ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ A. Kadir ÜRÜNVEREN KADİRLİ (OSMANİYE) KÖSEPINARI KÖYÜ VE ÇEVRESİNDEKİ MERMERLERİN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2008

2 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ KADİRLİ (OSMANİYE) KÖSEPINARI KÖYÜ VE ÇEVRESİNDEKİ MERMERLERİN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ A.Kadir ÜRÜNVEREN ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman: Doç. Dr. Ergül YAŞAR Yıl: 2008, Sayfa: 102 Jüri: Doç. Dr. Ergül YAŞAR (Danışman) Doç. Dr. Alaettin KILIÇ Doç. Dr. Suphi URAL Doç. Dr. Ahmet Mahmut KILIÇ Yrd. Doç. Dr. Hakan GÜNEYLİ Bu tez çalışmasında, Kadirli (Osmaniye) Kösepınarı ve çevresindeki mermerlerin fiziko-mekanik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla Osmaniye ilinde bulunan mermer ocaklarından numuneler alınmıştır. İlk olarak alınan numuneler mermer kesme atölyesi ve Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Maden Mühendisliği laboratuarında TSE standartlarına uygun olarak hazırlanmıştır. Daha sonraki aşamada, standartlara uygun hale getirilen numunelerin fiziko-mekanik özellikleri saptanmış ve kullanılabilirliği araştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Mermer, Osmaniye, fiziko-mekanik özellikler, kösepınarı, yoğunoluk I

3 ABSTRACT MSc THESIS INVESTIGATION OF ENGINEERING PROPERTIES OF KADİRLİ (OSMANİYE) KÖSEPINARI VILLAGE AND AROUNDE MARBLES A.Kadir ÜRÜNVEREN DEPARTMENT OF MINING ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF CUKUROVA Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Ergül YAŞAR Year: 2008, Page: 102 Jury: Assoc. Prof. Dr. Ergül YAŞAR (Supervisor) : Assoc. Prof. Dr. Alaettin KILIÇ : Assoc. Prof. Dr. Suphi URAL : Assoc. Prof. Dr. Ahmet Mahmut KILIÇ : Assist. Prof. Dr. Hakan GÜNEYLİ In this study, the samples were collected for determination of the physicomechanical properties of the marbles are located in Kadirli-Kösepınarı and it is environment of Osmaniye region. Firstly, the samples were prepared as Turkish Standard appropriate at marble cutting workshop and Çukurova University, Faculty of Engineering-Architecture, Mining Engineering laboratuary. Secondly, physicomechanical characteristics of standardized samples and use of those marbles were determined. Key Words: Marble, Osmaniye, Physico-mechanical characteristics, Kösepınarı, Yoğunoluk II

4 TEŞEKKÜR Çukurova Üniversitesi Maden Mühendisliği Bölümü Anabilim Dalı nda yapmış olduğum Yüksek Lisans çalışmamda bilgi ve tecrübeleriyle beni yönlendiren, karşılaştığım sorunlara çözüm üreterek, çalışmalarımın olabildiğince sağlıklı sürmesini sağlayan değerli danışman hocam Sayın Doç. Dr. Ergül YAŞAR a teşekkürü bir borç bilirim. Deneysel çalışmalarımda, yardımlarını esirgemeyen, çalışmanın çeşitli aşamalarında bana destek olan deneyim ve bilgilerinden faydalandığım Araştırma Görevlisi Ahmet TEYMEN e, kardeşim Maden Yük. Müh. Alper Cenk KAYA ya ve her zaman bana en büyük maddi ve manevi desteği vererek hiçbir yardımı esirgemeyen aile fertlerime, emeği geçen tüm sevdiklerime saygı ve teşekkürlerimi sunarım. III

5 İÇİNDEKİLER SAYFA NO ÖZ... I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER... IV ÇİZELGELER DİZİNİ... VII ŞEKİLLER DİZİNİ... IX 1. GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Mermerler Hakkında Genel Bilgiler Mermerin Tanımı Gerçek mermerler (1). Kontakt Metamorfizma Mermerleri (2). Dinamik Metamorfızma Mermerleri (3). Bölgesel Metamorfizma Mermerleri Kireçtaşları Traverten ve Oniksler Serttaşlar (1). Açık Renkli Serttaşlar (2). Koyu Renkli Serttaşlar Yapı ve Kaplama Olarak Kullanılan Kayaç Türleri Sedimanter Kayaçlar Kumtaşı Kireçtaşı Dolomit Jips Mağmatik Kayaçlar Granit Siyenit Gabro IV

6 Serpantinit Trakit Bazalt Diyabaz Metamorfik Kayaçlar Mermer Mika Şist Hornblendli Şist Doğal Yapı Taşlarında Aranan Özellikler Doğal Yapı Taşlarında Kullanılan Standartlar Bölgenin Genelleştirilmiş Jeolojisi MATERYAL VE METOD Materyal Metod Fiziksel Özellikleri Birim Hacim Ağırlık Özgül Ağırlık Sonik Hız Deneyi Görünür Porozite Su Emme Oranı Mekanik Özellikleri Basınç Dayanımı Darbe Dayanımı Eğilme Dayanımı Aşınma (Böhme) Dayanımı Nokta Yük Dayanımı Diğer Özellikler Açık Hava Tesirine Dayanıklılık Tayini Pas Tehlikesi Tayini Asitlere Dayanıklılık Tayini...68 V

7 Donma ve Çözülmeye Karşı Direnç Tayini Petrografik Analiz Kimyasal Analiz ARAŞTIRMA BULGULARI Fiziksel Özellikler Birim Hacim Ağırlık Sonik Hız Ölçümü Özgül Ağırlık Porozite (Gözeneklilik Derecesi) Su Emme Fiziksel Özelliklerin Standartlar Açısından Değerlendirilmesi Mekanik Özellikler Tek Eksenli Basma Dayanımı Nokta Yük Dayanım İndeksi Darbe Dayanımı Sürtünme Sonrası Aşınma Kaybı (Böhme ) Eğilme Dayanımı Mekanik Özelliklerin Standartlar Açısından Değerlendirilmesi Korelasyon Grafikleri Kimyasal Analiz SONUÇLAR VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ VI

8 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA NO Çizelge 2.1. Kayaçların doğal yapı taşı olarak kullanılabilmesi için sahip olmaları gereken fiziksel ve mekanik özelliklerinin sınır değerleri Çizelge 2.2. Kaplama olarak kullanılan doğal kayaçların sahip olmaları gereken fiziksel ve mekanik özelliklerinin sınır değerleri Çizelge 2.3. Mermer ve kalsiyum karbonat bileşimli kayaçların doğal yapı taşı olarak kullanılabilmesi için sahip olmaları gereken fiziksel ve mekanik özelliklerinin sınır değerleri Çizelge 2.4. Kayaların doğal yapı taşı olarak kullanılabilmesi için sahip olmaları gereken fiziksel ve mekanik özelliklerinin sınır değerleri Çizelge 4.1. Kösepınarı ve Yoğunoluk tan alınan numunelerin birim hacim ağırlık değerleri Çizelge 4.2. Kösepınarı ve Yoğunoluk tan alınan numunelerin sonik hız değerleri Çizelge 4.3 Kösepınarı ve Yoğunoluk tan alınan numunelerin özgül ağırlık değerleri Çizelge 4.4. Kösepınarı ve Yoğunoluk tan alınan numunelerin porozite (gözeneklilik derecesi) değerleri Çizelge 4.5. Kösepınarı ve Yoğunoluk tan alınan numunelerin ağırlıkça su emme oranı değerleri Çizelge 4.6. Kösepınarı ve Yoğunoluk tan alınan numunelerin tek eksenli basınç dayanım değerleri Çizelge 4.7. Kösepınarı ve Yoğunoluk tan alınan numunelerin nokta yükü indeksi dayanım değerleri Çizelge 4.8. Kösepınarı ve Yoğunoluk tan alınan numunelerin darbe dayanım değerleri Çizelge 4.9. Kösepınarı ve Yoğunoluk tan alınan numunelerin (böhme) aşınma dayanım değerleri Çizelge 4.10 Kösepınarı ve Yoğunoluk tan alınan numunelerin eğilme dayanım değerleri VII

9 Çizelge Kimyasal analiz sonuçları VIII

10 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA NO Şekil 1.1. Çalışma Alanının Yer Bulduru Haritası... 3 Şekil 2.1. Kireçtaşı Oluşumu Şekil 2.2.: Çalışma Alanının Jeolojik Haritası Şekil 2.4. Çalışma alanının güncelleştirilmiş stratigrafik kesiti (Kozlu, 1997 den Şekil 3.1. Boy ve Çapın Ölçülmesi Şekil 3.2. Birim Hacim Ağırlık Deney Aleti Şekil 3.3. Sonik Hız Ölçmede Kullanılan Pundit Aleti Şekil 3.4. Basınç Mukavemeti Deneyi İçin Kullanılan Ekipman Şekil Darbe Dayanımı Aleti Şekil 3.6. Eğilme Dayanım Deney Aleti Şekil 3.7. Sürtünme ile Aşınma Kaybı (Böhme) Deney Makinesi Şekil 3.8. Nokta Yük Deney Aleti Şekil 4.1 Kösepınarı Sahası Şekil 4.2. Yoğunoluk Sahası Şekil 4.3. Su emme ile görünür porozite arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil 4.4. Porozite ile birim hacim ağırlık arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil 4.5. Porozite ile özgül ağırlık arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil 4.6. Birim hacim ağırlık ile özgül ağırlık arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil 4.7. Nokta yük dayanım indeksi ile birim hacim ağırlık arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil 4.8. Tek eksenli basma dayanımı ile birim hacim ağırlık arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil 4.9. Nokta yük dayanım indeksi ile tek eksenli basma dayanımı arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil Tek eksenli basma dayanımı ile shore sertliği arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil Tek eksenli basma dayanımı ile schmidt sertliği arasındaki ilişkiyi gösteren grafik IX

11 Şekil Nokta yük dayanım indeksi ile shore sertliği arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil Nokta yük dayanım indeksi ile schmidt sertliği arasındaki ilişkiyi gösteren grafik Şekil Shore sertliği ile schmidt sertliği arasındaki ilişkiyi gösteren grafik X

12 1. GİRİŞ A. Kadir ÜRÜNVEREN 1. GİRİŞ Doğal yapı taşları insan hayatına binlerce yıl önce girmiştir. Önceleri barınma ihtiyacını gidermek için kullanılan doğal yapı taşları zamanla barınmanın dışında süsleme ve dekor işlerinde de kullanılmaya başlanmıştır. İlk medeniyetlerden başlayarak yapılar ve sanat eserleri doğal yapı taşları kullanılarak yapılmıştır. Medeniyetin beşiği kabul edilen Anadolu da mermerciliğin ilk örnekleri ortaya çıkmış, özellikle Helenistik ve Roma imparatorluğu dönemlerinde mermercilik altın çağını yaşamıştır. M.Ö yıllarında Hititlerle Yasemek de (Gaziantep) başlayan sanatsal anlamda ilk kaplamacılık Arkaik dönem de (M.Ö ) Efes te, Helenistik dönemde (M.Ö ) Bergama da ve Roma döneminde (M.Ö. 30-M.S. 395) Aphrodisias da kurulan mermercilik okulları ile Anadolu da büyük gelişim göstermiştir. Doğal yapı ve kaplama kayaçlarından mermer, bilimsel olarak kireçtaşları ve dolomitik kireçtaşlarının sıcaklık ve basınç altında yeniden kristalleşmesi ile oluşan başkalaşım kayaçlarıdır. Kireçtaşlarının ilksel bileşimleri ve geçirmiş oldukları metamorfizma mermerlerin özelliklerini belirler. Kalsit kristallerinden oluşan kayaçların kimyasal bileşiminde büyük oranda kalsiyum karbonat daha az oranda magnezyum karbonat bulunur. Kayaçların içerisinde silisyumdioksit gibi diğer bileşikler de çeşitli oranlarda bulunabilir. Ayrıca pigment (renk verici) olarak farklı metal oksitleri içerebilir. Doğal yapı taşlarının sahip olduğu renk ve görünümde içerdikleri mineral ve bileşiklerin etkisi büyüktür. Doğal yapı taşları renk ve doku özelliklerine göre; estetik görünümlü, homojen yapılı fiziksel-mekanik-kimyasal etkilere dayanıklı, oyma ve süslemelerin yapılabilmesi için yeterli dayanıma sahip olmalıdır. Yapı malzemesi olarak kullanılacak doğal taşlarda; tasarımcıların, mühendislerin, mimarların ve uygulamacıların, TS 699 a (Doğal Yapı Taşları Muayene Ve Deney Metotları) göre bilinmesi gereken fiziksel ve mekanik deneylerin nasıl yapılacağı belirtilmiştir (Koçu, 2006) Anadolu da doğal taşların, bunların içinde de özellikle mermerciliğin tarihi ilk çağlara kadar dayanır. Anadolu yu yurt edinen tüm uygarlıklar tarafından 1

13 1. GİRİŞ A. Kadir ÜRÜNVEREN işletilmiştir. Etiler devrinin kabartma ve heykelleri, eski Yunan ve Roma devrinin amfileri, arenaları ve diğer çeşitli sanat eserleri, Selçuklular ve Osmanlı devrinin saray, hamam, kervansaray, cami ve medreseleri, minareleri, çeşmeleri mermer işlemeciliğinin tarihsel gelişimini oldukça güzel bir şekilde sergilemektedir. Ülkemiz mermer yatakları açısından oldukça geniş rezervlere sahiptir. Teknolojideki bazı gelişmeler mermer üretim maliyetlerini daha da azalttığından mermer kullanımı hızla yaygınlaşmaktadır. Bu nedenle ülkemizdeki mermer yataklarının rezerv miktarları, fizikokimyasal ve fiziko-mekanik özelliklerinin belirlenmesi ve bunların envanterlerinin çıkarılması oldukça önemli ve gereklidir Mermercilikte kalite anlayışı her devirde olmuş ve günümüzde daha detaylı ve farklı daha da genişlemiştir. Mermerlerin kullanıldığı yer ve amaca uygunluk derecesi, fiziksel durumu, renk, desen ve tekno-mekanik özellikleri bakımından yeterli derecede tanımlanabilmesi ile bu yöndeki çabaları kolaylaştıracağı görüşü ağırlık kazanmıştır. Mermerlerin bu özelliklerinin en iyi şekilde belirlenmesi ve standartlar dahilinde kullanıma uygun hale getirilmesi mermerlerin hem kalitesini hem de ekonomik değerini arttırmaktadır. Buna paralel olarak da yurt içi ve yurt dışında daha iyi pazar imkânlarını arttırmaktadır. Çalışma alanı Doğu Toroslar da yer alan Kadirli (Osmaniye) ilçesinin 33 km kuzeyinde yer almaktadır (Şekil 1.1). Kösepınarı ve Yoğunoluk tan alınan numuneler çeşitli deneylere tabi tutularak mermer olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. 2

14 1. GİRİŞ A. Kadir ÜRÜNVEREN Şekil1.1. Çalışma alanının yer bulduru haritası 3

15 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Schmidt (1975) de yaptığı Stratigrahic Nomenclature for the Adana Region Petroleum Discrict başlıklı çalışma ile Adana bölgesinin stratigrafik özelliklerinin belirlenerek petrol olanaklarını araştırmıştır. Selley (1978) de yaptığı Ancient Sedimentry Enviroments çalışmasıyla Karakılıç köyü nün içerisinde bulunduğu Gildirli formasyonuna ait fasiyesleri incelemiştir. Bölgede ilk olarak Blumental (1941) çalışma yapmış ve Üst Devoniyen, Permo-Karbonifer, Jura ve Kretase yaşlı kayaçların varlığını tespit etmiştir. Andırın- Göksun-Saimbeyli çevresinde gerçekleştirdikleri çalışmalarda bölgede yer alan allokton ve otokton birlikleri ayırtlamışlardır. Kozlu (1997) Misis-Andırın dolayının stratigrafi çalışmasında Misis-Andırın Tersiyer basenini tanımlamış, Bulgurkaya Formasyonu altında Üst Eosen Oligosen yaşlı olistrostromal birimi tanımlayarak bu olistrostrom içindeki blokların Misis-Andırın birliğine ait olduğunu vurgulamıştır. Çalışma alanında stratigrafik olarak en altta bulunan Üst Kretase-Orta Eosen yaşlı Dokuztekne Volkano-Sedimanterleri tabanda spilitik volkanitlerle başlamakta, daha sonra ortaç volkanitlere, üste doğru tüfit ve aglomeralara geçmektedir. İstifin içinde yer yer marn, killi-kumlu kireçtaşı ve olistrostromal çakıltaşı-kumtaşı seviyeleri bulunmaktadır (Kozlu,1997) Dokuztekne Volkano-Sedimanterleri üzerinde bulunan Bulgurkaya Olistrostromu Misis-Andırın havzasında Üst Eosen- Oligosen yaşlı olistrostromal çakıltaşlarıyla çevrili irili ufaklı olistolitler içermektedir. Olistolitlerle birlikte, istifin içinde tektonik dilim olarak katılmış büyük boyutlu bloklar da bulunmaktadır. Bu olistostromal istif çok aktif tektono-sedimanter ortamın ürünü olup, içinde bol bol olistolit bulunduran mega-breş, killi-kumlu çakıltaşları seviyeleri ile ardalanmalı çökelen türbidit özellikli kumtaşı-kalkarenit ve kumlu marn kaya türlerinden oluşmaktadır. Bulgurkaya Olistrostromu içerisinde bulunan ve Devoniyen-Kretase zaman aralığında çökelmiş Malatya Metamorfitleri, (PzMz) tabandan tavana doğru genel olarak çeşitli şist (mikaşist,kuvars-serizitşist), fillit, dolomit, mermer ve kristalize kireçtaşlarından oluşan bir istif sunmaktadır (Önal, 1995; Yılmaz ve diğ.,1988). 4

16 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN Pampal (1984) ve Perinçek ve Kozlu (1983) nun çalışmalarında Andırın ve çevresinde yüzeyleyen Üst Triyas-Alt Kretase yaşlı şelf türü karbonatlarını Andırın Kireçtaşı olarak tanımlanmışlardır. Andırın Kireçtaşı konumu itibariyle çok uzun mesafeler hareket etmiştir. Bu esnada dilimlenmiş ve aşırı bloklaşmıştır (Kozlu, 1997). Çörtlü kireçtaşlarıyla başlayan Andırın Kireçtaşları, üste doğru genelde gri, yer yer açık gri renkli kireçtaşlarıyla devam etmektedir. Andırın Kireçtaşları sert, dayanımlı, yeniden kristallenmiş, orta-kalın katmanlı ve eklemlidir. Kireçtaşları, bu bölgedeki çoğu yüksek tepelerin üzerinde bir tablamsı görünüşe sebep olmuştur. Andırın kireçtaşlarında erime sonucu oluşmuş ve gelişmiş karst şekilleri yaygındır. Karstlaşma, tabandaki geçirimsiz birimlere kadar ilerlemiş, büyük erime hunileri ve mağaralar gelişmiştir. Bu erime çukurluklarına kırmızı toprak (terra-rossa) ve boksit cevherleri yerleşmişlerdir (Eroskay ve diğ., 1978). Bulgurkaya Olistrostromunda bulunan Üst Kretase yaşlı Paşaoğlu Bloklu Flişi bol blok içeren gri renkli kumtaşı, şeyl ve olistostromal çakıltaşlarının düzensiz ardalanmasından oluşmaktadır. Alt Miyosen yaşlı Gebenköy Formasyonu; genellikle türbiditik karakterli, deforme olmuş, derin deniz çökellerle temsil edilmekte ve birimde, kumtaşı ile şeyl seviyeleri ardalanmaktadır. En üstte ise Orta Miyosen yaşlı Hokkadağ Formasyonu bulunmaktadır. Bu formasyon iri çakıltaşı kumtaşı ardalanmalı transgeresif olak örtülmektedir (Kozlu, 1997). Tüdeş ve Arkadaşları (1991) de yaptıkları İkizdere (Rize) Yöresindeki Granitik Kayaçların Mermer Olarak Kullanılabilirliği adlı çalışmalarında, granodiyoritlerin jeomekanik özelliklerini arazi ve laboratuar çalışmalarıyla belirlemişlerdir. Arazi çalışmaları sonunda granodiyoritin orta ve seyrek çatlaklı, geniş açıklıkta ve çatlak yüzeylerinin hafif pürüzlü olduğunu belirlemişlerdir. Çalışma sonunda granodiyoritin yapı, iç ve dış kaplama malzemesi olarak kullanıma uygun olduğunu saptamışlardır. Ayrıca blok ve plaka verme durumu, uç kenar köşe kesilmesi ve cila alma yeteneğinin de oldukça iyi olduğunu saptamışlar ve Keçikaya granodiyoritinin mermer olarak kullanılabilirliğini ortaya koymuşlardır. Erdoğan (2001) de yaptığı çalışmasında, Çukurova bölgesindeki kayaçların mühendislik özelliklerini belirlemiş ve yapı kaplamacılıkta kullanılabilirliğini 5

17 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN araştırmıştır. Bu amaçla 7 farklı yapı ve kaplama kayacının fiziko-mekanik özelliklerini belirlemiş ayrıca ısıya dayanıklılıkları üzerinde çalışmıştır. Yaşar ve Erdoğan (2002) de yapmış oldukları Adana ve yöresinde inşaat sektöründe yaygın olarak kullanılan 6 farklı yapı ve kaplama kayacı üzerinde yapılan Schmidt ve Shore sertlik değerleri ile fizikomekanik özellikleri arasında istatistiksel ilişkileri tespit amaçlı çalışmalarında, porozite ve darbe dayanım değerlerinin korelasyon katsayısının düşük olduğunu belirlemiş ve bunu kayaç içerisindeki boşlukların varlığına bağlamışlardır. Çiftepala ve Arkadaşları (2003) yaptıkları çalışmalarında Meşe bağları (Toplu köy-çermik-diyarbakır) kireçtaşı mermerlerinin fiziko mekanik özelliklerini incelemişlerdir. Bu amaçla, Meşe bağları yöresinden aldıkları kireçtaşı ve mermer örneklerini TS 699 TS 1910 ve TS 2513 e göre deneylere tabii tutmuşlar ve bu kireçtaşı mermerlerinin fiziksel, mekanik ve teknolojik özelliklerini belirleyerek uygun kullanım alanların ortaya çıkarmışlardır. Kireçtaşı mermerlerinin fiziksel özelliklerini belirlemek amacıyla birim hacim ağırlık, özgül ağırlık, ağırlıkça su emme, görünür porozite, doluluk oranı ve shore schleroscope sertlik deneylerini uygulamışlardır. Kireçtaşı mermerlerinin mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla da eğilme dayanımı, darbe dayanımı, tek eksenli basma dayanımı ve aşınma dayanımı deneylerini uygulamışlardır. Yaşar ve Erdoğan (2003) de yaptıkları diğer bir çalışmada, Çukurova Bölgesinde 8 farklı yapı ve kaplama kayaçlarında P dalga hızının fiziko-mekanik özelliklerle olan ilişkisini incelemiş deneyler sonucunda kayaç yapısında bulunan süreksizliklerin, boşlukların, mikro ve makro yapıdaki kırık ve çatlakların dalga iletim hızlarını olumsuz yönde etkilediğini ve bu olumsuzlukların kayacın dayanımında meydana gelen azalma ile de kendini gösterdiğini belirtmişlerdir. Dalga hızlarına bağlı olarak belirlenen ampirik bağlantılar ile kayaçların diğer mekanik özelliklerinin tahmin edilebildiğini belirtmişler ve bu yöntemin basitliği kolay uygulanabilirliği gibi özelliklerden dolayı madencilik alanın da rahatça kullanılabileceğini önermişlerdir. Uysal ve Arkadaşları (2003), bazı mermer türlerinin fiziksel ve mekanik özelliklerini belirleyerek, inşaatlarda yapı ve kaplama malzemesi olarak 6

18 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN kullanılabilirliğini araştırmışlardır. Bu amaçla mermerlere bir dizi deneyler uygulamışlardır. Daha sonra elde ettikleri sonuçları TSE standartları ile karşılaştırmış ve mermerlerin yer döşemesi, duvar kaplaması, merdiven basamağı kullanım alanlarına uygunluğunu araştırmışlardır. Son olarak da mermer türlerinin teknomekanik özelliklerinin üretimde kalite kontrolünün sağlanmasına ve üretim sürecinin iyeleştirilmesine yönelik etkilerini vurgulamışlardır. Bilger (2004), Karakılıç Köyü (Karaisalı-Adana) Kireçtaşı Mermerlerinin Tekno-mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi adlı çalışmasıyla, mermerlerin teknomekanik özelliklerinin TSE standartlarına uygun olduğunu saptamıştır. Laçinbala (2004) de yaptığı Ceyhan Beji Mermerlerinin Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi adlı çalışmasında, Ceyhan Beji ni detaylı olarak incelemiş mermerlerin fiziko-mekanik özelliklerinin standartlara uygun olduğunu, blok verebildiğini, açık bej, pembe bej ve koyu bej renk karışımıyla renk ve desen durumunun iyi olduğunu doğal yapı ve kaplama taşı olarak kullanılabileceğini saptamıştır. Azizoğlu (2005) de yaptığı Çukurova Bölgesindeki Mermer Ocaklarının Pazar Durumu ve Ekonomik Açıdan Değerlendirilmesi adlı çalışmasında, bölgedeki mermer ocaklarının pazar durumunu incelemiş ve bölgeye giren granit mermerlerinin bölgede üretilen bej mermerlerinin piyasasını olumsuz yönde etkilediğini saptamıştır. Yetiş ve Arkadaşları (2006a) da yaptıkları çalışmalarında, Değirmenci Uşağı (Kozan) dolaylarında karbonatların mermer olarak değerlendirilmesini incelemişler ve mermerlerin sertlik, renk, gözeneklilik, su emme oranı, özgül ağırlık, yüzey parlaklığı, kesilmeye ve aşınmaya karşı direnç gibi özelliklerini belirlemişlerdir. Yetiş ve Arkadaşları (2006b) da yaptıkları diğer bir çalışmada, Sarıkaya (Feke-Adana) Bölgesi Karbonatlarının Mermer Olarak Değerlendirebilirliğini incelemişlerdir. Bu amaçla hazırlanan örneklerin petrografik ve temel mühendislik özelliklerini belirlemişlerdir. Kılıç ve Keskin (2007) de yaptıkları Bazı Granitlerin Fiziko-Mekanik Özellikleri Arasındaki İlişkinin Değerlendirilmesi adlı çalışmalarında, granitin yapılarda dış cephe kaplama ve bina içi yer döşemelerinde kullanılan bir kayaç 7

19 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN olduğunu, iri taneli olmasının ona estetik bir değer kazandırdığını, fiziko-mekanik özelliklerinin diğer kesilip parlatılabilen kayaçlara göre oldukça yüksek olduğunu belirlemiş, ülkemizde granit üretiminin Marmara, Ege, İç Anadolu, Doğu Anadolu, Orta ve Doğu Karadeniz bölgelerinde gerçekleştiğini belirtmişlerdir. Bu amaçla, Ege Bölgesi nde üretilen Bergama Gri, İç Anadolu Bölgesi nde üretilen Aksaray Yaylak, Trakya Bölgesi nde üretilen Balaban Green ve Doğu Karadeniz Bölgesi nde üretilen Giresun Vizon granitlerinin, fiziko-mekanik özelliklerinden, birim hacim ağırlık, tek eksenli basma dayanımı, nokta yük dayanım indeksi, darbe dayanımı, yüzeysel aşınma kaybı, eğilme dayanımı ve çekme dayanımı değerleri yapılan laboratuar çalışmaları ile tespit edilmiş ve bulunan fizikomekanik değerler arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Çınar (2007) de yaptığı Osmaniye Çağşak Amanos Kırmızı Mermerlerinin Fiziko-mekanik Özelliklerinin Araştırılması adlı çalışmada Amanos Kırmızı mermerlerinin fiziko-mekanik özelliklerini belirlemiş ve yapı malzemesi olarak kullanımı için uygun özellikler sunduğunu saptamıştır. Bölgede 1/ ölçekli jeoloji haritaları 1984 yılında MTA Jeoloji Etüdleri Dairesi ile Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü arasında düzenlenen Adana Baseni Batı Kesiminin Detay Jeolojik Etüdü adlı proje çerçevesinde hazırlanmıştır. Jeolojik harita alımında Çukurova Üniversitesinden Cavit DEMİRKOL, Cengiz YETİŞ, Hasan LAGAP, Ulvi Can ÜNLÜGENÇ görev almış olup 1/ ölçekli paftalarda çalışmışlardır Mermerler Hakkında Genel Bilgiler Mermerin Tanımı Mermer, kireçtaşı ve dolomitik kireçtaşlarının ısı ve basınç altında başkalaşıma uğrayarak yeniden kristalleşmesiyle oluşan metamorfik kayaç olarak tanımlanmaktadır. Ticari ve endüstriyel anlamda ise mermer tanımlanması çok geniş bir anlam taşımaktadır. Blok verebilen, kesilerek parlatılıp cilalanabilen, dayanıklı ve göze hoş 8

20 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN görünen her türlü kayaç (mağmatik, metamorfik, sedimanter) mermer olarak tanımlanmakta ve değerlendirilmektedir. Örneğin iyi cila kabul eden kireçtaşları, tektonik breşler ve pudingler, traverten ve oniks mermerlerinden başka granit, diabaz, lösitli siyenit ve serpantinitler gibi mağmatik kayaçlar da bu nedenle mermer terimi içerisine girmektedirler. Bununla beraber mermerlerin değerlendirilmesinde jeolojik, mineralojik, petrografik, yapısal ve jeomekanik unsurlar ile teknolojik özellikler etkilidir (Görgülü, 1994). Yapı ve kaplamacılıkta kullanılan doğal yapı taşları beş alt gruba ayrılabilmektedir. Bunlar; Gerçek Mermerler, Kireçtaşları, Traverten ve Oniksler, Sert taşlar Diğer Doğal Taşlar Gerçek mermerler metamorfik kökenlidir. Kireçtaşı, traverten ve oniks mermerleri ise sedimanter kökenlidir. Serttaş olarak adlandırılan mağmatik kökenli (granit, siyenit, gabro gibi) mermerlerin ülkemizde üretimleri ve kullanımları oldukça yenidir. Kumtaşı, tüfit gibi doğal yapı taşları özellikle son yıllarda yeni kullanım alanlarının ve işleme teknolojilerinin gelişmesi ile birlikte diğer yapı ve kaplamacılıkta kullanılan doğal taşlar arasına girmiştir Gerçek Mermerler Gerçek mermerler, kireçtaşı ve dolomitik kireçtaşlarının metamorfizma sonucu yeniden kristalleşmesiyle oluşmuştur. Bu grup mermerler büyük oranda kalsiyum karbonat (kalsit), daha düşük oranlarda kalsiyum-magnezyum karbonat (dolomit) ve diğer mineralleri içerir. Gerçek mermerlerde (metamorfizma sonucu) kalsit kristalleri çoğunlukla görülebilecek büyüklüğe ulaşmıştır. Kristal büyüklükleri metamorfizma koşullarına göre farklılık gösterir. Metamorfizma sonrası çok ince, mikro kristalin dokulu olanlar bir kaç milimetreye kadar ulaşabilir. Kontakt metamorfizma ile oluşan gerçek 9

21 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN mermerlerde kristaller cm' ye kadar büyüyebilir. Bu grupta yer alan mermerler genellikle beyaz renklidir ve yarı saydam bir doku gösterir. Yabancı elemanların etkisiyle farklı renklenmeler de görülür. Gerçek mermerler, sığ denizel sedimanların metamorfizma geçirmesiyle oluşur. Nadiren Ege Bordo (Milas) mermerlerinde olduğu gibi derin denizel mermerlere de rastlanabilir. Derin denizel karbonatlar sığ denizel çökellere göre genellikle daha fazla silis içerir ve bu nedenle daha serttir. Derin denizel ortamlarda yaşam çok sınırlıdır. Yaşam süren mikroorganizmalar da derin denizin üst seviyelerinde yaşar. Söz konusu mikroorganizmalar çok hızlı gelişir ve ölür. Çoğu SiO 2 kabuklu olan bu canlılar öldükten sonra CaCO 3 kolloidleri ile beraber çökelir. Derin denizel ortamda karbonat çamurları ve genellikle SiO 2 kabuklu mikroorganizmalar tortullaşarak silis oranı nispeten yüksek karbonatları oluşturabilir. Gerçek mermerlerde görülen ve önemli bir sorun olan SiO 2 in diğer kaynakları ise deniz tabanlarında meydana gelen volkanik hareketler, mağmatik kökenli mermerlerin etkisi ve kıyıdan taşınan malzemelerdir. Gerçek mermerlerde yeniden kristalleşme sonucu genellikle fosil içerikleri silinmiştir. Bu nedenle son yıllara kadar fosil içermedikleri düşünülmüştür. Ancak çok az da olsa Menderes Masifi'nde, Kavaklıdere-Göktepe-Yatağan-Milas çevresinde bulunan Üst Kretase, Göktepe Alt Karbonifer yaşlı mermerlerde fosillere rastlanmıştır (Karaca, 2001). Ülkemizde İscehisar (Afyon), Marmara Adası (Balıkesir) mermerleri ile Bursa, Kütahya, Uşak, Denizli, Muğla ve Aydın yöresinde bulunan bazı mermer ocakları işletilen gerçek mermerlerdir. Metamorfizma geçirmiş CaCO 3 'lı mermerler üç alt grupta incelenebilmektedir (Bozkurt, 1988); Kontakt Metamorfizma Mermerleri Dinamik Metamorfizma Mermerleri Bölgesel Metamorfizma Mermerleri 10

22 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN (1). Kontakt Metamorfizma Mermerleri Kontakt metamorfizma mermerleri yüksek sıcaklık ve düşük basınç altında mağmatik plutonların çevresinde oluşur. Genellikle minerallerde yönlenim görülmez. Kontakt metamorfizma mermerleri içerisinde, metamorfizma sonucu yeni silikatlı mineraller gelişir ve bu minerallerin bulunma oranı mermerin sertlik derecesini, işlenebilirliğini ve pazarlanabilirliğini etkiler. Kontakt metamorfizma mermerlerinde mağmanın etkisi önemlidir. Mağmadan uzaklaşıldıkça etkisinin azaldığı görülür. Bu grup mermerler içerisinde granat, diyasporit, epitot, lisvenit, vollastonit, aktinolit, tremolit, vezuvyanit ve pirit gibi minerallere rastlanır. Granat grubu gibi diğer minerallerin bulunduğu mermerlere kalsifür adı verilir. Bunların yanı sıra magmanın etkisi ile mermerler içerisinde başka mineraller de gelişebilir (Karaca, 2001). Kontakt metamorfizma mermerlerinin dokusal özellikleri kısa aralıklarla değişir. Bu nedenle kontakt metamorfizma mermerlerinde renk, desen ve yapıda bütünlük görülmez (2). Dinamik Metamorfızma Mermerleri Yönlü kuvvetlerin etkisi ile kayaçlarda kırılma, ufalanma ve yeniden kristalleşme görülür. Bu tür mermerlerin oluşumunda ısı fazla etkili değildir. Buna karşılık basınç daha etkili olduğu için kayaçlarda parçalanmalar yoğun şekilde görülür. Kırılma olduğu için breşik yapı söz konusudur ve sonrasında breşik mermerler oluşur. Breşik mermerlerin tektonik zonlarda bulunmasının temel nedeni dinamik metamorfizma hareketleridir. Kuzey Anadolu Fayı kenarlarında bu tür mermer oluşumları bulunmaktadır (İleri ve diğ. 2000). Dinamik metamorfizma sonucu oluşmuş mermerlerde en önemli konu matriksin sıkılaşma derecesi ve parçaların yeniden çimentolanmasıdır. Mermerlerin sıkılaşma ve CaCO 3 çimentosunun breşleri bağlama derecesi ile verim, işleme kolaylığı ve pazar doğru orantılıdır. 11

23 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN Serpantinitli bölgelere yakın ortamlarda bulunan mermerlerde ofikalsitler gelişebilir. Ofikalsitler, yeniden kristalleşmiş kalsit ve serpantin içeren kayaçlardır ve genellikle silisli dolomitik kayaçların bünyelerindeki dolomiti kaybetmeleri sonucu oluşur. Ofikalsitler dışındaki mermerlerde yeni mineral oluşumlarına nadiren rastlanır. Bu grup mermerlerin yayılımları ve rezervleri sınırlıdır (3). Bölgesel Metamorfizma Mermerleri Bölgesel metamorfizma mermerleri ülkemizde ve dünyada bilinen anlamdaki gerçek mermerlerdir. Bölgesel metamorfizma mermerlerinin oluşumunda sıcaklık, basınç ve kimyasal bileşim gibi faktörler birlikte etkindir. Bu grup mermerler geniş yayılımlı, tekdüze özellik gösterir. Mermerin renk ve kalitesi ilksel çökelme ortamının kontrolünde gelişmiştir. Metamorfizma sırasında, basınç altında yapraksı (biyotit) ve çubuksu (hornblend, aktinolit) mineraller yönlenme gösterir. Bunun sonucunda oluşan foliasyonlar mermerin dayanımını ve ekonomikliğini olumsuz yönde etkiler, mermerin kesilmesi ve işlenmesini güçleştirir. Afyon (İscehisar), Muğla (Milas, Yatağan, Kavaklıdere), Aydın (Karacasu) ve Güney (Denizli) yöresi gerçek mermerleri bölgesel metamorfizma geçirmiş olan Menderes Masifi içerisinde yer alır. Gerçek mermerlerde, yukarıdaki sınıflandırmanın yanı sıra özellikle sektör içerisinde kristal büyüklüğüne bağlı olarak göreceli sınıflamalar yapılır. Bu sınıflandırmanın ölçü birimleri dışında bilimsel herhangi bir dayanağı olmamak1a beraber sınırları ve değerlendirme kriterleri de bölgelere göre değişiklik gösterir. -sıfır kristal (genellikle -500 µ) -ince kristal (genellikle 500 µ-1 mm) -orta kristal (genellikle 1-3 mm) -iri kristal (genellikle 3 mm.) Gerçek mermerlerin aranır olmasındaki en önemli özellikler genellikle homojen, ışıltı veren iç yansımanın yüksek oluşu, fazla sert olmamaları, boşluk içermemeleri ve diğer mermer türlerine göre üretim ve işleme kolaylıklarıdır. 12

24 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN Kireçtaşları Yapı ve kaplama kayaçları olarak kullanılan mermerler, esas olan kireçtaşlarının çökelimi (sedimantasyonu) ve oluşumu Prekambriyen ( milyon yıl)'de başlamış ve günümüze kadar devam etmiştir. Mermer olarak tanımlanan ve bölgesel metamorfizma geçirmiş kireçtaşlarının temeli karbonat birikimleridir. Dış etkenlere ve buharlaşmaya bağlı olarak göl ve deniz suyunun derişimin de meydana gelen değişiklikler sonucu su içerisinde bulunan Ca ++ = ve CO 3 iyonları CaCO 3 kolloidlerini oluşturarak çökelmektedir. CaCO 3 kolloidlerinin oluşumunda ve çökelmesinde su içerisinde bulunan organizmaların yaşam faaliyetleri önemlidir. Çökelme işlemi alglerden stramatolitlerin yığıştıkları kalın dolomitik kireçtaşları şeklinde de olabilir. Karbonat birikimleri mercanlar gibi iskeletleri kalsiyum karbonat olan denizel canlıların koloniler şeklinde yığışmasıyla da gelişebilir. Deniz suyu içerisinde bulunan Ca ++, K +, Mg ++, Na +, CO = 3, SO = 4 iyonları, birbirlerine göre elektronegatitileri en güçlü olan Ca ++ ve CO = 3 (iyonlar) gibi kolloidleri oluşturarak çökelir. Söz konusu olaylar metamorfizma öncesi, deniz suyunda birkaç yüz metre derinlikte gerçekleşir. Ancak bu derinlik okyanus tabanlarında basınç ve ortam ısısına bağı olarak metreye kadar inebilir. Resif olarak adlandırılan bu çökelmeler organik, kimyasal ve kırıntılı tortullaşma koşullarının birlikte etkin olduğu binlerce kilometre karelik alanlarda meydana gelir. Ortalama on bin yıllık bir çökelme sonucunda sakin bölgelerde 1 mm, aktif (yüksek derişime sahip) denizel ortamlarda 1 cm kalınlığında CaCO 3 tabakası oluşabilir. Şekil 2.1 de resifal bir ortama ait enine kesit görülmektedir. Karbonat çökelme alanlarının farklı bölümlerinde ve farklı oluşum koşullarında, farklı özelliklere sahip karbonat yığışımları gelişir. 13

25 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN DTS: Dalga tabanı sınırı, < 200 m Şekil 2.1. Kireçtaşı oluşumu Şekil 2.1'e ait kireçtaşı oluşum alanları ve açıklamaları aşağıda verilmiştir. 1. Derin denizel ortam ve çökelimi; (200 m' den daha derin) karbonat, karbonat çamurları ve birikim alanları, 2. Yüksek enerjili çamur tümsekleri, organik kökenli CaCO 3 yığışımı; resif çekirdeği, 3. Yüksek enerjili karbonat kum sahilleri ve sığ organik kökenli malzemeler, kavkılı kireçtaşları, 4. Durgun su karbonat çamurları, oolitik-pizolitik oluşumlar, lagün alanları, 5. Sığ karbonat kumları, 6. Karbonat çamurları, 7. Kumsallar ve bataklıklar. Sığ denizlerde ve göllerde organizmalar kireçtaşı tortullaşmasına yardım eder. Bazı karbonatlı algler ve kavkılı organizmalar çözülerek mm boyutunda CaCO3 kolloidlerini oluşturur ve çökelir. Çökelme sonucu karbonat iskeleti ve yığışımları gerçekleşir. CaCO 3 kolloidlerinin çökelmesi ve hızı fiziksel ve kimyasal ortama bağlıdır. Uygun fiziksel ve kimyasal ortamın gerçekleşmesi ise deniz derinliğine, deniz suyunun sıcaklığına, konsantrasyonuna ve Ph-Eh değerlerine bağlıdır. Mercanlar, kavkılı yumuşakçalar, krinoid gibi deniz canlılarının kavkıları CaCO 3 yapılıdır. CaCO 3 kavkılı canlı kırıntıları Ca ++ = ve CO 3 iyonlarından etkilenerek CaCO 3 ile kaplanabilir. Sığ denizdeki hareketin yanı sıra kıyıdaki fiziksel ve kimyasal olaylar sonucu oolit ve pizolitler de kireçtaşı oluşumuna katılabilir. Bu sırada mermer olarak kullanılabilen mikritik kireçtaşlarının oluşumu CaCO 3 ' lı çamur 14

26 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN akıntılarının içerisine aldıkları kil ve diğer malzemelerle başlar. Bu süreç, kimyasal bileşimi CaMg (CO 3 ) 2 olan dolomitlerin ve dolomitik mermerlerin oluşumu için gerekli şartların oluşması ile de sonuçlanabilir. Mermerin milyonlarca yıl sürecek yolculuğunda çökelme ve tortullaşma ile beraber gömülme ve bunun sonucu oluşan basınç ve ısı faktörleri yavaş yavaş ortaya çıkmaya başlar. CaCO 3 'lı malzeme basınç altında zamanla bünyesindeki suyu atarak taşlaşır (diyajenez). Tektonik hareketlere bağlı olarak kireçtaşları ve diğer tortulların bir kısmı yüzeye doğru hareket ederken bir kısmı da litosferin altına doğru dalar. Batan tortullar ortam içerisinde erir. Sedimantasyon süresince karbonat çökellerinin üzerilerine farklı litolojik özelliklerde birimler gelebilir. Deniz tabanındaki tüm çökelme ve birikimler ile tektonik hareketlere bağlı olarak ortaya çıkan ısı ve basınç metamorfizmayı başlatır. Metamorfizma ile birlikte de doğal yapı taşlarının oluşumu başlar. Metamorfizma için başlangıç ısısı 300 C' dir. Kayaçlaşma için sıcaklık 800 C' ye, basınç 5-5,5 kbar' a kadar çıkar. Metamorfizma için gerekli ortalama derinlik birkaç kilometreden başlar ve 20 km' ye kadar iner. Metamorfizma sonrası CaCO 3 'lı birimler sahip oldukları birtakım ilksel özelliklerini kaybeder. Kayaçlar farklı fiziksel ve kimyasal etkiler altında yeni dokusal ve mineralojik özelliklerini kazanarak yeniden kristalleşir. Kristalleşme sonrası yeni mineral ve mineral grupları ile beraber doğal taşların oluşumu gerçekleşir. Kireçtaşları, ince taneli kalsit kristalleri ile karbonat ve kil çamurlarından oluşmuştur. Mikritik mermerler olarak da adlandırılan bu mermerlerin kökenleri gerçek mermerler gibi denizel ortamlardır. Ancak her iki grup mermer arasında oluşum süreci ve şekli, tane boyu ve doku gibi temel bazı farklılıklar bulunur. Kireçtaşı mermerleri karbonat çamurlarının kısmen kristalleşmesi ve taşlaşması sonucu oluşur. Çökellerin içerisinde biyojenik kökenli malzemeler de yer alır ve bunların oranı % 80 lere kadar çıkabilir. Çoğunlukla birkaç mikron uzunluğundaki çubuğumsu ve iğnemsi aragonitler mermerin dokusunda yer alır. Yapıya katılan özellikle metal içerikli malzemeler ve killer mikritik mermerlerin renklenmesinde son derece etkilidir. 15

27 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN Algler gibi organizmaların karbonat tanelerini sardığı yerlerde iskelet parçalarının dalga ve akıntılar ile mekanik parçalanmaları, alg fotosentez ve bozulması ile biyokimyasal çökelmeler mikritiklerin oluşumunda önemlidir. Deniz bitkileri ve algler, iskelet kökenli çamurları tutarak depolanmayı ve oluşumu sağlar. Söz konusu canlılar mermer içerisinde fosil olarak görülebilir. Fosillerin homojen dağılması kireçtaşı mermerlerinin değerlendirilmesinde önemlidir. Diyarbakır-Hazro yöresi kireçtaşlarında olduğu gibi bazen fosil yığışımları bir tabaka şeklinde görülür. Fosiller, kireçtaşına göre daha zor ayrıştığı için kayaç üzerinde çıkıntılar sunar. Fosil yığışımları işleme ve pazar sorunlarına neden olur. Kireçtaşlı yeşil algler CaCO 3 çökelimine katılmış olabilir. Bazı alglerin (Penicillus gibi) parçalanması ile büyük miktarlarda aragonit parçaları tortuya karışabilir. Böylece büyük bir mikritik kireçtaşı rezervi oluşabilir. Bu nedenle mikritikler için lagünlerdeki alg parçalanmaları ile dalgasal düzlüklere komşu ve derin bölgeler önemli çamur depolanma kaynaklarıdır. Bununla birlikte soğuk okyanusal derin sularda daha çok organik olmayan çökelmeler söz konusudur. Organik malzemelerin bulunmadığı ortamlarda oluşan bu grup mikritikler genellikle askıda bulunan aragonitler nedeniyle beyaz renklidir. Yapı ve kaplama malzemesi olarak kullanılabilen biyosparitlerde ve diğer kaba dokulu kireçtaşlarında mikritik matriksin yerini çimento malzemesi alabilir. Yapıdaki bu değişim kayacın uğradığı tektonizmadan etkilenme derecesini ve sınırını, jeolojik ve fiziko-mekanik özelliklerini ve bunlara bağlı olarak kullanım yerlerini belirler. Kireçtaşlarının tane boyutu genellikle 4µ dan daha küçük mikritlerdir. Bununla birlikte kireçtaşları 4µ dan daha büyük kristallere sahip olabilir. Kristal boyut dağılımları homojen değildir. Gelişen kristalleşme sonucu tane boyutları 4-30 µ arasında değişen mikrospar mozaikleri kayaç yapısında bulunabilir. Mikritik kireçtaşlarının kesilmesi ve işlenmesi sırasında karşılaşılan sorunların temelinde kil ve metal girişleriyle beraber kristaller arası bu girift yapı bulunur. Mikritik kireçtaşlarını uygulamada traverten olarak adlandırılan diğer gölsel kireçtaşlarından ayıran en önemli özellik genellikle boşluk içermemeleridir. Torbalı 16

28 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN (İzmir) ve Emet (Kütahya) mermerlerinde olduğu gibi daha küçük ve dağılımları daha homojen boşluklara sahip mikritik kireçtaşı yataklarına nadiren rastlanabilir. Ancak bu tür mikritik mermerlerin ekonomik değeri oldukça düşüktür. Bazen oluşumunda yer alan malzemeler özellikle killer kesme ve işleme aşamalarında mermerden ayrılabilir. Kireçtaşı mermerlerinde sıkça rastlanan bu durum gözeneklilik kavramının dışında tutulur. Kısmen kristalize olmuş, sağlamlık ve renk bakımından kullanışlı olan kireçtaşları dolomitik, killi, demirli, fosilli, breşik olabilir. Ayrıca kireçtaşlarının belirgin tabakalı yapıları önemli özellikleridir. Kireçtaşı olarak kullanılan doğal yapı taşları genellikle Kretase ve Jura yaşlıdır. Bununla birlikte İzmir-Karaburun'da Triyas yaşlı, Diyarbakır-Hazro ve Hani'de Miyosen yaşlı kireçtaşları mermer olarak işletilmektedir. Bir dönem İstanbul-Şile'de Devoniyen yaşlı kireçtaşları mermer olarak işletilmiştir. İtalyanlar'ın Botticino, Almanlar'ın Jura olarak adlandırdığı mikritik kireçtaşı mermerleri ülkemizde Bilecik, Bursa, Manisa, İzmir, Muğla, Sivas, Orta Karadeniz, Diyarbakır, Burdur, Antalya, Mersin ve Toroslar' ın farklı uzantılarında bulunmakta ve yoğunlukla bu bölgelerde işletilmektedir Traverten ve Oniksler Çözünmüş halde CaCO 3 içeren sular yerkabuğunun boşluklarında ve/veya yeryüzünde basınç düşüşü ile karşılaştıklarında bünyelerindeki CaCO 3 çökelerek kristalleşir. Bunun sonucunda genel olarak traverten adı verilen karbonatlı kayaçlar oluşur. Traverten oluşumları genç tektonik evrim ve kalsiyum karbonat içerikli su çıkışları ile bağlantılıdır. Bu nedenle travertenler çoğunlukla genç fay hatlarının bulunduğu alanlar ile karstik arazilerde görülür. Kalsiyum bikarbonat içeren ve hidrostatik basınç altında bulunan sıcak ve mineralce zengin soğuk sular yerin derinliklerinden bir çatlak veya boşluk yoluyla yeryüzüne ulaştıklarında üzerilerindeki basınç kalkar. Yeryüzünde ya da bazen yeraltında mevcut basıncın kalkması ile birlikte su içerisinde bulunan CO 2 uçar ve 17

29 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN CaCO 3 çökelir. Bu çökelmeler sonucu travertenler ve oniksler oluşur. Mağaralarda genellikle CO 2 oranının yüksek olmasının temel nedeni de söz konusu çökelimlerdir. Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 (2.1) Traverten ve oniks yataklarının dağılımı kaynak suyunun yayılım alanı ile kalınlıkları da su basıncının dengelendiği yükselti ile sınırlıdır. Travertenlerde CaCO 3 kristalleri kolloidler halinde çökelirken onikslerde CaCO 3 kristalleri bir çekirdek etrafında sürekli büyüme ile oluşur. Sıcak su kaynaklarının ve hidrostatik basınç değişiminin bulunduğu birçok yörede traverten oluşumları gözle görülebilir. Bu şekilde oluşmuş travertenlere kalker tüfü'de denir (Ketin, 1977). Bugünkü durumlarıyla yukarıda anlatılan travertenlerden mermer olarak değerlendirilenler çok sınırlıdır. Çoğunlukla endüstriyel anlamda traverten olarak bilinen ve değerlendirilen mermerler bilimsel olarak gölsel kireçtaşlarıdır. Denizli, Kütahya ve Karaman yöresinde olduğu gibi ülkemizde ve dünyada traverten olarak işletilen mermerlerin büyük bir çoğunluğu gerçekte gölsel kireçtaşları, genç sedimanter karbonatlı kayaçlardır. Her gölsel karbonat çökeli traverten olarak tanımlanan mermerleri oluşturmaz. Traverten olarak değerlendirilen gölsel kireçtaşları alg gibi basit canlıların yaşam sürdüğü bölgelerde oluşur. Travertenler karbonatça zengin ve kil oranı düşük kireçtaşlarıdır. Traverten olarak işletilen gölsel kireçtaşı mermerlerinde yer yer görülen kumtaşı, kiltaşı, çakıltaşı ve çamurtaşı ardalanmaları diğer grup travertenlerden ayırt edici en önemli özelliklerdir. Gölsel kireçtaşlarında saz ve diğer bitki fosilleri bulunabilir. Ayrıca işletilen travertenlerin yayılım ve rezerv büyüklüğü jeolojik olarak tanımlanan travertenlerde olmayan özelliklerdir. Bunların yanı sıra traverten olarak işletilen gölsel kireçtaşları daha iyi cila alır. Traverten olarak işletilen gölsel kireçtaşları oluşum yerlerine göre derin çökeller ve sığ çökeller olmak üzere iki grupta incelenebilir. Genellikle derin çökeller blok üretmeye elverişli değildir. Bu grup travertenler çoğunlukla çamur taşları içerir ve ince tabakalıdır. Sığ çökellerde, resifal kökenli ve bataklıklarda oluşmuş kireçtaşlarında işletilen traverten ocaklarının blok verimleri daha yüksektir. 18

30 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN Denizli, Kütahya ve Sivas yörelerinde olduğu gibi bazı durumlarda travertenler ile traverten olarak işletilen gölsel kireçtaşları beraber bulunabilir ve ekonomik olarak işletilebilir. Gölsel kireçtaşı tabakalarının çökelimi sırasında uygun içeriğe sahip sular buldukları bir yol ile kireçtaşı tabakalarının üzerinde yayılıp jeolojik anlamda travertenleri oluşturabilir. Aşağıda oluşumları verilen onikslerin travertenler içerisinde gözlenmesinin bir nedeni de bu tür traverten yataklanmalarıdır. Travertenlerin poroziteleri yüksektir ve bu özellikleri ile travertenler diğer kireçtaşlarından ayrılır. Travertenlerde boşluk oranı genellikle % 2-5 arasında değişir ve bu oran % 12'lere kadar ulaşabilir. Travertenler boşluklu yapıları ve CaCO 3 'ın sahip olduğu kimyasal özellikler nedeniyle alg ve liken üremesine elverişlidir. Bu durum özellikle rutubetli bölgelerde travertenlere antik bir görünüm kazandırır ve bu amaçla kullanımını sağlar. Buna karşılık su veya yağmur gelirinin yüksek olduğu ve güneş ışınlarını yoğun olarak alan bölgelerde travertenler üzerinde yosunlanma ve kararma görülür. Travertenlerin cilalanarak kullanılması halinde söz konusu bu olumsuzluklar mümkün olan en alt seviyeye indirilebilir. Travertenler genellikle beyaz, kirli beyaz, sarımsı ve kırmızımsı renklerde ve çoğunlukla yatay tabakalı olarak bulunur. Travertenler ender olarak masif yapı gösterir. Travertenler daha genç oluşumlar oldukları için diğer mermerlere göre fazla deforme olmamışlardır. Türkiye' deki traverten yataklarının büyük bir bölümü Tersiyer yaşlı genç oluşumlardır. Travertenler sahip oldukları fiziksel ve kimyasal özellikleri ile kirli suyu temizleyen doğal kollektör görevini görür. Özellikle denizlerde bulunan travertenler doğal aktivite ile deniz temizliğine yardımcı olur. Antalya sahillerinin daha temiz oluşunun nedenlerinden biri de kıyı şeridinde yer alan travertenlerdir. Denizli, Antalya, Hatay, Sivas, Bursa, Kütahya ve Karaman yöreleri ülkemizde işletilen başlıca traverten bölgeleridir. Traverten oluşma koşullarında, oluşumun yavaş olarak gerçekleşmesi halinde ince kristalli, masif ve bantlı kayaçlar şekillenir. Bu grup kayaçlara oniks (onikit, albatr, alabaster ya da su mermeri) adı verilir. Oniksler, genellikle travertenlerin altında veya bu travertenler içerisinde damar ve çoğunlukla dik damarlar şeklinde 19

31 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN bulunur. Oluşum 29 C' nin üzerinde gerçekleşmiş ise aragonit, 29 C'nin altında gerçekleşmiş ise kalsit kristalcikleri mineral bileşiminde yer alır. Oniksler genellikle beyaz, kırmızı, sarı ve yeşil renklerde görülür. Renklenmede kaynak suyundan gelen tuzlar etkindir. Renkler bant, damar ve haleler şeklinde ortaya çıkar. Renklenmede nadiren kaynak suyu dışından gelen minerallerin etkisi söz konusudur. Oniksler saydam bir yapıya ve cm derinliğe kadar ışık geçirme özelliğine sahiptir. Blok veren oniksler, kullanılabilir bir mermerin üç-dört katı daha fazla fiyatla alıcı bulabilir. Onikslerde malzeme kaybı yok denecek kadar azdır. En küçük parçalar dahi atölyelerde süs eşyası yapımında değerlendirilebilir. Balıkesir, Bilecik, Manisa, Eskişehir, Kütahya, Denizli, Ankara, Bolu ve Sivas oniksleri bilinen ve zaman zaman işletilen başlıca oniks yataklarıdır. Hakiki oniks bileşimi SiO 2 dir ve bileşiminde SiO 2 bulunan sıcak sulardan (gayzer gibi) oluşur. SiO 2 li eriyiklere sahip hidrotermal sularda gelişen kalsedon kristallerinin çökelerek boşluksuz, ince bantlı kayaçları oluşturması sonucu gerçek oniksler gelişir Serttaşlar Güzel görünümü, cila kabul eden ve yeterli ölçülerde blok veren mağmatik kökenli kayaçlar yapı ve kaplama endüstrisinde serttaş olarak değerlendirilir. Serttaşlar iyi cila almaları ve atmosfer koşullarına daha dayanıklı olmaları nedeniyle Eski Mısırlılardan beri yapı elemanı olarak kullanılmaktadır. Bu grup kayaçların kuvars, feldspat, piroksen ve amfibol gibi silikat mineralleri içermesi, üretim ve işleme aşamalarında bilinen CaCO 3 kökenli mermerlerden farklı sistem ve teknolojileri gerektirir. Çünkü sözü edilen minerallerin sertlikleri kalsitin sertliğinin üzerindedir. Bununla birlikte jeolojik ve kimyasal özelliklerine bağlı olarak bazı andezit ve serpantinlerde karşılaşıldığı gibi sertlikleri mermere yakın serttaşlar da mevcuttur. Mağmatik kökenli serttaşlar sektör içerisinde açık renkli ve koyu renkli serttaşlar olmak üzere iki grupta değerlendirilir. Ticari yönden 1. grup serttaşlar açık 20

32 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR A. Kadir ÜRÜNVEREN renkli, derinlik (andezitler hariç) kayaçlarıdır. 2. grup serttaşlar ise koyu renkli ve masif görünüşlü mağmatik kayaçlardır. Ülkemizde kaplama kayacı olarak değerlendirilebilecek serttaşların yayılımları sınırlı ve genellikle blok verimleri düşüktür (1). Açık Renkli Serttaşlar Granit gibi asidik kayaçların yanı sıra siyenit gibi nötr kayaçlar da uygulamada açık renkli serttaşlar grubunda yer alır. Granitler bileşiminde kuvars, plajioklas, ortoklaz ve mafık mineraller içeren plutonik kayaç gruplarıdır. Kuvars açık renkli minerallerin % 20-60'nı, plajioklaslar toplam feldspatın % 10-65' ini oluşturur. Kuvars genellikle mevcut kristallerin arasını dolduran ksenemorf taneler halindedir. Mafik mineraller çoğunlukla amfibol veya biyotit (siyah mika) şeklinde olup piroksenlere de rastlanabilir. Ana kayacı oluşturan tane boyutu ve mineral bileşimi mermerin cilalanabilme ve dayanım özelliklerine önemli ölçüde etkiler. Ayrışmış granitlerin bileşiminde yer alan mika ve amfiboller bozuşma sonrası poroz yapı oluşturur. Bu durum ise özellikle polisaj aşamasında sorunlara neden olur. Büyük boyutlu (5 m 3 ve daha büyük) blok veren granitler aranır. Granitler muhtelif renklerde bulunabilir ve holokristalin doku gösterir. Granitler kg/cm 2 basınç direncine sahiptir. İnce taneli granitlerin mukavemeti daha yüksektir. Özgül ağırlıkları gr/cm 3 arasında değişir. Bu özellikleriyle granitler yapılarda taşıyıcı ve dekoratif amaçlı olarak kullanılabilir. Ancak granitlerin % 0.8'lere kadar ulaşabilen su tutma kabiliyeti, özellikle yağışlı bölgelerde ve aylarda ya da ıslak zeminlerde kullanımını sınırlar. Ticari anlamda gri-beyaz ve benekli granodioritler, kırmızımsı ve pembe renkli siyenitler, çeşitli renklerde bulunabilen andezitler granit olarak değerlendirilir. Bazı yörelerde SiO 2 katkılı CaCO 3 ' lı mermerler (arkoz) de granit olarak adlandırılır. En çok aranan granitlerden olan pembe renkli Assuan (Nil) graniti gerçekte siyenittir. Mısır piramitleri Nil Nehri kenarında bulunan Siena' dan çıkartılan siyenitlerden yapılmıştır. Siyenit ismini de çıkartıldığı yöreden alır. Efes antik kentinde Mısır ve 21