GİRİŞ. MTA Dergisi 118, , Selahattin KADİR*, Halil BAŞ**

Transkript

1 MTA Dergisi 118, , 1996 Selahattin KADİR*, Halil BAŞ** ÖZ.- Bu çalışmada, Orta Sakarya masifinde Beypazarı-Çayırhan havzasının güney kesiminde yer alan Orta-Üst Miyosen yaşlı volkano-sedimenter birimlerin içerdiği neoformasyon minerallerinin dağılımları ve oluşumları incelenmiştir. İnceleme alanındaki Neojen yaşlı birimler Çoraklar, Hırka, Karadoruk, Akpınar, Bozçayır, Acısu ve Kırmızıtepe formasyonlarından oluşmaktadır. Mineralojik çalışmalar kapsamında, kil ve yan kayaç örnekleri üzerinde petrografik, XRD, DTA-TG. SEM-EDX, IR spektrum çalışmaları yürütülmüştür. Evaporasyona bağlı olarak değişen ph ortamları ve çeşitli alanlardan havzanın tatlı su ile beslenmesiyle, farklı mineral parajenezleri görülmektedir. Başlıca mineral parajenezleri; laflinit + analsim + kalsit + dolomit + feldispat, sepiyolit + analsim + dolomit + illit, sepiyolit + analsim + dolomit + opal-ct + feldispat, montmorillonit + analsim + dolomit + illit + feldispat + kuvars + opal-ct, montmorillonit + analsim + kalsit + feldispat + ilit ve montmorillonit + dolomit + kalsit + analsim + kuvars + feldispat + illitdir. Tatlı su girişine açık, detritik malzeme katılımlı beslenmenin yoğun olduğu zonlarda AI ve Mg'un bulunması sonucu ortamda montmorillonit oluşmuştur. Alüminyum iyonları genellikle havzanın sığ kesimlerinde bulunması nedeniyle karışık tabakalı killer (montmorillonit + sepiyolit) ve montmorillonit sığ su fasiyesli Bozçayır ve Acısu formasyonlarında oluştuğu saptanmıştır. Akpınar formasyonunda bazik ph şartlarında, Mg ve Si'ce zengin ve Al'ce fakir ortamlarda sepiyolit oluşmuştur. Ayrıca inceleme alanının orta kesiminde (Ocak çevresinde) Sepiyolitin oluşumuna benzer şekilde Si ve Mg'un yanı sıra tüflerdeki feldispatların alterasyonu sonucu açığa çıkan Na ile Si ve Mg'un birleşmesi sonucu laflinit (Na-sepiyolit) oluşmuştur. Alterasyonun artışına bağlı olarak ortamda özellikle montmorillonitin oluşumundan sonra Na+K/H oranı artmakta ve sonuç olarak analsim ve feldispat oluşmaktadır. Güneyde Hırka formasyonunun alt kesimlerinde Mg ve ph'ın yüksek, ve Si'in az olduğu ortamda magnezit oluşmuştur. Kuzeye doğru ortamdaki Mg oranının azalmasına bağlı olarak dolomit çökelmiştir. İnceleme alanını kuzeyinde ph'ın tatlı su beslenmesine ve evaporasyona bağlı olarak değişmesi sonucu dolomit ve kalsit ardışıklı olarak çökelmiştir. Sepiyolit, laflinit, analsim, feldispat opal-ct ve az oranda kuvarsın, çözünme boşlukları çevresinde ve içinde volkanik camların alterasyonu sonucu otijenik olarak oluştuğu tespit edilmiştir. GİRİŞ İnceleme alanı, Orta Sakarya masifesinde yer alan Beypazarı-Çayırhan havzasının güney kenarında, Koyunağılı köyü güneybatısında bulunmaktadır (Şek. 1). Çalışma sahasında ve yakın çevresinde Paleozoyik, Mesozoyik ve Senozoyik yaşlı birimler yüzeylenmektedir (Şek. 2). Litostratigrafik birim esasına göre yapılan çalışmada, temeli Paleozoyik yaşlı mavişist, glokofanlı yeşilşist ve kloritşistten oluşan Belen metamorfitleri ve bu birimin üzerine bindirmeli olarak gelen Mesozoyik yaşlı serpantinit birimleri oluşturmaktadır. Metamorfitler ve serpantinitler çalışma sahasının güneyinde ve doğusunda geniş bir yayılım göstermektedir. Temel birimler üzerinde uyumsuz olarak Orta-Üst Miyosen yaşlı formasyonlar yer alır. Bunlar; Çoraklar formasyonu (çakıltaşı, kumtaşı, çamurtaşı, silttaşı ve tüf), Hırka formasyonu (tüfler), Karadoruk formasyonu (silisifiye dolomit ve dolomitler), Akpınar formasyonu (silisifiye tüf, kristal tüf ve karbonat arabantlı kil, * Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Maden Analizleri ve Teknoloji Dairesi, 06520, Ankara. ** Selçuk Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, 42040, Konya.

2 94 Selahattin KADİR; Halil BAŞ kiltaşı ardalanması), Bozçayır formasyonu (alacalı killeri) ve en üste Acısu formasyonudur (kiltaşı-kireçtaşı ardalanması). Bu birimin üzerinde, Pliyosen yaşlı konglomera, kumtaşı, çamurtaşı, kiltaşı ardalanmasından oluşan Kırmızıtepe formasyonu gelmektedir. En genç olarak Kuvaterner yaşlı alüvyonlar yer almaktadır (Şek. 3). Akpınar formasyonu kiltaşları sepiyolit, laflinit (Na-sepiyolit), analsim, montmorillonit, feldispat, dolomit, kalsit, opal-ct ve kuvars mineralleri içermektedir. Ocak bölgesinde laflinit ekonomik bir yatak oluşturmaktadır. Ancak diğer kesit bölgelerinde sepiyolit oluşumları tüfler içerisinde bir mineral parajenezi şeklindedir.

3 KOYUNAĞILI NEOFORMASYON MİNERALLERİ 95

4 96 Selahattin KADİR; Halil BAŞ Çalışma sahasında, daha önce linyit, bitümlü şist ve soda amaçlı araştırmalar yapılmıştır (Siyako, ; Şener, 1981; Tenekeci ve diğerleri, 1983; Kayakıran ve Çelik, 1986, Helvacı ve diğerleri, ; Gündoğdu ve diğerleri, 1985). İnceleme alanında, mineralojik amaçlı ilk çalışma Echle (1967, 1974, 1978) tarafından yapılmıştır. Echle çalışmasında sahanın Sedimentolojik ve sepiyolit - laflinit minerallerinin oluşumunu irdelemiş ve bu mineraller arasında bir transformasyonun varlığından bahsetmiştir. Beypazarı havzasının mineralojisi üzerine çalışan Ataman (1975) analsim, dolomit, k-feldispat, searlesit, laflinit, sepiyolit, paligorskit ve smektit gibi otijenik minerallerin varlığı belirlenmiştir. Bu çalışmada volkanik kökenli sepiyolit - laflinit minerallerinin içinde yer aldığı mineral parajenezinin dikey ve yanal dağılımlarının irdelenmesi amaçlanmıştır. MATERYAL VE METOT Laboratuvar çalışmalarında polarizan mikroskop, X-ışınları difraktometre (XRD), difransiyel termik analiz-termal gravimetri (DTA-TG), taramalı elektron mikroskop (SEM-EDX) ve infared spektrometre (IR) analiz yöntemleri kullanılmıştır. Polarizan mikroskop, XRD, DTA-TG ve SEM çalışmaları MTA Genel Müdürlüğü, MAT Daire Başkanlığı, Endüstriyel Hammaddeler mineralojisi servisi laboratuvarında yapılmıştır. EDX analizleri de TPAO Genel Müdürlüğünde gerçekleştirilmiştir. Jeokimya çalışmaları ise yine MTA, MAT dairesinin kimya servisi laboratuvarlarında yapılmıştır. Çalışma kapsamı içerisinde 20 adet ölçülü stratigrafik kesit alınmış ve çalışmalar bunlardan alınan 310 adet örnek üzerinde yapılmıştır. Bu kesitler, A, B, C, E, F, G, H, l, L, M, R, Q, Ocak, R, S, T, U rumuzları ile adlandırılmıştır (Şek. 2). Çalışma sahasının merkezinde ölçülü stratigrafik kesitler arasındaki mesafe m. civarında olup, kenar kesimlerde yaklaşık 1500 m.'dir. VERİLER Mineral parajenezi, çalışma sahasındaki formasyonlara göre ele alınarak irdelenmeye çalışılmıştır. Hırka formasyonu: Çalışma sahasının alt seviyesini oluşturan Hırka formasyonu (çalışma sahasının güneyi) H kesitinde mineraller çoğunluk sırasına göre magnezit, dolomit ve montmorillonit ile az miktarda illitten oluşmaktadır (Şek. 4a). F kesitinde ise montmorillonit, sepiyolit, analsim ve feldispat mineralleri saptanmıştır (Şek. 4b). Kuzeye doğru M kesitinde ise dolomit ve az miktarda kaolinit, illit, feldispat ve kuvars ve E kesitinde dolomit, illit, montmorillonit ve analsimin yanı sıra az miktara feldispat ve kalsit mineralleri saptanmıştır (Şek. 4c, 5). Çalışma sahasının kıyı (güney) kesimi oluşturan H kesitinde temelin yakınlığından dolayı Mg'ca oldukça zengin ve Si'ce fakirlikten dolayı magnezit mineralleşmesi hâkimdir. Oysa kuzeye doğru solüsyondaki Mg oranı ve ph'ın daha düşük olması nedeni ile dolomit ve ortamda Al'un bulunmasından dolayı montmorillonit ve analsim oluşmuştur. Hırka formasyonunda 3-10 cm. çapında yeşilimsi opal-ct nodülleri saptanmıştır. Karadoruk formasyonu: Bu formasyon genel olarak dolomit ve kuvars ile az miktarda feldispattan oluşmaktadır (Şek. 4,a, b, c ve Şek. 5). Akpınar formasyonu: Akpınar formasyonunu inceleme alanında ölçülen tüm kesit bölgelerinde izlemek mümkündür (Şek. 4a, b, c; 5; 6a, b, c; 7b). Formasyonda hâkim kil mineralleri sepiyolit ve montmorillonittir. Çalışma sahasının güneyinde H kesitinde dolomit ile sepiyolit egemendir ve az miktarda analsim, illit, feldspat, amfibol, kuvars ve opal-ct tespit edilmiştir. F kesitinde montmorillonit, dolomit, illit ve az miktarda feldispat, talk ve amfibol mineralleri saptanmıştır. M kesitinde dolomit ve opal-ct, B kesitinin alt seviyeleri dolomit, montmorillonit ve illit hakim mineraller olmasına karşın, bu formasyonun üst kısımlarında sepiyolit, montmorillonit ve analsim mineralleri egemendir. Kuzeyde E kesitinde ise sepiyolit, dolomit ve analsim mineralleri hakimdir. Ocak kesitinde ise laflinit mineralizasoynu saptanmıştır. Görüldüğü gibi formasyonlardaki mineral dağılımı güneyde temele yakın kesimlerde montmorillonit, dolomit ve sepiyo-

5 KOYUNAĞILI NEOFORMASYON MİNERALLERİ 97

6 98 Selahattin KADİR; Halil BAŞ

7 KOYUNAĞILI NEOFORMASYON MİNERALLERİ 99

8 100 Selahattin KADİR; Halil BAŞ

9 KOYUNAĞILI NEOFORMASYON MİNERALLERİ 101 littir; kuzeye doğru ise dolomit + opal-ct; dolomit + montmorillonit + sepiyolit + analsim; sepiyolit + dolomit + analsimden oluşmaktadır. Bu da Sepiyolitin güneyden kuzeye doğru arttığını göstermektedir. İnceleme alanının güney, batı ve orta kesimlerinde silika minerali olan opal-ct m. kalınlığında tabakalar oluşturmaktadır. Ayrıca bu formasyonda 3-10 cm.'lik opal-ct nodülleri gözlenmiştir. Bozçayır formasyonu: Bozçayır formasyonunda montmorillonit ve karışık tabakalı killer (montmorillonit + sepiyolit) egemen olup, daha az miktarda analsim, dolomit, kalsit, feldispat ve illitin varlığı gözlenmiştir (Şek. 5; 7a, b). Acısu formasyonu: Formasyonda montmorillonit ve karışık tabakalı killer ve analsim egemendir (Şek. 5; 7b, c). TARTIŞMA Sepiyolit oluşumu SiO 2 ve MgO miktarlarının yüksek olduğu bazik (ph 8-9), tuzlu ortamlarda gerçekleşir (Caillere, 1951; Milton ve Eugster, 1959; İsphording, 1973; Starkey ve Blackmon, 1979; Singer ve Galan, 1984; Velde, 1985; VVeaver ve Back, 1977). Ayrıca, birçok araştırmacı tarafından da deneysel olarak sepiyolit oluşumu incelenmiştir. Bu araştırmacılardan Mumpton ve Roy (1958) Sepiyolitin deneysel oluşumu ile ilgili yaklaşık % 38.1 MgO, % 59.6 SiO 2 % 2.3 AI 2 O 3 kompozisyonu hazırlamışlar ve değişik sıcaklıklar ile su buharı basınçları altında sadece montmorillonit, talk, silika ve klorit fazlarının oluştuğunu göstermişlerdir. Ancak bu solüsyondan sepiyolit oluşmadığını belirtmişlerdir. Hast (1956), VVollast ve diğerleri (1968), Mumpton ve Roy'un (1958) hazırladıkları karışım sistemine AI 2 O3 katmadan sepiyolit oluşumunu gerçekleştirmişlerdir. Bu da solüsyondaki alüminyum varlığının sepiyolit oluşumunu engellediğini gösterir. VVollast ve diğerleri (1968), deniz suyunun çözünmüş silika ile reaksiyonu sonucu hidromagnezyum silikatın oluştuğunu belirtmişlerdir. Bu oluşumun da, kompozisyon ve yapı olarak sepiyolite benzediğini belirtmişlerdir. Bu yazarlar sepiyolit çökeliminin ph > 8 olduğu, MgO ile SiO 2 değerinin yüksek ve AI 2 3 değerinin düşük veya yok olduğu ortamlarda gerçekleştiğini ifade etmişlerdir. ph < 8 olursa sepiyolit oluşmaz, ancak ortam amorf silika ile doygun olur. ph > 8 olduğu zaman volkanik küllerin bir kısmı solüsyona geçer ve bu durumda silika ile alkaliler ayrılır. Silika konsantrasyonu bakımından doygun olan ortamda, ph ve magnezyum konsantrasyonu düşük ise sepiyolit oluşumu mümkün değildir. Deneyler sepiyolit-deniz suyu dengesinde ph > 8 ve (OH) -1 konsantrasyonuna bağlı olarak daha hızlı bir sepiyolit çökeliminin gerçekleştiğini göstermiştir. Ayrıca deneysel olarak Sepiyolitin oluşumunun yeterli yükseklikteki ph değerinde ve C sıcaklıkları arasında gerçekleştiği saptanmıştır (Bown ve Tuttle, 1962; Echle, 1974; Hast, 1956). İnceleme alanında fay, kırık ve tabakaların doğrultu-eğimleri ile akarsuların akış istikametleri göz önüne alındığında Ocak çevresinde Killik mevkiinde bir çanağın varlığı belirlenmiştir. Bu çanak içerisinde sepiyolit oluşumu için gerekli olan MgO güneyde ve doğuda yüzeylenen bazik, ultrabazik ve metamorfik kayaçların alterasyonu sonucu taşınarak getirilmiştir. Çünkü inceleme alanında izlenen sepiyolit-dolomit, sepiyolit-montmorillonit-dolomit-magnezit, sepiyolit-montmorillonit-talk, magnezit-dolomit, magnezit-dolomit-montmorillonit-illit mineral parajenezleri bu görüşü desteklemektedir (Şek. 8). Ayrıca inceleme alanında Hırka ile Akpınar formasyonlarında simektit (montmorillonit) ve montmorillonit-sepiyolit mineral parajenezlerinin varlığı da bunu göstermektedir (Şek. 8). Genellikle beslenmenin yoğun olduğu zonlarda az miktarda alüminyumun bulunduğu yüksek alkali ortamda karışık tabakalı montmorillonit grubu killer otijenik olarak oluşmaktadır (Şek. 9). Yukarıdaki prosese benzer olarak Starkey ve Blackmon 1979, 1.984) laboratuvarda yaptıkları çalışmalarda solüsyonda alüminyumu (ph > 9) silika ve magnezyumla birleşerek Sepiyolitin yerine montmorillonit, klorit ve talk minerallerinin oluştuklarını gözlemlemişlerdir. Kimyasal analiz değerlerine göre sepiyolit yataklarının bulunduğu alanlarda MgO değerinin yüksekliği, buna karşılık AI 2 O3 değerinin düşüklüğü

10 102 Selahattin KADİR; Halil BAŞ Şek. 8- İnceleme alanındaki Neojen yaşlı birimlere ait neoformasyon mineral dağılımı.

11 KOYUNAĞILI NEOFORMASYON MİNERALLERİ 103

12 104 Selahattin KADİR; Halil BAŞ dikkati çekmektedir (Şek. 10). Kenardan iç kısımlara (Killik mevkiine) doğru gidildiğinde Al 2 O 3 /MgO oranında azalma gözlenmektedir. Çalışma sahasının aynı formasyon içerisindeki yatay mineralojik dağılımda, havzanın kenarından iç kısımlara (Killik mevkiine) doğru gidildikçe çökeller içindeki alüminyumun azalması söz konusudur (Şek. 10). İnceleme alanının güney kesiminde Mg'un az bulunması ile dioktaedral simektit (montmorillonit) mineralinin oluşmasına karşın havzanın daha duyarlı orta kesiminde Mg ve Si'ce zengin, Al'ce fakir olan sepiyolit oluşmuştur. Bu da Millot (1964) tarafından belirlenen kuzeybatı Afrika'nın göl ortamlardaki kıyıdan merkeze doğru belirttiği şekilde montmorillonit-illitklorit-kaolinit, montmorillonit-paligorskit, paligorskıtsepiyolit, sepiyolit parajenezlerinin çökel kesiti ile inceleme alanının, paligorskit mineralini çok az içermesiyle uyum içerisinde olduğu görülmektedir. İnceleme alanında paligorskit mineralinin sepiyolit ile beraber çok az bulunması ve Millot (1964) çökel kesit modelinden farklı olarak inceleme alanında az paligorskit bulunması ortamdaki paligorskit oluşumu için gerekli olan alüminyumun muhtemelen daha önceden diğer alüminyum silikat ve zeolit minerallerinin oluşumunda tüketilmiş olduğunu düşündürmektedir. Dolayısıyla çalışma sahasındaki mineralojik dağılım ph, tuzluluk ve katyon oranları ile kontrol edilmiştir. Çalışma sahasında illitin çok az olması ortamda K iyonlarının solüsyon içerisindeki oldukça mobil bir şekilde taşınarak uzaklaştığını ifade etmektedir. Benzer durum (Fontes ve diğerleri, 1967; Galan ve Ferros, 1982) tarafından da gözlenmiştir. Çalışma sahasında minerallerin düşey dağılımı ise Hırka formasyonunda montmorillonit, Akpınar formasyonunda, ortam silis ve magnezyumca zengin olduğundan dolayı sepiyolit oluşmuştur. Bozçayır ve Acısu formasyonlarında ve inceleme alanının merkezi kesimindeki (Ocak çevresinde) Akpınar formasyonunun üst kesimlerinde evaporasyona bağlı olarak ph'ın yükselmesi sonucu montmorillonit ve karışık tabakalı killer (montmorillonit ağırlıklı) çökelmiştir. Sepiyolitlerin oluşumu için gerekli olan silis kaynağı volkanik tüflerin alterasyonu ve/veya çevre litolojilerden iyonik halde Si +4 taşınması ile sağlanmıştır. Ayrıca ortamda önemli miktarda amorf malzeme ve opal-ct gözlenmiştir (Kadir ve Baş, 1995). İnceleme alanındaki numunelerin X-ışınları difraksiyon çalışmalarında kil minerallerinin 001 "pik refleksiyonunun oldukça şiddetli ve keskin olduğu gözlenmiştir. Bu da alterasyonun önemli ölçüde şiddetli olduğunu göstermektedir (Jones, 1986). KiIIeşmenin şiddeti de muhtemelen ph'ın yüksekliği ve diyajenez sürecinden kaynaklanmış olabilir (Hardie ve diğerleri, 1978). Taramalı elektron mikroskopu (SEM) incelemelerinde ise sepiyolit ve laflinit liflerinin çözünme boşlukları çevresinde ve çözünme boşluklarının içerisinde volkanik camların alterasyonu sonucu otijenik olarak geliştiği tespit edilmiştir (Şek. 11) (Kadir ve Baş, 1995). Kırmızıtepe'nin güneyinde Ocak (Killik) mevkiinde laflinit küçük bir mercek halinde sepiyolit zonu içerisinde yer almaktadır (Şek. 8). Laflinit, Sepiyolitin oluşumuna benzer şekilde Ocak bölgesinde Si ve Mg'un yanı sıra tüflerdeki feldispatların alterasyonu ile açığa çıkan Na ve K'un insitü oluşumuna katkısıyla oluşmuştur. Çalışma sahasında montmorillonit ilk önce oluştuğu için zeolit kristalleşmesi için gerekli olan şartları sağlamaktadır. Çünkü, bu tip kil oluşumu devam ettikçe kalıntı eriyikteki alkali iyon konsantrasyonu yükselecektir (Sheppard ve Gude, 1969; Moiola, 1970). Montmorillonit oluşumu (Na+K)/H oranı ile aktif olarak orantılıdır (Hemley, (1962). Volkanik camın başlangıç hidrolizi ile ph artar ve alkali iyon konsantrasyonu gerçekleşerek montmorillonit oluşur (Hay, 1963). Bu gözenek sularının (Na+K)/H aktivite oranı artar ve sonuç olarak zeolitlerin oluşması için daha uygun bir ortam sağlanır. Bu varsayımlara göre alterasyonun artışı ile yer altı sularının (Na+K)/H oranı muhtemelen artmaktadır. Buna ilâveten (Na+K)/H aktivite oranı derinlikle artmakta ve sonuç olarak analsim ve feldispat oluşmaktadır. Na +1 ve K +1 oranının farklılığı muhtemelen analsim ve feldispat oluşumu ile kontrol edilmektedir. Analsim oluşumunda kimyasal bileşimlerin tek başına sorumlu olduğu var sayılmakla birlikte, diğer faktörler, ph, sıcaklık, basınç, gözenek suyu basıncı, iklim, zaman buna eşit değerde ve hatta daha fazla önemli olabilir. Bu faktörler tuzluluk, ve/veya alkalinite, ilksel volkanik malzemenin bileşimine ve çözünme hızına, taze su getirimlerine bağlı olarak değişmektedir.

13 KOYUNAĞILI NEOFORMASYON MİNERALLERİ 105 İnceleme alanında gözenek sularının tuzluluğu derinliğin artışına bağlı olarak artmaktadır. Gözenek sularının alkalinitesi analsim çökelmesi için gereklidir. Analsim çökelimi için gerekli olan gözenek suyunun jeokimyasal değişikliği, aşağıdaki faktörler ile kontrol edilmektedir: çökelimi gerçekleşir (Walker ve diğerleri, 1978). Gözenek sularının evaporasyonuna bağlı olarak ph konsantrasyonu artar, ve böylece feldispatların çözülmesiyle alkalinite yükselir Na + ile AI + 3 kaynağı analsim çökelimini sağlar. 1. Çevre kayaçlarının (tüf, magmatik, metamorfik ve ofiyolit) mineralojisi ve jeokimyası, 2. Evaporitik iklim şartları, 3. Kapalı hidrografik basenlerde depolanma, 4. Magmatizmaya bağlı olarak normalden yüksek jeotermal gradiyana bağlıdır. Bölgedeki tüflerin diyajenezi ve alterasyonu kar- - maşıktır. Bu süreçlere bağlı olarak kil minerallerinin yanı sıra analsim, karbonatlar ve az oranda feldispat mineralleri havzada bulunmaktadır. Yukarıdaki çözülme reaksiyonunu takiben tuzlu ortamda alkali tuzlar sıvı olarak havzaya doğru yüzey suları vasıtasıyla hareket etmektedir. Daha sonra gömülmeye bağlı olarak sıcaklık ve evaporasyon artması sonucu kalsit çökelmektedir. Gömülme öncesi, tüflerin diyajenezi ile nötr ph'ta, oksidasyon şartlarında kuvars ve K-feldispat

14 106 Selahattin KADİR; Halil BAŞ Sonuç olarak ortam yeteri kadar alkalilerce zenginse, analsim (100 C sıcaklığın altında) aşağıdaki reaksiyona göre çökelmektedir; 2Sİ(OH) 4 + Na + + AI (OH) H 2 O + 2H+ NaAISi 2 O 6 H 2 O Analsim Çalışma sahasında yüzeylenen zeolit mineralleri ile birlikte az miktarda albit ve sanidin mineralleri saptanmıştır. Otijenik mineralleri oluşumu ile depolanma arasında bir ilişkinin varlığı düşünülebilir (Hay, 1966; lijima ve Hay, 1968; Sheppard and Gude, 1968, 1969, 1973; Hay, 1970; Eugster, 1970; Surdam and Parker, 1972; Surdam, 1981). Bu çalışma çözünmüş camın zeolite ve Zeolitin feldispata dönüşümleri yüksek tuzlu alkalin ortamda gerçekleşmiştir. Surdam (1981) analsimin K-feldispata dönüşümünü şu denklemde gösterilmiştir; NaAISi 2 O 6.H 2 O + SiO 2 + K + ==» KAISi 3 O 8 + H 2 O + Na Analsim K-feldispat NaAISi 2 O 6 -H 2 O + SiO 2 = NaAISi 3 O 8 + H 2 O Analsim Albit Tuzlu ortamlar analsimin alkali feldispata dönüşümünde büyük rol oynamaktadır. Gömülme sırasında tuzluluğun artmasıyla analsimin dehidratasyonu ile alkali feldispatlar oluşmakta ve böylece suyun kimyasal aktivitesi düşmektedir (Campbell and Fyfe, 1965; Hay, 1966). Fazla derinde olmayan tüflerdeki zeolitlerden de feldispat oluşabildiği belirtilmiştir (Hay, 1966 ve Sheppard ve Gude, 1968). Wyoming Green River formasyonu tüflerindeki analsimlerden K-feldispat ve albit oluşmuştur (Hay, 1965,1966, lijima ve Hay, 1968). Potasyum feldispat oluşumunu etkileyen diğer faktörler ise K + /H + oranı ve SiO 2 aktivitesidir (Hemley and Jones, 1964; Hess, 1966). Garrels and Hovvard'a (1959) göre potasyum feldispat 25 C, K+/H+ oranı 'dan daha yüksek ortamlarda oluşur. Çalışma sahasında albit ve sanidin minerallerinin dağılımı K + /Na + oranını yansıtmaktadır. Şayet Na + içeren tuzlar kristallenirse K + /Na + oranı yükselmekte ve sonuç olarak sanidin oluşmaktadır. Ancak albitin f kristallenmesinde K + /Na + oranı sani- din lehine dönüşmektedir (lijima ve Hay, 1968). Killik mevkiinde laflinit ve Ne-feldispatın gözlenmesi diğer alanlarda bu minerallerin saptanmaması, Killik mevkiinde bir Na zenginleşmesini göstermektedir. SEM incelemelerinde otijenik olarak oluşan analsim, albit ve sanidin mineralleri özşekilli kristal yapılarına sahiptirler. Çalışma sahasında genellikle amorf malzeme yanında otijenik opal-ct ile az miktarda kuvars mineralleri saptanmıştır. Silisli analsimlerden feldispatların oluşumu göl ortamını kısmen silissiz kılmaktadır. Arta kalan çok az miktardaki SiO 2 kuvars olarak kristallenmiştir. Böylece inceleme alanında kuvars ya çok az veya hiç bulunmamaktadır. Green River formasyon tüflerindeki analsim kompozisyonu üzerindeki çalışmalar göstermiştir ki analsim, otijenik potasyumlu feldispatlarla birlikte olması durumunda daha az silislidir (lijima ve Hay, 1968). Mineralojik ve jeokimyasal çalışmaların sonucunda magnezit + dolomit, dolomit, dolomit + kalsit ve kalsit mineralleri düşey ve yatay yönde mineralojik zonlanma göstermektedir (Şek. 8). Güneyde Hırka formasyonunda ve Killik bölgesi Akpınar formasyonunun alt kesimlerinde magnezitin oluşması Mg ve ph'ın çok yüksek olduğunu, ayrıca havzanın da muhtemelen en derin yerlerini ifade etmektedir. Magnezitin dolomitle birlikte bulunması, magnezit oluşumundan sonra Mg oranının düştüğünü ve kuzeybatıdan beslenen havzanın kalsiyum bakımından uygun düzeye ulaşmasıyla dolomit çökeldiğini göstermektedir. Kuzeyde Mg ve Ca oranlarının zaman zaman mevsimsel olarak değiştiği gözlenmiştir. Orada Ocak çevresinde ise ilk kalsiyumun gelişi ile kalsit çökelmiştir. İnceleme alanının kuzeyinde ph'ın tatlı su beslenmesine bağlı olarak düşmesi ve evaporasyona bağlı olarak artması sonucu dolomit ve kalsit ardışıklı olarak çökelmiştir. SONUÇLAR 1- Beypazarı - Çayırhan havzasının güney kesiminde yer alan Orta-Üst Miyosen yaşlı gölsel çökeller 6 formasyona ayrılmıştır (Çoraklar, Hırka,

15 KOYUNAĞILI NEOFORMASYON MİNERALLERİ 107 Karadoruk, Akpınar, Bozçayır ve Acısu formasyonları). 2- Bu formasyonlar içerisinde sepiyolit, laflinit, analsim, montmorillonit, feldispat, magnezit, dolomit, kalsit, illit, kuvars ve opal-ct neoformasyon mineralleri olarak tespit edilmiştir. 3- Çalışma sahasının orta ve kuzey kesiminde bazik ph koşullarında, Mg ve Si egemen olması sonucu sepiyolit oluşmuştur. 4- Çalışma sahasının orta kesimlerinde Killik mevkiinde Na'un fazlalığına bağlı olarak laflinit oluşumu gözlenmektedir. 5- Yüksek ph'ın varlığı ve Al'un yeterli olduğu koşullarda, daha çok havza kenarlarında montmorillonit oluşmuştur. 6- Ortamda montmorillonitin oluşumundan arta kalan Na analsim oluşumunda kullanılmaktadır. 7- İstiflenmenin alt kesimlerinde (Hırka formasyonunda) magnezit ve dolomit egemenken, üst kesimlerinde (Akpınar, Bozçayır ve Acısu formasyonları) dolomit, kalsit ve bunların ardalanması söz konusudur. 8- Ortamdaki mineraller için esas olan Mg'un, temelli oluşturan ve havzanın güney ve doğusunda yüzeylenen bazik-ultrabazik, metamorfik ve ofiyolitlerden, Na ve K'un ortamdaki tüflerden, Si ve Al'un ise her iki ana gruptan da kaynaklandığı düşünülmektedir. DEĞİNİLEN BELGELER Yayına Verildiği Tarih, 16 Kasım 1995 ATAMAN, G., 1976, Türkiye'de yeni bir analsim olu-, şuğu ve zeolitli serilerle plaka tektoniği arasında muhtemel ilişkiler. H.Ü., Yerbilimleri (2), 9-23, Ankara. BOWN, N.L, ve TUTTLE, O.F., 1962, The system MgO-SiO 2 -H 2 O: Bull. Geol. Soc. Am., 60, CAİLLERE, S., 1951, Sepiolite. İn: G. W. Brindley, X-ray identification and structures of clay minerals: Mineral Soc., London, CAMPBELL, A.S. ve FYFE, W.S., 1965, Analcime - albite eguilibria: American Jour. Sci. 263, ECHLE, W., 1967, Loughlinite (Na-sepiolith) und Analcim in Neogenen Sedimenten Anatoliens: Contr. Mineral. Petrol. 14, ; 1974, Zur mineralogie und petrogeneses jungtertiarer tuffitischer Sedimente im Neogen-Becken nördlich Mihalıççık (Westanatolien, Türkei): N. Jb. Miner. Abh. 121, ; 1978, The transformations sepiolite <=> loughlinite experiments and field Observations: N.Jb. Miner. Abh. 133 (3), EUGSTER, H.P, 1970, Chemistry and origin of the brines of lake Magada, Kenya: Mineralog Soc. America Spec. Pub. 3, FONTES, J.C.; FRİTZ P.; GAUTHİER, J. ve KUL- BİCKİ, G.; 1967, Mineraux argileux, elements traces et compositions isotopigues ( 18 O/ 16 O et 13 C/ 12 C) dans les formations gypsiferes de l'eocene Superieur et dans 1'Oligocene de Cormeilles-en-Parisis: Bull. Cent. Rech. Pau.-SNPA, 1, GALAN, E. ve FERROS, A., 1982, Palygorskite-Sepiolite days of Lebrija. Southern Spain: Clays and Clay Minerals, 30, GARRELS, R.M. ve HOWARD, P.F., 1959, Reactions of feldspar and mica with vvater at low temperature and pressure, in Svvineford: Ada-, ed., Sixth Natl. Conf. On Clays and Clay Minerals: Proc., GÜNDOĞDU, M.N.; TENEKECİ, Ö; ÖNER,; DÜNDAR, A. VE KAYAKIRAN, S., 1985, Beypazarı trona yatağının kil mineralojisi, ön çalışma sonuçları: II. Ulusal Kil Sempozyumu Bilidirileri, H.Ü. (Eds: M. Niyazi Gündoğdu ve Hüsnü Aksoy), , Ankara.

16 108 Selahattin KADİR; Halil BAŞ HARDİE, LA; SMOOTH, J.P. VE EUGSTER, HP., 1978, Saline lakes and their deposits. A Sedimentological approach: In modern and ancient lake sediments: A.Matter, M..E Tucker (Eds.) Blackvvell Sci. Publ. Oxford, HAST, N., 1956, Low-tempreture synthesis of sepiolite: Arkiv Mineral Geol., 9, HAY, R.L., 1963, Stratigraphic and zeolitic diagenesis of the John Day Formation of Oregon: California University. Pubs. Geol. Sci., 42, HAY, R.L, 1965, Pattern of silicate authigenesis in the Green River Formation of VVyoming (abstr.): Geol. Soc. Amer. Spec. Pap. 82, 88 s. --; 1966, Zeolites and zeolitic reactions in Sedimentary rocks: Geol. Soc. Amer. Spec. Paper, 85, 130 s. ; 1970, Silicate reactions in three lithofacies of a semi-arid basın, Olduvai George Tanznia: Mineral. Soc. Amer. Spec. Paper, 3, HELVACI, C.; YILMAZ, H. VE İNCİ, U., 1988, Beypazarı (Ankara) yöresi Neojen tortularının kil mineralleri ve bunların dikey ve yanal dağılımı; Jeoloji Mühendisliği, no , ; İNCİ, U., YAĞMURLU, F. VE YILMAZ, H., 1989, Geologie and Neogene trona deposit of the Beypazarı region: Doğa Bilim Dergisi, 13(2), HEMLEY, J.J., 1962, Alteration Studies in the systems Na 2 O-AI 2 O3-SiO2-H2O and K 2 O- Al2O 3 -SiO2-H 2 O (abs), in Abstract for 1961: Geol: Soc. Amer. Spec., 68, 196 s. ; ve JONES, W.R., 1964, Chemical aspects of hydrothermal alteration with emphasis on hydrogen metasomatism: Econ. Geology, 59, HESS, P.C., 1966, Phase equilibria of some minerals in the K 2 O-Na 2 O-AI 2 O 3 -SiO 2 -H 2 O system at 25 C and 1 atmospher: Am. Jour. Sci., 264, İİJİMA, A.,ve HAY, R.L, 1968, Analcime Composition in the Green River Formation of Wiyoming. American Mineralogist, 53 (1-2), İSPHORDİNG, W.C., 1973, Discussion of the occurrence and origin of Sedimentary Palygorskite-Sepiolite deposits: Clays and Clay Minerals, 21, JONES, B.F., 1986, Clay mineral diagenesis in lacustrine sediments. In Diagenesis VVorkshop: U.S. Geol. Survey Bull., 1578, 18 s. KADİR, S. ve BAŞ, H., 1995, Koyunağılı (Mihalıççık-Eskişehir) sepiyolit oluşumlarının mineralojisi, VII. Ulusal Kil Sempozyumu, Kil' 95 Bildiriler Kitabı (Eds: Mehmet Şener, Ferda Öner ve Erdal Koşun), 19-31, Ankara. KAYAKIRAN, S. ve ÇELİK, E., 1986, Beypazarı trona (doğal soda) yatağının maden jeolojisi raporu: MTA Rap., 8079, (yayımlanmamış), Ankara. MİLTON, C. ve EUGSTER, HP., 1959, Mineral assemblages of the Green River Formation. In. P.H. Abelson, Ed., Researches in Geochemistry, Vol. 1, John Wiley and Sons, Nevv York, MİLLOT, G., 1964, Geologie des Argiles. Masson and Cie, Paris, 510 s. MOİOLA, R.J., 1970, Authigenic zeolites and K-feldspars in the Esmeralda Formation, Nevada: American Mineralogist, 55, MUMPTON, F.A. ve ROY, R., 1958, Nevv data on sepiolite and attapulgite: Clays and Clay minerals, 5, Nat. Acad. Sci. Natl. Res. Con. Rub. 566 s. SHEPPARD, R,A. ve GUDE, AJ., 3rd, 1968, Distribution and genesis of authigenic silicate minerals in tuffs of Pleistocene lake Tacopa, İnyo Country, Califomia: U.S. Geol Survey Prof. Paper, 597, 38 s.

17 KOYUNAĞILI NEOFORMASYON MİNERALLERİ ; ve, 3rd, 1969, Diagenesis of tuffs in the Barstovv formation, Mud Hills, San Sarnardino Country, Califomia: U.S. Geol. Survey Prof. Paper, 634, 35 s. ; ve, 3rd, 1973, Zeolites and associated authigenic silicate minerals in tuffaceous rocks of the Big Sandy Formation, Mohave Country. Arizona: U.S. Geol. Survey Prof. Paper, 830, 36 s. SİNGER, A. ve GALAN, E., 1984, Palygorskite- Sepiyolite Occurences, Genesis and Uses. Developments in Sedimentology, 352 s. SİYAKO, F., 1982, Eskişehir-Mihalıççık-Koyunağlı linyit kömürü sahası jeoloji raporu: MTA, Rap., 7111, (yayımlanmamış), Ankara ; 1983, Beypazarı (Ankara) kömürlü Neojen havzası ve çevresinin jeoloji raporu. MTA. Rap., 7431, (yayımlanmamış), Ankara. STARKEY, H.C. ve BLACKMON, P.D., 1979, Clay mineralogy of Pleistocene lake Tacopa, İnyo County, Califomia: U.S. Geological Survey Prof. Paper, 1061, 34 s. ; ve, 1984, Sepiolite in Pleistocene lake Takopa, Inyo County, Califomia: Paligorskite-Sepiyolite Occurrence, Genesis and Uses, A. Singer and E. Galan (Ed.), ; ve PARER, R.B., 1972, Authigenic aluminosilicate minerals in the tuffaceous rocks of Green River Formation, VVyoming: Geol. Soc. Amer. Bull., 83, ŞENER, F., 1981, Ankara-Beypazarı soda aramaları ön etüt raporu, MTA, Rap., 6926, (yayımlanmamış), Ankara. TENEKECİ, Ö.; KAYAKIRAN, S. VE ÇELİK, E., 1983, Ankara-Beypazarı trona yatağı ara değerlendirme raporu, MTA, Rap., 7431, (yayımlanmamış) Ankara. VELDE, B., 1985, Clay Minerals, A physico-chemical exploration of their occurrence: Developments in Sedimentology, 40, 427 s. VVALKER, T.R.; VVAUGH, B. ve CRONE, AJ., 1978, Diagenesis in first cycle desert alluvium of Cenozoic age, Southvvestern United States and Northvvestern Mexico: Bulletin of the Geological Society of America, 89, VVEAVER, C.E. ve BECK, K.C., 1977, Miocene of the S.E. United States: A model for chemical sedimentation in a peri-marine environment. Sedimentary Geology, 17, VVOLLAST, R.; MACKENZİE, F. ve BRİCKER, O., 1968, Experimental precipitation and genesis of sepiolite at earth-surface conditions: American Mineralogist, 53, SURDAM, R.C., 1981, Zeolites in closed hydrologis systems: Revievvs in Mineralogy, 4,