda kuvars, sanidin, plajioklas, biyotit fenokristalleri ve kuvars, feldspat ve mikalı bir hamurdan oluşmuştur (Ercan vd., 1978). Şekil 4.6. Dikendere volkanitlerinde yer alan riyolitik lavın hidrotermal ayrışmalar sonucunda oluşan Karaçayır kaolen yatağından bir görünüm 20

31 Çalışma alanında yer alan kaolenleşmiş riyolitik birimler, porfirik dokuda olup (killeşmiş küçük feldspat taneleri ve camdan oluşan hamur içinde) başlıca özşekilli kuvars fenokristalleri bulunmaktadır. Matristeki feldspatın türü K-feldspat (ortoklas) olarak belirlenmiştir. Feldspat kristallerinde killeşme gözlenmektedir. Ayrıca matriks içierisinde dolomit kristallerine rastlanmıştır. Dokanak ilişkisi: Yeniköy formasyonunda yer alan bu birimin alt dokanağı Eşme formasyonu ile olan dokanağı faylıdır. Üst dokanak ilişkisi Kuvaterner yaşlı alüvyon ve yamaç molozu ile uyumsuzdur. Yaşı: Bu bölgede çalışan Bingöl (1977), yaptığı radyometrik yaş belirlemesi ile lavların milyon yıl (Orta Miyosen) yaşlı olduklarını saptamıştır Karaboldere Volkanitleri (Tmkv) Tanım ve Yayılım: Uşak yöresinde Karabol köyü civarında geniş yüzlekler verdiği için Ercan ve diğerleri (1978) tarafından adlandırılmıştır. Riyodasit-Trakiandezit-andezitik ve Tefrit bileşimli lav, tüf ve aglomeralardan oluşurlar. Yer yer asidik yer yer bazik volkanitlerin bulunması, volkanizmanın birkaç evreli olma olasılığını gösterir. Karaboldere volkanitleri ile Miyosen sona ermektedir (Ercan vd. 1978). Ayrıca Günay vd., (1986) Murat dağı ve Gediz dolaylarının jeolojisini inceleyen çalışmalarında birimi Karacahisar volkanitleri olarak adlandırmışlardır. Birim, Akdeniz ve Konak (1979) ın Simav dolaylarında tanımladıkları Orta-Üst Miyosen yaşlı Akdağ volkanitlerine karşılık gelir. Karaboldere volkanitleri çalışma alanın kuzeybatısında; Güney Mahallesi ve çevresinde özellikle Demir Tepede ve çevresinde, çalışma alanının kuzeydoğusunda; Asar Tepe, Karakıran Tepe çevresinde yayılım göstermektedir. 21

32 Litoloji: Riyodasitik lavlar, genellikle volkanik cam, feldspat mikrolit ve mikrokristallerinden oluşan ve killeşmenin görüldüğü bir hamur maddesi içinde yer alan kuvars, oligoklas ve daha az sanidin fenokristallerinden oluşurlar. Trakiandezitik lavlar volkanik camdan oluşan bir hamur maddesi içinde yer alan kuvars, feldspat mineralleri, K-feldspat mineralleri özellikle iri sanidin kristalleri, biyotit ve aksesuar miktarda pirit minerali kapsar. Hiyalokristalin ve porfirik doku sunar. Andezitik lavlar ise volkanik cam ve plajioklas mikrokristallerinden oluşan hamur maddesi içinde biyotit fenokristalleri ile belirgindirler (Ercan vd., 1979). Karaboldere volkanitleri ile Miyosen sona ermektedir. Şekil 4.7. Demir Tepedeki Karaboldere volkanitlerinde yer alan trakiandezitlerden görünüm 22

33 Dokanak ilişkisi: Alt dokanak ilişkisi Yeniköy formasyonu ile uyumsuzdur (Şekil 4.8). Üst dokanak ilişkisi de Kuvaterner yaşlı alüvyon ve yamaç molozu ile uyumsuzdur. Tmkv Ty Şekil 4.8. Karaboldere volkanitleri (Tmkv) ile Yeniköy formasyonunun (Ty) dokanak ilişkisi Yaşı: Tüm lavların Üst Miyosen yaşlı oldukları, Miyosen ve Pliyosen yaşlı çökel kayalarla olan ilişkileri göz önüne alınarak verilmiştir. Karaboldere volkanitleri ile Miyosen sona ermektedir (Ercan vd., 1978) Alüvyon ve yamaç molozu (Qal, Qy) Alüvyon Diken derenin Balıklı Dere ile birleştiği kesimlerde görülür. Genellikle Yeniköy formasyonu içinde gelişmiştir. Genellikle gevşek tutturulmamış çakıl ve kum litolojilerinden oluşmuştur. Yamaç molozu ise genellikle kaolen yatağı çevresindeki faylanmadan etkilenen kayaçların aşağı yuvarlanması ile oluşur. 23

34 4.3. Yapısal Jeoloji İnceleme alanında Paleozoik yaşlı Menderes masifi; Eşme formasyonu ile temsil edilir. Miyosende güçlü bir akarsu rejimi gelişmeye başlamıştır. Orta Miyosende ırmak yatakları oluşmaya başlamıştır. Akarsular, konglomera-kumtaşı-marn-kiltaşıkireçtaşı-tüfit ardalanmalarını yani Yeniköy formasyonunu oluşturmuştur. Orta Miyosende başlayan Dikendere volkanizması sonucu oluşan ürünler de yer yer ırmak çökellerine gereç olmuştur. Üst Miyosen sonlarında Karaboldere volkanizması gelişmiştir. Daha sonrada Kuvaterner yaşlı alüvyon ve yamaç molozu çökelmeye başlamıştır. Çalışma alanında gelişen volkanikleri maruz kaldıkları tektonik etkilerin sonucunda bugünkü yapısal jeolojisini kazanmıştır Tabakalanma İnceleme alanında Yeniköy formasyonu içerisinde ince-orta-kalın kalınlıkta tabakalanma gözlenmektedir. Formasyonunda gelişen tabakakaların doğrultusu genellikle KB ve K30B yönünde, eğimleri ise K15 o D ve K20 o D olarak saptanmıştır. Güneybatıya doğru eğimli tabakalarda gözlenmiştir Kıvrımlanma Eşme formasyonunda kıvrımlanmalar gözlenmektedir. Bu kıvrımlar volkanizmanın etkisiyle oluşmuştur. Kıvrımlanmalar Eğlence Köyü nün güneydoğusunda gözlenmiştir Uyumsuzluk İnceleme alanında tabanda Eşme formasyonu yer almaktadır. Bu birimi uyumsuz olarak Yeniköy formasyonu örter. Yine bu birim üzerinde uyumsuz olarak yerleşmiş olan Karaboldere volkanitleri yer almaktadır (Şekil 4.8). Karaboldere volkanitlerinin üzerinde de uyumsuz olarak Kuvaterner yaşlı alüvyon ve yamaç molozu yer almaktadır. 24

35 Eklem İnceleme alanında bulunan birimler gelişen volkanik olaylar sonucunda tektonik kuvvetlerin etkisinde kalmıştır. Bu nedenle Paleozoik yaşlı olan Eşme formasyonunda yer alan birimlerde ve Yeniköy formasyonunda bulunan birimlerde kırık ve çatlaklara rastlanmaktadır. Eşme formasyonunda egemen olan gelişen eklem sistemlerinin doğrultu ve eğimleri, K38B/60KD, K56D/72GD, K40B/66KD yönlerinde gelişmiştir Faylar Çalışma alanında gözlenen fayların oluşmasında volkanik olayların oluşması temel etkendir. Volkanizması sonucu oluşmuş olan faylar normal faylardır. Bu faylar birbirini kesen faylardır. Kaolenleşmeyi, silisleşmeyi, yapıyı ve rezervi etkileyen faylar gelişmiştir. Faylar Değirmenburnu nun güneyinde, Akkayataşı nın kuzeyinde, Arpalık kaşının batısında ve doğusunda gözlenmektedir (Şekil 4.9). Eğimleri saptanamamıştır. Değirmenburnunun güneyinde yeralan fay boyunca kayaçların silisleştiği gözlenmiştir. Pze Ty Şekil 4.9. Çalışma alanında gözlenen Arpalıkkaşı nın güneydoğusunda bulunan fayın görünümü ( Pze: Eşme Fromasyonu, Ty: Yeniköy Formasyonu). 25

36 4.4. Ekonomik Jeoloji Kaolen ile ilgili genel bilgiler Killer gerçekte bir mineralin veya maddenin son derece küçük mineral grubunun üyelerinden meydana gelirler. Bir kil üyesinin bir kristal maddeye benzememesine rağmen kristalen bir yapıları olduğu için yinede X-Ray diferaksiyon ve elektron mikroskobu onun basitçe mineral olduğunu ortaya koyar (Kuşcu, 2001). Muhtemel birkaç nadir kil minerali dışında olanların tümü monoklinik veya triklinik kristal sistemlerine aittirler. Onların büyümesi ise ya saç örgüsü yada çubuğumsudur. Kil mineralleri atomların katları veya tabakalarından meydan gelmiştir. Kil minerallerinin çoğunda bu tabakalar iki tiptedir. Birincisi çok yakın bir şekilde paketlenmiş oksijen ve hidroksitlerden meydana gelmiştir. Onların içinde Al, Mg, Fe atomları gömülüdür (Kuşcu, 2001). Al varlığı halinde muhtemel pozisyonlardan sadece 2/3 si yapıdaki dengeyi sağlar. Al 2 (OH) 6 formülüne sahiptir. Gibsit yapısı olarak bilinir. Mg yapıda yer alırsa bütün pozisyonlar doludur. Formülü Mg 3 (OH) 6 ne sahiptir. Burisit yapısı olarak bilinir. İkincil temel tabaka silis, oksijen, hidroksil tarafından oluşturulur. Si 4 O 6 (OH) 4 genel formülüne sahiptir. Bu silis tetrahedral tabaka olarak isimlendirilir. Kristal yapısı ve bileşim esası üzerinde bir düzineden daha fazla kil minerali tanımlanmış ve 4 grupta altında toplanmıştır: Kaolinit grubu, Montmorillonit grubu, İllit grubu, Klorit grubu, Ataplgit (Kuşcu, 2001). Kaolinit grubu: Bu grubun birkaç minerali içerisinde kaolinitin kendisi başlıca ekonomik öneme sahiptir. Onun temel yapısı gibsit tabakasını ve silis tetrahedral tabakasını kapsayan a ve b eksen düzlemlerine paralel sayısız kafes şekilli iki tabakadan meydana gelir (Şekil4.10). Kaolinit artan su kapsamı ile genişlemez. Diğer metaller tarafından alüminanın izomorf ornatılması da gözlenmez. 26

37 Oksijen Hidroksil Alüminyum Silis Şekil Kaolinit levhalarının şematik görünümleri (Grim, 1953) Kaolinitin formülü Al 4 Si 4 O 10 (OH) 8 dir. Elektron mikroskobu kaolinitin varlığını ketenimsi partiküller gibi veya hegzagonal hatlar ile çevrili öz şekilli yassı kristaller olarak gösterir. Kaolinit grubunun bir üyesi olarak halloysit tüpümsü uzanımlı olarak elektron mikroskobunda açığa çıkar, bunlar gerçek tüp olabileceği gibi onların pul şekilli olduğu ve kıvrılıp yuvarlandığı konusunda da deliller vardır. Feldispat içeren granitik veya volkanik kayaçların feldspatlarının ayrışarak kaolinit mineraline dönüşmesi sonucu kaolenler oluşur. Ana kayaç içinde alkali veya toprak alkali iyonların çözünür tuzlar şeklinde ortamdan uzaklaşması sonucu, Al 2 O 3 içerikli sulu silikata zenginleşen kayaç, kaoliniti oluşturur (Kuşcu, 2001). Çizelge 4.1. Kaolinit grubu içinde yer alan kaolenit mineralleri (Jensen ve Bateman, 1981) Kaolinit grubu Bileşim Köken Oluşum Yeri Kaolinit Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 H, A Çin kilinde, topraklarda yan kayaç ve alt killer Dikit Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 H Yankayaçlarda yaygın değil Nakrit Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 H Yankayaçlarda yaygın değil Anoksit Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 A Topraklarda yaygın değil Halloysit Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 H, A Topraklarda yaygın değil Endellit Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4. 2H 2 O A Topraklarda yaygın değil H: Hidrotermal A: Fiziksel ve kimyasal ayrışma 27

38 Türkiye de Kaolen tüketimi Tüketim alanları: Türkiye de üretilen kaolenlerin %60 ı çimento sektöründe, %30 u seramik sektöründe, %10 u cam, kağıt ve diğer sektörlerde tüketilmektedir (DPT VIII Kalkınma ÖİK Raporu). Bu sonuç Türkiye de kaolenin ham olarak tüketildiğine işaret etmektedir (DPT VIII Kalkınma ÖİK Raporu). Bilinmektedir ki kaolenin fiziksel özelliklerine göre kullanım alanları değişmektedir. Buna göre kaoleni; Seramik kaoleni, Porselen kaoleni, Fayans kaoleni, Çimento kaoleni, Kağıt dolgu kaoleni, Kağıt kaplama kaoleni, Demirli kaolen, Silisli kaolen, Plastik kaolen, Refrakter kaolen, Alünitli kaolen gibi sınıflara ayırmak mümkündür. Bu şekilde ayrımın yapılmasında en önemli özellik kimyasal ve fiziksel özelliğine göre kullanım alanının belirlenmesidir. Bu özelliklerinin belirlenmesi için çeşitli test ve teknolojik çalışmaların yapılıp, kullanım özelliğinin en uygun şekilde belirlenmesi gerekmektedir (DPT VIII Kalkınma ÖİK Raporu) Üretim Üretim yöntemi ve teknolojisi Türkiye de bulunan kaolen ocaklarında açık işletme ile üretim yapılmaktadır. Ocaklarda 5-10 cm abadında parçalara kırabilen kırıcılar bulunmakta olup, yurtiçi ve ihracat 5-10cm boyutlarında parçalar halinde yapılmaktadır (DPT VIII Kalkınma ÖİK Raporu). Seramik sektörünün ihtiyacı olan masse kaolenleri, tüvenan veya 5-10 cm boyutlarında tüketilmektedir. Seramik fabrikalarının bazılarında, kaolen yıkamasüzme tesisi bulunmakta olup, bu tesislerden elde edilen süzülmüş kaolenler ancak kendi ihtiyaçlarını karşılamaktadır. Türkiye de seramik ve kağıt sanayiinin istediği nitelikleri taşıyan kaolen üretimi yapılmaktadır. Fakat ihtiyacı karşılayamadığı için bu sektörlerde ithalat yapılmaktadır. 28

39 Türkiye de mevcut tesislerde elde edilen süzülmüş kaolen kağıt sanayiinde kullanılan dolgu niteliği taşıdığından kağıt sanayiinde dolgu maddesi olarak kullanılmaktadır Ürün standardı Fabrikalar üretim reçetelerine göre değişik Al 2 O 3, Fe 2 O 3, SO 3, TiO 2 li hammadde kullanırlar Bu kriterlere ve reçetelere göre kullanım oranları da farklıdır. Ancak fabrikaların kullandığı diğer hammaddelerin fiziksel özellikleri kimyasal özelliklerinden daha büyük bir önem kazanmaktadır (DPT VIII Kalkınma ÖİK Raporu). Kağıt, porselen, sıhhi tesisat, gibi kullanım yerlerinde beyazlık, serbest silis aşındırma gibi fiziksel özellikler daha da büyük önemi olduğu için tüketici kuruluşlar aldıkları kaolenlerin kimyasal analiz standartlarından çok bu tür fiziksel özelliklere bakmaktadır. Sektörlere göre ürün standartlarını gösterebilen bir tablo hazırlanmış olup, tüm tüketici kuruluşların ortalamaları bu standartlar içerisinde kalmaktadır (DPT VIII Kalkınma ÖİK Raporu). Çizelge 4.2. Kaolenlerin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri (TS 5396/ Aralık 1987 tarihli Seramik Sanayiinde Kullanılan Kaolen Standartlarından alınmıştır) KAOLEN SINIFI ÖZELLİKLER 1.SINIF 2. SINIF 3. SINIF İncelik, 45µm elek üzerinde kalan kısım, % en çok Ateş Zayiatı, % En az 12.0 En az 10.5 En az 8 en fazla 15 Al 2 O 3, % en az Fe 2 O 3, % en çok TiO 2, % en çok (Fe 2 O 3 + TiO 2 ), % en çok SO 3, % en çok Şekillendirme Suyu, % en az Kuruma Küçülmesi, % en fazla 8 8 Aranmaz Pişirme küçülmesi, C de, % en fazla Aranmaz 29

40 Türkiye de tüketilen sektöler açısından kullanılan kaolenlerin kimyasal, fiziksel özelliklerine göre ürün standartları bir tablo halinde hazırlanmış olup dünya standartları ile karşılaştırıldığında bir fark yoktur. Çizelge 4.3. Türkiye Kaolen Ürün Standartları (TS 5396/ Aralık 1987 tarihli Seramik Sanayiinde Kullanılan Kaolen Standartlarından alınmıştır) FAYANS ELEKTRO PORSELEN PORSELEN FRİT KAOLENİ DOLGU KAĞIT KAPLAMA ÇİMENTO 1 2 SiO 2 (%) Al 2 O 3 (%) Min Fe 2 O 3 (%) Max. 1.0 Max. 0.6 Max. 0.6 Max. 0.4 Max. 0.4 Max. 0.4 Max. 0.4 Max. 1.5 TiO 2 (%) Max.0.5 Max.0.5 Max Max.0.4 Max.0.4 Max.0.5 Max.0.5 CaO (%) Max Max. 1 Max. 1 MgO (%) Max Max Max. 1 Max. 1 Na 2 O (%) Max. 1.0 Max Max. 1.0 Max. 1 Max. 1 K 2 O (%) Max. 1.0 Max Max. 2.0 Max. 1 Max. 1 SO 3 (%) Max.0.5 Max. 0.3 eser Max Max. 1 Max. 1 A. Kaybı (%) mikron (%) Min cm. -5 cm. 5 mikron (%) cm. -10 cm. Serbest silis Max. % 8 Max. % 0.4 A.Z. A.Z. Cr 2 O 3 (%) Max. 90 ppm. Max.80 ppm. Aşındırma Max. Max. 5mg mg. Beyazlık (%) Min85.0 Min 89.0 Min.89.0 Min Min Viskozite (%) Cins Ham kaolen Ham ve tesis kaolen Ham ve tesis kaolen Ham ve tesis kaolen Tesis kaolen Tesis kaolen ham kaolen Ham kaolen Türkiye de üretim ve değerleri Kaolen üretimi çimento sektöründeki talep artışıyla birlikte artmıştır. Devlet planlama teşkilatının hazırladığı VIII: beş yıllık kalkınma planı ÖİK raporuna göre Türkiye kaolen üretimi ( ) aşağıdaki çizelgede verilmiştir. 30

41 Çizelge 4.4. Türkiye Kaolen üretiminin yıllara göre dağılımı ( DPT VIII. Kalkınma Planı ÖİK Raporu) Yıllar Üretim (ton) Yıllar Üretim (ton) (tahmini verilmiştir.) İthalat Devlet planlama Teşkilatının VIII. Kalkınma Planı kapsamında hazırladığı ÖİK raporunda belirttiği gibi; Seramik sektörünün sır, frit nitelikli kaolen ithalatı mevcuttur. Bunun en büyük nedeni seramik sektöründe sırlık kaolen elde edilememesinden kaynaklanmaktadır. Ayrıca kaolen ithalatında en büyük sırayı kağıt sanayi oluşturmaktadır. Kuşe kağıt kalitesinde, süzülmüş, beyazlığı yüksek ve 2 mikron boyutunda kaolen Türkiye de kaliteli olarak üretilmemektedir. Son yıllarda Kale Maden in kurduğu kaolen yıkama tesisleri sayesinde ithalatı azalttığı bilinmektedir. Bu tip tesislerin kurulması ve bu tesislerde kullanılacak kaolenlerin özelliklerinin iyi belirlenmesi sonucu, bu problemin azaltılması Türkiye Kaolen ithalatı için çok önemlidir. Türkiye Kaolen ithalatının yıllara göre dağılımı çizelge 4.5. de verilmiştir. Fakat gerçek bir değerlendirme için sağlıklı veriler elde edilememiştir (DPT VIII. Kalkınma Planı ÖİK Raporu). Çizelge 4.5. Türkiye Kaolen ithalatının yıllara göre dağılımı (DPT VIII. Kalkınma Planı ÖİK Raporu) Yıl İthalat (ton) Yıl İthalat (ton)

42 İhracat Dünya kaolen ihracatında, birinci sırayı işlenmiş kağıt kaoleni oluştururken, Türkiye kaolen ihracatında birinci sırayı ham kaolen oluşturmaktadır. İhraç edilen kaolenlerin %95 i çimento sektöründe kullanılmaktadır. % 5 i seramik ve diğer sektörlerde kullanılmaktadır. Türkiye de ihraç edilen kaolenler, kırılmış, ham kaolen olduğu için katma değer düşüktür. İthalatta işlenmiş kaolen alındığı için katma değer yüksektir. Türkiye kaolen ihracatında, son yıllarda belirli bir artış gözlenmiştir. İhracat yapılan ülkelerin başında ; İspanya, Tunus, Yunanistan, İtalya, Birleşik Arap Emirlikleri ve Ürdün gelmektedir. Türkiye Kaolen İhracatının yıllara göre dağılımı Çizelge 4.6. de verilmiştir. Çizelge 4.6. Türkiye Kaolen ihracatının yıllara göre dağılımı (DPT VIII. Kalkınma Planı ÖİK Raporu) Yıl İhracat (ton) Yıl İhracat (ton) Rezerv Türkiye'de arama yapan en büyük kuruluş olan M.T.A. Genel müdürlüğünün, yapmış olduğu çalışmalara göre Türkiye kaolen rezervi görünür+muhtemel 100milyon ton üzerindedir. Türkiye nin en önemli rezervi 70 milyon ton ile Balıkesir-Sındırgı da bulunmaktadır. Türkiye kaolen yatakları, Tenör, kullanım alanları ve rezervleri (ton) Çizelge 4.7 da belirtilmiştir. 32

43 Çizelge 4.7. Türkiye kaolen yatakları, Tenör, kullanım alanları ve rezervleri (DPT VIII. Kalkınma Planı ÖİK Raporu) ve Uşak Karaçayır ve Eğlence kaolen yataklarının karşılaştırılması (Muh: muhtemel rezerv, Gör: Görünür rezerv) Bulunduğu Yer Al 2 O 3 (%) Kullanım Alanı Rezerv Muh+Gör İşletilebilir Rezerv Gör. (Ton) Balıkesir-Sındırgı İnce seramik, karo, refrakter, kağıt Balıkesir-Ayvalık Seramik ve karo, fayans Balıkesir İvrindi İnce seramik ve karo fayans Balıkesir Gönen Seramik Çanakkale-Çan Seramik ve refrakter Bursa-Kemalpaşa Kağıt İstanbul-Arnavutköy Refrakter Eskişehir-Mihalçık Seramik ve karo fayans Bilecik-Söğüt Seramik Kütahya-Gevrekseydi Kağıt Kütahya-Altıntaş Seramik,karo fayans,kağıt Kütahya-Emet Seramik,karo,fayans Kütahya-Simav Seramik,karo,fayans Uşak -Karaçayır Seramik,karo,fayans Kayseri-Felahiye Seramik, refrakter Konya-Sağlık karo,fayans ve Seramik, Nevşehir-Avanos Seramik,elektro porselen, karo Niğde-Aksaray karo,fayans ve kağıt Trabzon-Araklı, Arsin karo,fayans Rize-Ardeşen, Fındıklı karo,fayans Giresun-Bulancak karo,fayans Ordu-Ulubey Kağıt Diğerleri GENEL TOPLAM

44 Kaolen Yatakları Çalışma alanında Karaçayır kaolen yatağı 1/25000 ölçekli Türkiye haritalarından Uşak K22-b3 paftasında Karaçayır mahallesinde gösterilmektedir. Eğlence kaolen zuhuru ise gösterilmemektedir Eğlence Kaolen Zuhuru İnceleme alanında bulunan kaolen zuhuru Uşak iline bağlı Paçacılar Köyünün kuzeyinde bulunan Karaçayır Mahallesinin kuzeyinde yer alır (Ek-1). Zuhura ulaşım Paçacılar köyünü Eğlence Mah. bağlayan stabilize yolla sağlanır. Kaolenleşme, riyolitik bir daykın hidrotermal etkilerle ayrışması sonucunda oluşmuştur. Yankayaç ise mikaşistlerdir. Cevherleşme genellikle beyaz, açık gri renkli olup, atmosferik etkilerden dolayı dış yüzeyleri ayrışmış ve kirli beyaz, sarımsı renklerde görülmektedir (Şekil 4.11). Zuhurda açılan ayna K-B doğrultulu olup görünür olarak yaklaşık 2 m. kalınlıkta uzanımı mostrada yaklaşık doğrultusu boyunca 3 m. derine doğru ise 2.5m. olarak gözlenmektedir. Zuhurun hemen altında 3mX3m lik bir kaolen stok sahasında bulunmaktadır. Pze Eğlence Kaolen Zuhuru Şekil 4.11.Eğlence Kaolen zuhurundan bir görünüm (Pze:Eşme formasyonu) 34

45 Karaçayır Kaolen yatağı Kaolen yatağı, Uşak iline bağlı Paçacılar Köyünün kuzeyinde bulunan Karaçayır Mahallesinde yer alır. Yatağa ulaşım Paçacılar köyünü Karaçayır mahallesine bağlayan stabilize yolla sağlanır. Kaolen yatağında açılan ayna K40 o D doğrultulu olup görünür olarak yaklaşık 50m kalınlıkta uzanımı, mostrada yaklaşık doğrultusu boyunca 55m derine doğru ise 80m kalınlıkta olarak gözlenmektedir. Zuhurun yaklaşık 1 km uzağında yaklaşık 400 m 2 lik stok sahası vardır. Karaçayır kaolen yatağı, Cevher Maden tarafından açık işletme şeklinde işletilmektedir (Şekil 4.12). Açık işletmeden alınan ham kaolenin çoğu; eleme, yıkama gibi zenginleştirme işlemlerinden geçirilmeden seramik sanayinde kullanılmaktadır. Porselen sanayi için ise, işletmede yukarda bahsedilen işlemlerden geçirilerek gönderilmektedir. Pze Karaçayır Kaolen Yatağı Şekil Karaçayır kaolen yatağında yapılan işletmeden bir görünüm (Pze:Eşme formasyonu) Yataktan kepçe ile alınan kaolen stok sahalarında biriktirilmektedir. Stoktan kamyonlar ile yatağın işletme kısmına götürülerek kırıcıdan geçirilmektedir. 35

46 Kırıcıdan geçirilerek içindeki silisin bir kısmı alınmaktadır. Daha sonra su ile karıştırılarak süspansiyon haline getirilen malzeme oluklar ile kurutma biriktirme havuzlarına taşınmaktadır. Bunun için yamaç boyunca eğimden yararlanılarak oluklar ve küçük havuzlar yapılmıştır. Bu oluklara ayrıca kaolenin içinde bulunan demirin de alınması için mıknatıs çubuklar yerleştirilmiştir. Süspansiyon haline gelen malzeme oluklar vasıtasıyla taşınırken içinde kalan ince silis de oluklarda çökmektedir (Şekil 4.13). Şekil Süspansiyon halindeki malzemeyi taşıyın ve silisin ve demirin malzemeden alındığı kaolen işletmesindeki oluklar Oluklarla gelen malzeme 185 mesh elek açıklığı olan bez eleklerden geçirdikten sonra biriktirme havuzlarına yine oluklarla taşınıp biriktirilmektedir (Şekil 4.14). Havuzlarda yaklaşık 1 gün bekletildikten sonra suyu bir motor vasıtasıyla çekilen yoğurt kıvamındaki kaolen kürekler ile alınarak doğal olarak güneşte kurutulmaktadır (Şekil 4.15). Porselen sanayi özellikle kaolenin doğal ortamda kurumasını istemektedir. Kurutulan Yıkanmış kaolen porselen sektörüne gönderilmektedir. Yaklaşık 15 ton ham kaolenden 5 ton yıkanmış kaolen elde edilmektedir. 36

47 Şekil Kaolen yatağı işletmesi bekletme havuzu Şekil Porselen sanayide kullanılan yıkanmış kaolenin kurutulması Karaçayır kaoleninin teknolojik özellikleri: Karaçayır kaolen yatağından alınan yıkanmış kaolen numunesi Kütahya porselene fiziksel ve kimyasal özelliklerin belirlenmesi için analize gönderilmiştir. Elde edilen sonuçlar çizelge 4.8. de verilmiştir. Sonuçlar TS 5396/1987 tarihli Seramik Sanayii de kullanılan Kaolen standartları ile karşılaştırılmıştır. 37

48 Çizelge 4.8. Kaolenlerin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri (TS 5396/ Aralık 1987 tarihli Seramik Sanayiinde Kullanılan Kaolen Standartlarından alınmıştır) ve Karaçayır Yıkanmış Kaoleninin karşılaştırılması KAOLEN SINIFI ÖZELLİKLER 1.SINIF 2. SINIF 3. SINIF Karaçayır Yıkanmış Kaoleni İncelik, 45µm elek üzerinde kalan kısım, % en çok Ateş Zayiatı, % En az 12.0 En az 10.5 En az 8 en fazla 15 Al 2 O 3, % en az Fe 2 O 3, % en çok TiO2, % en çok (Fe 2 O 3 + TiO 2 ), % en çok SO 3, % en çok Şekillendirme Suyu, % en az Kuruma Küçülmesi, % en fazla 8 8 Aranmaz 5.0 Pişirme küçülmesi ( C) % en fazla 5, Aranmaz 15.1 Çizelge 4.9. Kaolenlerin Ürün Standartları (TS 5396/ Aralık 1987 tarihli Seramik Sanayiinde Kullanılan Kaolen Standartlarından alınmıştır) ve Karaçayır Yıkanmış Kaoleninin diğer özelliklerinin karşılaştırılması Diğer özellikler Porselen Sanayii Karaçayır Yıkanmış İçin Ürün Standartları Kaoleni SiO CaO MgO Max Na 2 O K 2 O TS 5396 göre Karaçayır yıkanmış kaoleninin: Ateş zayiatı, Fe 2 O 3, TiO 2, SO 3, Kuruma küçülmesi, Pişirme küçülmesi 1. sınıf kaolene dahil olduğunu göstermektedir. Al 2 O 3 miktarı düşüktür. Ayrıca porselen endüstrisinde hammadde olarak göz önünde bulundurulan Na 2 O hariç diğer özellikler de istenilen miktarlara göre yüksektir. Fakat bu özelliklerdeki yıkanmış kaolen her fabrikanın ayrı bir porselen reçetesi olduğundan porselen piyasasında ham madde olarak kabul görmektedir. 38

49 Mineraloji Makroskobik Gözlemler Karaçayır ve Eğlence kaolen yataklarında ve el örneklerinde beyaz ve kirli beyaz renklerinde genellikle toprağımsı yer yer masif olarak bulunmaktadır. Kaolen yatağından alınan kaolenleşmenin az gözlendiği örneklerde kuvars taneleri gözle görülmektedir. Atmosferik ayrışmaya uğramış örneklerin dış yüzeylerinde sarımsı bir renk egemendir. İncelenen iki yatağın gerek yataklanma şekli gerek mineral parajenezi benzer özellikler göstermektedir Mikroskobik Gözlemler Kaolen yataklarından ve çevresinden alınan yan kayaç örneklerinden parlatma ve ince kesit çalışmaları yapılmıştır. İnce kesit çalışmalarında kaolen minerallerini tespit etmek tam olarak mümkün değildir. Yapılan ince kesit çalışmalarında mineral parajenezi ortaya konmaya çalışılmıştır. Yatağın mineral parajenezi daha ayrıntılı olarak XRD çalışmalarıyla ortaya konmuştur. Kaolenin ana kayacından ve kaolenleşmiş kayaçtan yapılan ince kesitlerde killeşme görülmekte fakat kaolen mineralleri tespit edilememektedir. Kayaç içersinde bulunan ayrışmış veya ayrışmamış kuvars fenokristalleri görülebilmektedir (Levha 1). Ayrıca kaolen kayaç örneklerinde bulunan feldspatların karbonatlaşması da gözlenmektedir (Levha 2). İyi dilinime sahip dolomit minerali veya damarları gözlenmektedir (Levha 1-2). 39

50 X Işını Difraktoğramı Çalışmaları X Işını Difraktometre çalışması sonuçlarına göre kaolen yatağında ve zuhurunda kaolinit mineralinin yanında yine hidrotermal oluşumu destekleyen, halloysit, nakrit, dikit ile birlikte illit, montmorillonit kuvars, dolomit, alunit, adularia (?), ortoklas ve demirce zengin minerallerde gang olarak bulunmuştur (Şekil 4.16, 4.17, 4.18, 4.19). Şekil Karaçayır Kaolen Yatağından alınmış işlemden geçirilmiş (Tesis Kaolen) in XRD analizi Şekil Karaçayır Kaolen Yatağından alınmış örnekde Dikitin varlığını gösteren XRD analizi 40

51 Şekil Karaçayır Kaolen Yatağından işlemden geçirilmiş (Tesis Kaolen) de İllit- Montmorolinit- Alunit varlığını gösteren XRD analizi Şekil Karaçayır Kaolen Yatağından alınmış örnekde Nakrit varlığını gösteren XRD analizi 41