ANKARA ÜNĐVERSĐTESĐ FENBĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ YÜKSEK LĐSANS TEZĐ. Berk UĞUR

Transkript

1 ANKARA ÜNĐVERSĐTESĐ FENBĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ YÜKSEK LĐSANS TEZĐ ÇANKIRI YENĐCE KÖMÜR HAVZASININ JEOLOJĐSĐ VE DEPOLANMA ORTAMININ ÖZELLĐKLERĐ Berk UĞUR JEOLOJĐ MÜHENDĐSLĐĞĐ ANABĐLĐM DALI ANKARA 2012 Her Hakkı Saklıdır

2 ÖZET Yüksek Lisans Tezi ÇANKIRI YENĐCE KÖMÜR HAVZASININ JEOLOJĐSĐ VE DEPOLANMA ORTAMININ ÖZELLĐKLERĐ Berk UĞUR Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Gültekin KAVUŞAN Bu tez çalışmasında Çankırı ili Orta ilçesi Yenice köyü çevresindeki linyit yatağı incelenmiştir. Bölgede Kretase yaşlı Eldivan ofiyolitleri, Triyas yaşlı Ankara grubu olarak bilinen metakumtaşları ve metakiltaşları kömürleşmenin geliştiği neojen havzasının temelini oluşturmaktadır. Basende Tesiyer yaşlı üst Oligosen-Miyosen yaşlı Kumartaş formasyonu ve üzerine gelen alt-üst Miyosen aralığında çökelmiş olan Hançılı formasyonu çökelmiştir. Hançılı formasyonu geniş alanlara yayılmakta olup çalışma alanında ise dar bir alanda sıkışıp kalmıştır ve üzeri Özlü ve Hüyük volkanitlerince örtülmüştür. Bu örtü altında kalan Hançılı formasyonun içinde ufak bir kömür mostrası Yenice köyde gözlenmiş ve bölgenin jeolojisi incelenerek Yenice kömürlerinin yayılımının araştırılması yapılmıştır. Kömür yatağı kalınlığı 0, m arasında değişen bir alt damar ile 1,50-4,50 m arasında değişen bir üst damardan oluşmuştur. Kömürlerin orjinal bazda alt damar için nem içeriği ortalaması %20,63, kül içeriği ortalaması %37,63, alt ısıl değer ortalaması 2110 kcal/kg ve üst ısıl değer ortalaması 2369 kcal/kg; üst damar için yine orjinal bazda ortalama nem içeriği %19,34, kül içeriği ortalaması %28,83 alt ısıl değer ortalaması 2711 kcal/kg, üst ısıl değer ortalaması 3663 kcal/kg olarak saptanmıştır. Kömürlerin toplam kükürt içerikleri orjinal bazda ortalama olarak %3,79 olup kömürler kükürtçe zengin kömürlerdir. Çankırı Yenice Kömürleri hüminitçe zengin kömürler olup Diesel diyagramlarından kömürleşme ortamının alt damar için sulu sazlık-kamışlık ve çok azda su içi çökelim ortamında, üst damar içinde çok az ağaçlıklı ve bodur çalı bulunan, daha ziyade sazlık-kamışlık ve kısmende su içi çökelim fasiyesinde gelişmiş bir bataklık ortamını karakterize ettikleri saptanmıştır. Mart 2012, 111 sayfa Anahtar Kelimeler: Çankırı, Orta, Yenice, kömür, linyit, kömür petrografisi, termik santral i

3 ABSTRACT Master Thesis GEOLOGY OF ÇANKIRI-YENĐCE COAL BASIN AND CHARACTERISTICS OF DEPOSITIONAL ENVIRONMENT Berk UĞUR Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geological Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Gültekin KAVUŞAN This study was aimed to examine the geology of lignite bearing basin in Çankırı. In this area Eldivan Cretaceous ophiolites and the meta-sandstone, meta-clay which are known as group of Ankara in Triassic age. The Kumartaş formation of Oligocene Early Miocene aged is settled on the basement. The Hançılı formation is deposited on the Kumartaş formation an aged from Miocene. The Hançılı formation is also covered by Özlü and Hüyük volcanics. The lignite zone is consist two coal seams, the thicknesses of the lower and upper coal seams varies between 0,6-3,2 m and the 1,5 4,5 m respectively. The lower coal seam has contents on average 20,63% moisture, 37,63% ash on original coal basis, and has net gross calorific values at 2110 and 2369 kcal/kg, respectively. The upper coal seam has contents on average 19,34% moisture, 28,83% ash on original coal basis, has net gross calorific values at 2711 and 3663 kcal/kg, respectively. Both of lignite seams are rich in total sulphur and average content is 3,79%, on original basis. By using the Diesel diagrams could be determine that coal area characterizes an improved environment in the marsh and wet sedge-reeds for lower coal seam and a very little pond in the sedimentation environment. Also, for the upper coal seam that the Diesel diagrams shows determination that upper coal seam depositional area characterizes an improved environment in the marsh and consisting of a little part of woody area, brier patch, especially sedge-reeds and partially developed in sedimentation facies. March 2012, 111 pages Key Words: Çankırı, Orta, Yenice, coal, lignite, coal petrography, thermal plant ii

4 TEŞEKKÜR Çalışmalarımı yönlendiren, araştırmalarımın her aşamasında bilgi, öneri ve yardımları ile katkıda bulunan danışman hocam sayın Doç. Dr. Gültekin KAVUŞAN a, çalışmalarım süresince maddi manevi desteklerini esirgemeyen Jeoloji Yük. Müh. Rahmi NARĐN e, Jeoloji Müh. Fermani KĐLĐT e, Jeoloji Müh. Baki Yıldız a ve çalışmalarım süresince birçok fedakarlıklar göstererek beni destekleyen annem babam ve eşime en derin duygularla teşekkür ederim. Berk UĞUR Ankara, Mart 2012 iii

5 ĐÇĐNDEKĐLER ÖZET... i ABSTRACT... TEŞEKKÜR ii iii KISALTMALAR DĐZĐNĐ... vii ŞEKĐLLER DĐZĐNĐ... viii ÇĐZELGELER DĐZĐNĐ... xi 1. GĐRĐŞ Đnceleme Alanı Önceki Çalışmalar Çalışmanın Amacı ÇALIŞMA YÖNTEMLERĐ Arazi Çalışmaları Laboratuvar Çalışmaları Petrografik analizler Kömür analizleri Kimyasal analizler Kömür petrografisi analizleri ÇALIŞMA ALANININ JEOLOJĐSĐ Stratigrafi Miyosen öncesi kayaçlar Ankara grubu kayaçları Eldivan ofiyolitleri Miyosen çökelleri Kumartaş formasyonu Hançılı formasyonu Hüyükköy formasyonu Özlü formasyonu Pliyosen kayaçları Aydos Bazaltı iv

6 Orta formasyonu Pliyosen sonrası kayaçları Alüvyonlar Yapısal Jeoloji Faylar Normal faylar Bindirme fayları Yırtılma fayları Bölgedeki fayların kömür açısından önemi Paleocaoğrafya KÖMÜR JEOLOJĐSĐ Kömür Mostraları Kömür Sondajları ve Kömür Stampları Kömür Damarının Yayılımı ve Özellikleri KÖMÜRLERĐN KĐMYASAL ANALĐZLERĐ Kömür Örneklerinin Seçimi Alt damar örnekleri seçimi Üst damar örnekleri seçimi Kimyasal Analiz Örneklerinin Hazırlanması Proksimate (kaba) Analizler Nem analizleri Kaba (Yüzey) nemi tayini Higroskopik (bünye) nemi tayini Toplam nem tayini Nem analizlerinin değerlendirilmesi Kül analizleri Kül analizlerin değerlendirilmesi Uçucu madde analizleri Uçucu madde analizlerinin değerlendirilmesi Kükürt analizleri Kükürt içeriklerinin değerlendirilmesi Isıl değer analizleri v

7 Isıl değer sonuçlarının değerlendirilmesi Kimyasal Analiz Sonuçlarının Değerlendirilmesi KÖMÜRLERĐN PETROGRAFĐK ÖZELLĐKLERĐ Kömürlerin Petrografik Bileşenleri Kömür Örneklerinin Seçimi Kömür Petrografisi Örneklerinin Hazırlanması Kömür Petrografisi Optik Mikroskop Çalışmaları Maseral Analiz Sonuçları Kömürlerin Ortamsal Özellikleri ve Fasiyes Analizleri SONUÇ ve DEĞERLENDĐRME KAYNAKLAR 106 ÖZGEÇMĐŞ 111 vi

8 KISALTMALAR DĐZĐNĐ ASTM B C D DIN G GB GD GGD H hkb HGMS ISO K KB KKB KD km 2 m MAT MTA N o.b. S SJ TEP TS U.M. American Society for Testing and Materials Batı Karbon Doğu Deutsches Institut für Normung Güney Güney Batı Güney Doğu Güney-Güney Doğu Hidrojen Havada Kuru Baz High Gradient Magnetic Separation International Organization for Standardization Kuzey Kuzey Batı Kuzey-Kuzey Batı Kuzey Doğu Kilometrekare Metre Maden Analizleri ve Teknolojisi Maden Tetkik Arama Azot Orjinal Baz Kükürt Sondaj Ton Eşdeğer Petrol Türk Standartları Uçucu Madde vii

9 ŞEKĐLLER DĐZĐNĐ Şekil 1.1 Çalışma alanı yer bulduru haritası (Google Maps 2011b)... 6 Şekil 1.2 Çalışma alanı uydu görüntüsü (Google Maps 2011b).. 7 Şekil 2.1 Kömür örneklemesi yapılan bazı sondajların makropetrografik stampları ve örnek alım seviyeleri 13 Şekil 3.1 Önceki jeolojik çalışmaları özetleyen stratigrafik kolon kesitlerin birbirlerine göre karşılaştırılması.. 17 Şekil 3.2 Çalışma alanına ait genelleştirilmiş stratigrafik kolon kesit (Akyürek vd. (1980) den alınarak revize edilmiştir). 19 Şekil 3.3 Çalışma alanına ait jeoloji haritası (Akay (1987) den alınarak revize edilmiştir).. 20 Şekil 3.4 GD-KB doğrultusunda çizilmiş olan A-A kesiti Şekil 3.5 GB-KD doğrultusunda çizilmiş olan B-B kesiti Şekil 3.6 Yenice köyün güneyinde gözlenen Eldivan ofiyolitleri içerisindeki kireçtaşı bloğu Şekil 3.7 Yenice Köy batısında bulunan ofiyolitlerin Hançılı formasyonu ile olan kontağı Şekil 3.8 Yenice Köy batısındaki Hancılı formasyonu, Hüyükköy formasyonu ve ofiyolitlerin sınırı.. 23 Şekil 3.9 Yenice köyün batı ve kuzey batı yönünde yüzeylenen Hançılı formasyonundan genel görünüş Şekil 3.10 Hançılı formasyonu yeşil-gri renkli marn ve kahverenkli bitümlü marn seviyeleri Şekil 3.11 Yenice Köyü Batısında Hançılı formasyonu üzerinde tüf-tüfit aglomera ardalanması şeklinde yüzeylenen Hüyükköy formasyonu.. 31 Şekil 3.12 Hüyükköy formasyonunda bulunan kaolenize olmuş altere tüfler.. 32 Şekil 3.13 Hüyükköy kuzeyindeki Özlü volkanitlerinden genel görünüm Şekil 3.14 Yer yer köşeli çakılar içeren Özlü formasyonu aglomeraları Şekil 3.15 Özlü bazaltları polarizan mikroskop görüntüleri Şekil3.16 Özlü andezitleri polarizan mikroskop görüntüleri Şekil 3.17 Aydos bazaltları bazaltik lav akıntıları viii

10 Şekil 3.18 Aydos bazaltları polarizan mikroskop görüntüleri Şekil 4.1 Yenice köyün kuzeyinde terkedilmiş açık ocak grimsi yeşil, ve laminalı kömür üstü marnlar.. 45 Şekil 4.2 Çankırı Orta Yenice kömürlerinin D-B doğrultulu yataklanması. 46 Şekil 4.3 Çankırı Orta Yenice kömürlerinin B-D doğrultulu yataklanması Şekil 4.4 Çankırı Orta Yenice kömürlerinin G-K doğrultulu yataklanması. 46 Şekil 4.5 Çankırı Orta Yenice kömürlerinin K-G doğrultulu yataklanması 46 Şekil 4.6 Bazı sondajların kömür zonuna ait damar kalınlık değişimleri Şekil 4.7 Đşletilebilir alt ve üst kömür damarları kalınlık dağılım haritası Şekil 5.1. Kömürlerde analizler ve kömürlerin baz kavramı (Ward (1984) ten türkçeleştirilerek alınmıştır) Şekil 5.2 Laboratuvarda numunelerin analiz akış şeması Şekil 5.3 Alt ve üst damar kömürlerinin nem türlerine göre değerlerinin karşılaştırılması. 61 Şekil 5.4 Alt ve üst damar kömürlerinin ortalama kül değerlerinin bazlara göre dağılımı Şekil 5.5 Yenice kömürlerinin alt ve üst damar uçucu madde oranlarının karşılaştırılması (% değer) Şekil 5.6 Yenice alt ve üst damarlarının Toplam -S içeriklerinin grafik olarak gösterilmesi (% değer) Şekil 5.7 Alt ve üst kömür damarlarının orijinal bazda ısıl değerlerinin karşılaştırılması Şekil 5.8 Alt ve üst kömür damarlarının havada kuru bazda ısıl değerlerinin karşılaştırılması Şekil 5.9 Çankırı-Yenice üst ve alt kömür örneklerine ait karşılaştırmalı analiz değer ortalamaları (ob, % değer) Şekil 5.10 Çankırı Yenice üst ve alt kömür örneklerine ait karşılaştırmalı analiz değer ortalamaları (hkb, % değer) Şekil 5.11 Çankırı Yenice kömürlerine ait kükürt türü dağılımları (% değer Kavusan 2009) Şekil 6.1 Yenice kömürleri BG-8A no.lu örnekte gözlenen ulminit (ul), karbominerit (km), fromboidal pirit (fp), fotoğraf boyutu 270x340 µm 91 ix

11 Şekil 6.2 Yenice kömürleri BG-6A no.lu örnekte gözlenen karbominerit (km), fromboidal pirit (fp), atrinit (at), gelinit (gl), fotoğraf boyutu 270x340 µm Şekil 6.3 Yenice kömürleri BG-12A no.lu örnekte gözlenen karbomineritler (km), karbosilisit (ks)-(kuvars tanesi+kil), karbopirit (kp)-(idiomorf pirit) fotoğraf boyutu 270x340 µm Şekil 6.4 Yenice kömürleri BG-11A no.lu örnekte gözlenen gelinit (gl) makrinit (mk), idiomorf pirit (ip), fromboidal pirit (fp) fotoğraf boyutu 270x340 µm. 92 Şekil 6.5 a-b Yenice kömürleri BG-19U no.lu örnekte gözlenen çatlak dolgusu ve fromboidal piritler (fp), gelinit (gl) fotoğraf boyutu 270x340 µm Şekil 6.6 Yenice kömürleri BG-14U no.lu örnekte gözlenen gelinit (gl), kütinit (kt) fotoğraf boyutu 270x340 µm 94 Şekil 6.7 Yenice kömürleri BG-5U no.lu örnekte gözlenen gelinit (gl), fromboidal pirit (fp), kütinit (kt), sporinit (sp) fotoğraf boyutu 270x340 µm 94 Şekil 6.8 Yenice kömürleri BG-6U no.lu örnekte gözlenen ulminit (ul), gelinit (gl), idiomorf pirit (ip) fotoğraf boyutu 270x340 µm.. 95 Şekil 6.9 Yenice kömürleri BG-20U no.lu örnekte gözlenen gelinit (gl), ulminit (ul), sporinit (sp), idiomorf pirit (ip) fotoğraf boyutu 270x340 µm. 95 Şekil 6.10 Yenice kömürleri BG-22U no.lu örnekte gözlenen densinit (ds), fromboidal pirit (fp), kütinit (kt), sporinit (sp) fotoğraf boyutu 270x340 µm Şekil 6.11 Alt kömür damarına ait maseral dağılımları 97 Şekil 6.12 Üst kömür damarına ait maseral dağılımları Şekil 6.13 Alt kömür damarı pirit türleri dağılımı Şekil 6.14 Üst kömür damarı pirit türleri dağılımı Şekil 6.15 Diesel (1986) tarafından geliştirilmiş olan jelleşme indeksi (GI) ve doku koruma indeksi (TPI) formülleri Şekil 6.16 Diesel doku koruma indisi diyagramı Şekil 6.17 Yenice kömürlerinin paleobataklık ortamının modellemesi Şekil 6.18 Kömür oluşturan bataklıkların fasiyesleri (Teichmüller (1962) den değiştirilerek alınmıştır) x

12 ÇĐZELGELER DĐZĐNĐ Çizelge 1.1 Türkiye yıllara göre santral kurulu gücü (Anonim 2010a)... 3 Çizelge 1.2 Çankırı-Yenice kömürleri rezerv durumu... 4 Çizelge 5.1 Alt kömür damarı kimyasal analiz örneklemesi ve kömür damarı bazında litolojik determinasyonları Çizelge 5.2 Üst kömür damarı kimyasal analiz örneklemesi ve kömür damarı bazında litolojik determinasyonları Çizelge 5.3 Alt kömür damarına ait nem analizleri Çizelge 5.4 Üst kömür damarına ait nem analizleri 60 Çizelge 5.5 Alt kömür damarına ait kül analizleri. 62 Çizelge 5.6 Üst kömür damarına ait kül analizleri. 63 Çizelge 5.7 Alt kömür damarına ait uçucu madde analizleri. 65 Çizelge 5.8 Üst kömür damarına ait uçucu madde analizleri 66 Çizelge 5.9 Alt kömür damarına ait kükürt analizleri 68 Çizelge 5.10 Üst kömür damarına ait kükürt analizleri.. 69 Çizelge 5.11 Yenice kömürlerine ait kükürt türü içerikleri analiz değerleri (Kavuşan, 2009) Çizelge 5.12 Çeşitli kömürlerden yüksek alan şiddetli manyetik ayırma yöntemi ile piritik kükürdün uzaklaştırılması Çizelge 5.13 Alt kömür damarına ait ısıl değer analizleri.. 74 Çizelge 5.14 Üst kömür damarına ait ısıl değer analiz değerleri Çizelge 6.1 Linyit ve alt bitümlü kömürlerde maseral grupları, maseral alt grupları, maseraller ve maseral tipleri (Stach et al. 1982).. 81 Çizelge 6.2. Alt damar kömür petrografisi örnekleme tablosu Çizelge 6.3. Üst damar kömür petrografisi örnekleme tablosu.. 85 Çizelge 6.4 Yenice alt damar kömürlerine ait modal analiz değerleri 86 Çizelge 6.5 Yenice üst damar kömürlerine ait modal analiz değerleri Çizelge 6.6 Yenice alt damar kömürlerine ait maseral yüzdesi dağılımları Çizelge 6.7 Yenice üst damar kömürlerine ait maseral yüzdesi dağılımları xi

13 1. GĐRĐŞ Mevcut yüzyılın getirdiği en büyük gereksinim olan enerji ihtiyacı giderek artmaktadır. Gelişmekte olan ve G-20 ülkeleri arasında yer alan ülkemizin doğru enerji politikalarını benimseyip hızlı bir şekilde uygulamaya geçirmesi gerekmektedir. Ülkemizin taşkömürü, linyit, bitümlü şist, petrol, doğal gaz gibi fosil kaynak rezervleri uranyum ve toryum gibi radyoaktif kaynak rezervleri ile hidrolik enerji, jeotermal enerji, güneş enerjisi, dalga enerjisi gibi tükenmez kaynaklı potansiyelleri bulunmaktadır. Ülkemizde, dünyada halen yoğun olarak kullanılan fosil kaynakların, özellikle akışkan fosil kaynaklar olan petrol ve doğalgazın rezervleri yeterli düzeyde değildir. Ülkemizin kömür, jeotermal ve hidrolik enerji rezervi ve potansiyeli ise dünya kaynak varlığının %1 i civarındadır (Güner ve Albostan 2007). Türkiye de kurulu güç gelişimi incelendiğinde, 1985 yılından itibaren yılda ortalama MW ilave kapasitenin devreye girdiği görülmektedir. Yeni yatırımlar kaynakları itibariyle incelendiğinde yılları arası hidroelektrik yatırım dönemi, yılları arası da doğal gaz yatırım dönemi olarak sınıflandırılabilmektedir. Yakıt tipi bazında kurulu güç gelişimi detaylı incelendiğinde, özellikle doğalgaz yatırımlarının son dönemde artış gösterdiği görülmektedir. Taşkömürü kurulu gücünde 2003, 2005 ve 2009 yıllarında; yerli linyitte ise ile yılları arasında önemli artışlar yaşanmıştır. Hidroelektrik santraller ise yoğun olarak inşa edildikleri döneminin ardından 2000 yılından itibaren tekrar yatırım odağı haline gelmişlerdir (Anonim 2010). Kaynaklar açısından bakıldığında, 2009 yılı itibariyle, toplam elektrik üretiminin %48.6 sı doğalgazdan, %21.7 si yerli kömürden, %18.5 i hidrolik kaynaklardan, %6.6 sı ithal kömürden, %3.4 ü sıvı yakıtlardan, %0.76 sı rüzgardan ve %0.34 ü jeotermal ve biyogazdan sağlanmıştır (Anonim 2010a). Bu durumdan da görüldüğü gibi 1

14 ülkemizde tüketilen enerjide ağırlıklı olarak petrol ve doğalgaz a bağımlılık söz konusundur. Ülkemiz ithalatının yaklaşık üçte birini ihtiyaç duyduğu enerjiye ödemektedir. Ülkemiz sürdürülebilir kalkınma hedefini gerçekleştirebilmesi için bu tablonun değişmesi gerekmektedir. Yerli ve yenilenebilir kaynakların tamamının hızlı bir şekilde devreye sokularak ülkemizin enerjide dışarıya bağımlılığının azaltılması (özellikle doğalgaz miktarının azaltılması) çözümlenmesi gereken en önemli sorunlardan birisidir. Bu nedenle gelişmekte olan ülkelerin önüne iki seçenek çıkmaktadır. Bunlardan birincisi; kötü kaliteli ve maliyeti yüksekte olsa mevcut yerli kaynakların kullanılması, ikincisi ise dünyada var olan iyi kaliteli enerji ham maddelerin ithal yolu ile sağlamaktır. Burada ortaya çıkan sorun, yeterli finansmanın nereden sağlanacağı ve bu finans kaynağının uzun vadede ülkeye getireceği yükün planlanması gerekmektedir. Zira istatistikler, enerji hammadde fiyatlarının, kriz dönemlerindeki anormal artışlarının dışında sürekli artması eğiliminde olduğunu göstermektedir. Türkiye enerji talebini 2020 yılında 300 milyon TEP e (ton eşdeğer petrol) yükseleceği otoritelerce tahmin edilmektedir. Bu durumda enerji hammaddesi ithalatı 228 milyon TEP düzeyine ulaşacaktır. Enerjide bu ölçüde dışa bağımlı bir ülke düşünülmeyeceğin den, ülkenin en güvenilir enerji hammaddesi olan kömür rezervleri ileri bir programla artırılmalı ve enerji üretiminde yerli kömür payının %50 düzeyine yükseltilmesi için gerekli planlamalar yapılmalıdır (Güner ve Albostan 2007). Dünya linyit rezervinin %2 si Türkiye de bulunmakta olup, dünya linyit üretiminin %8 i Türkiye de yapılmaktadır. Dünya fosil kaynaklardan petrolün 42 yıllık, doğalgazın 65 yıllık, kömürün 230 yıllık bir ömüre sahip olduğu ve kömürün öneminin devam edeceği anlaşılmaktadır (Anonim 2004). 2

15 Çizelge 1.1 Türkiye yıllara göre kurulu santral gücü (Anonim 2010a) YILLAR TERMĐK JEOTERMAL - ARTIŞ HĐDROLĐK TOPLAM RUZGAR % ,8 6764,3 17, ,6 3, ,8 7113,8 17, ,1 5, ,9 8378,7 17, ,1 8, ,4 9681,7 17, ,6 8, ,7 9864,6 17, ,8 2, ,0 9862,8 17, ,3 0, ,1 9934,8 17, ,4 1, , ,6 17, ,9 3, , ,5 26, ,0 6, , ,2 26, ,3 11, , ,2 36, ,1 4, , ,9 36, ,4 3, , ,9 36, ,8 12, , ,7 33, ,0 11, , ,4 33, ,0 3, , ,1 35, ,5 5, , ,7 81, ,8 4, , ,9 169, ,7 0, , ,7 393, ,2 2, , ,3 868, ,2 7,0 Çankırı Yenice kömür havzası özel bir şirket tarafından bulunarak geliştirilmiş bakir bir sahadır ve daha önceden hiçbir çalışma yapılmamıştır. Tez kapsamında incelenen bu kömür havzasının stratigrafik istifi, kömürlerin kimyasal ve petrografik özellikleri belirlenmiş, oluşum ortamı ve ekonomik potansiyeli ortaya konulmuştur. 3

16 Kavuşan (2009) tarafından Çankırı-Yenice kömürlerinde yapılan sondajlara göre açık ve kapalı ocak olanakları göz önünde bulundurularak rezervleri hesaplanmıştır. Kullanılan metotlara göre bölgenin rezerv durumu çizelge 1.2 de verilmiştir. Çizelge 1.2 Çankırı-Yenice kömürleri rezerv durumu Özellikler Değer Toplam kömürlü alan (Km 2 ) 12,5 Poligon Yöntemi (ton) 53,3 Đzopak Yöntemi (ton) 50,5 1.1 Đnceleme Alanı Orta Anadolu'nun kuzeyinde, Kızılırmak ile Batı Karadeniz ana havzaları arasında yer alan Çankırı, 40 30' ve 41º kuzey enlemleri ile 32 30' ve 34º doğu boylamları arasında yer almaktadır. Đlin komşuları batıda Bolu, kuzeybatıda Karabük, kuzeyde Kastamonu, doğuda Çorum ve güneyde Ankara ile Kırıkkale'dir. Denizden yüksekliği 723 m olup, ülke topraklarının 94'lük bölümünü oluşturan toplam 7388 km² olan bir alana sahiptir. Toplam yüzölçümü 513 km² olan Orta ilçesinin kuzeyini Çerkeş, Atkaracalar ve Kurşunlu ilçeleri çevirmektedir. Doğusunda yine Kurşunlu ve Şabanözü ilçesinin bir bölümü, güneyinde Şabanözü ve Ankara ile batısında Çerkeş ve Ankara vardır. Đlçenin Çankırı' ya olan uzaklığı 70 km dir. Đnceleme alanı içerisinde yer alan yerleşim birimleri Elmalı, Bulduk, Akçaören, Çerçi köyleri, Hüyükköy, Yeniceköy, ve Sakarcaörendir (Şekil 1.1). Kömür sahasının karayolu olarak bazı önemli yerlere uzaklıkları ise; Şabanözü ne 18 km, Orta ya 6 km, Eldivan a 40 km, Çankırı ya 55 km, Çubuk a 62 km, Ankara ya 104 km dir. Bölge güneyde engebeli, kuzeyde ise nispeten daha az engebeli ve yer yer düzlüklerden oluşan topografyaya sahiptir. Topografik yükselim güneyden kuzeye doğru artmaktadır. Başlıca yükseltileri; Đntepe (1433), Çattan T. (1353), Boztepe (1381), Ömerkoyun T. 4

17 (1356), Gölcük T. (1302), Sevininkale T. (1519), Kırınlıyas T. (1395) Görüklü T. (1482), Porsukini T. (1537), Kaşkaya T. (1580), Çatak T. (1503), Karagüz T. (1571), Çingeneninderesi T. (1536) Posinlerardı T. (1498), Balıklar T. (1693) Büyükgüney T. (1479) Çatak T. (1572) dir. Bölge genellikle kurak yapıda olduğu için dereler yağış zamanlarına göre mevsimlik oluşmaktadır. Sahanın en önemli akarsuları kuzeyde Karapınar deresi güneyde ise Çekük deresidir. Karadeniz iklim kuşağından Đç Anadolu Bölgesine özgü kara iklimine geçiş kuşağında yer almasına rağmen Çankırı'da genellikle Đç Anadolu'ya özgü iklim hüküm sürmektedir. Đldeki bitki örtüsünün üst florasını oluşturan iğne yapraklı ağaçlar, özellikle de karaçam, sarıçam, ardıç, meşe, ladin ve köknar gibi orman ağaçlarıyla ahlat ve kızılcık ağaçlarıdır. Bitki örtüsünün alt florasında ise hububat, yemlik ve yemeklik baklagiller ile ayrıkotu, devedikeni ve yumak gibi bitkiler bulunmaktadır. Ayrıca akarsular boyunca söğüt ve kavak ağaçları ile zengin meyve bahçelerine de rastlanmaktadır. 5

18 Ölçeksizdir Çalışma Alanı Şekil 1.1 Çalışma alanı yer buldur haritası Ölçek: 0 4 km. 8 km. Şekil 1.1 Çalışma alanı yer bulduru haritası (Google Maps 2011a) 6

19 Ölçeksizdir Şekil 1.2 Çalışma alanı uydu görüntüsü (Google Maps 2011b) 1.2 Önceki Çalışmalar Đncelenen alan ve çevresinde, konunun anlaşılmasında yardımcı olacak bazı jeolojik ve kömür jeolojisine yönelik çalışmalar aşağıda özetlenmiştir. Şenalp (1974), Çankırı-Çorum Havzası nın güneyinde, Sungurlu ve dolayında yaptığı çalışmasında; büyük bir bölümünü karasal fasiyesteki formasyonların kapladığı ve havzanın en azından Erken Kretase nin başından Orta Eosen e kadar geçen süre içinde dar ve derin bir okyanusal havza karakterinde olduğuna işaret etmiştir. Birgili vd. (1975) tarafından bölgede jeolojik haritalar yapılarak petrollü olabilecek alanlar belirlenmiştir. Çankırı-Çorum Havzası ndaki tüm birimlerin yaşı Üst Paleosen- Pleistosen aralığında ve birbirinden 2 açısal uyumsuzlukla ayrılan 3 temel sedimantasyon birimi bulunmaktadır. Bu sedimantasyon birimleri; Üst Paleosen-Üst Eosen denizel birimleri, Erken-Geç Miyosen gölsel birimleri, Geç Miyosen-Pleyistosen flüvyalleri olarak tanımlanmıştır. 7

20 Has vd. (1977) tarafından yapılan çalışmalarda, Orta sahasında volkanik ve piroklastik kayaçlar içindeki bir sedimanter havzada, düşük kaliteli linyit bantlarıyla aratabakalı, kaolence zengin kil tabakaları bulunduğunu ortaya koymuştur. Bu killer, Orta ilçesi merkez olmak üzere Kalfat, Kırsakal, Sakarcaören, Bastak, Hasanhacı, Büğdüz ve Kanlıca köyleri arasındaki alanda alüvyon tabakası ile örtülüdür. Kömürlü formasyona temel olan kayaçlar ise alt Mesozoyik yaşlı kireçtaşı ve Miyosen yaşlı andezitik piroklastik, andezitik bazaltik lav ve tüflerin olduğunu belirlemiştir. Akyürek vd. (1980), bölgenin stratigrafik ve tektonik durumunu aydınlatmak amacıyla ayrıntılı jeolojik çalışmalar yapmış bölgedeki formasyonları detaylı bir şekilde incelemişler ve bölgenin paleocoğrafik evrimine ışık tutmuşlardır. Turgut ve Altınay (1981) tarafından bölgedeki linyitli mostraların ve killerin etüdü yapılmış, Çankırı havzasında linyit damarı içeren kaolinitik ve bentonitik kil oluşumlarına Kretase flişinde, Miyosen ve Pliyosen yaşlı tüfler içinde rastlandığını ve orta sahası killerinin de son grup içerisinde yer aldığını ortaya koymuşlardır. Siyako (1987), bölgedeki kömür oluşumlarını incelemiş ve sondaj önerilerinde bulunmuştur. Kömür jeolojisi bölümünde volkanitlerde ki kömürleşmeyi ve kömürü mostralarını, göl-akarsu çökellerindeki kömürleşmeyi ve kömür mostralarını ayrı ayrı incelemiştir. Türkecan vd. (1991), Çankırı Orta-Kurşunlu arası bölgenin jeolojisi ve volkanik kayaçların petrolojisi üzerine çalışmış, Bölgedeki formasyonlardan aldıkları örneklerden palinolojik ve makromemeli çalışmaları ile yaş tayini yapmışlardır. Türkmenoğlu vd. (1991) tarafından Çankırı orta bölgesindeki killerin jeolojisini belirtmek ve oluşum ortamını incelemek amacıyla çalışmalar yapılmış olup kil yataklarının Pliyosende bataklık göl ortamında taşınan kilin zamanla göl sularının etkisi sonucu kaolinleşmesiyle oluştuğu ortaya konmuştur. 8

21 Tüysüz ve Dellaloğlu (1992) tarafından Çankırı Havzası nda Kırşehir, Karakaya, Sakarya, Kalecik, Đskilip ve Çankırı birlikleri adları altında altı tektonik birlik tanımlanmıştır. Đçel (1993), Çankırı Orta kömürünün özelliklerini vermiş ve daha önce sahada yapılmış sondajları değerlendirmiştir. Sondajlara dayanılarak yapılan rezerv hesaplamalarında kullanılan kriterlere de raporunda yer vermiştir. Tüysüz ve Dellaloğlu (1994), Orta Anadolu da Çankırı Havzası ve çevresinin Erken Tersiyer deki paleocoğrafik evriminin Neotetis Okyanusu nun kapanmasını sağlayan ve bu kapanmadan sonrada devam eden sıkışma rejimi tarafından kontrol edildiğini ileri sürmüşlerdir. Karadenizli (1999), Çankırı-Çorum Havzası nda orta Eosen-Miyosen aralığında çökelmiş istiflerde gözlenen farklılıkların, havzanın KD-GB yönlü gömülü bindirme faylarıyla iki alt havzaya ayrılmasından kaynaklandığına değinmiştir. Orta Eosen den sonra çökelimin bu alt havzalarda ayrı ayrı devam ettiğine işaret ederek, Çankırı-Çorum havzasının m yi aşan kalınlıkta, Paleosen den başlayarak Pliyosen e kadar uzanan zaman aralığında bir dolgusunun olduğunu belirtmiştir. Karadenizli vd. (2003), Çankırı-Çorum havzası, Orta Anadolu'da Tersiyer'de gelişen havzalardan birisinin olduğunu ve Paleosen'den Pliyosen'e kadar önemli tortul birikimine sahip olduğunu belirtmişler, yaptıkları çalışmada havzanın erken-orta Miyosen dönemindeki tektonik rejimi ve buna bağlı gelişen sedimanter ortamlar ele alınmıştır. Bu jeolojik dönemde havzada genişlemeli tektonik rejimin hakim olduğu ve birbirleri ile yanal-düşey geçişli olan Kumartaş ve Hançılı formasyonlarının depolandığı görülür. Fasiyes analizleri sonucunda belirlenen fasiyes topluluklarında Erken-Orta Miyosen döneminde üç farklı sedimanter ortam oluştuğunu göstermektedir. Bunlar; alüvyal yelpaze, göl kıyısı ve göl merkezi ortamlarıdır. Bölgedeki genişlemeli tektonik rejime bağlı olarak gelişen normal faylar havza kenarı ve havza içindeki 9

22 paleoyükseltilerin düşey hareketlerini kontrol etmişler ve buna bağlı olarak göl seviyesi oynamalarına neden olmuşlardır. Göl seviyesinin düştüğü evrelerde kara alanlarında derin kazıma olup kırıntılı malzemeyi göl içine taşıyan alüvyal yelpaze ve fan delta süreçleri hakim olmuştur. Tersine işleyen süreçlerde ise göl seviyesi yükselmeleri sonucunda göl içine dolan malzeme yeniden işlenerek kum barlarını oluşturmaktadır. Ayrıca kırıntılı getiriminin olmadığı evrelerde karbonat çökelimi etkin olup, banklar oluşturmuşlardır. Belirli zamanlarda su seviyesi yükselmeleri büyük derinlik oluşturmuş ve havza içindeki paleo yükseltileri bile örtecek düzeye gelmişlerdir. Havza Geç Pliyosen'de batı kenarı normal faylı, doğu kenarı bindirmeli bir tektonik kama ile parçalanmış ve depolanan Miyosen tortulları deformasyona uğramıştır. Karadenizli vd. (2004), Çankırı-Çorum Havzasının Batı ve Güney kesimini içeren çalışmalarında Çankırı-Çorum havzasının Oligosen Pleyistosen zaman aralığındaki stratigrafisini ele almıştır. Stratigrafinin kurulmasında memeli paleontolojisi önemli bir yer tutmakta olup ayrıca bölgenin Oligosen sonrası tektonik rejimi de ortaya konmuştur. Yapılan sedimantolojik çalışmalar sonucu havzada 3 evre halinde evaporitik gelişim belirlenmiştir. Bunlar Oligosen, Geç Miyosen ve Pliyosen dönemlerinde yer almaktadır. Bölgedeki farklı yaş aralıklarındaki karasal istifler, sürekli evaporit özelliklerini koruyamayan ve zaman zaman da acı su ve tatlı su özelliği kazanan göl ortamlarında çökelmişlerdir. Đklimsel değişimlerin yanında tektonizmanın da etkili olduğu drenaj sistemlerinin göl sedimantasyonunda rol oynadığı çalışma ile ortaya konmuştur. Çankırı-Çorum havzasında erken-geç Miyosen döneminde tropik-yarı tropik iklim koşullarının geliştiği ve evaporitik olmayan istiflerin oluştuğu gözlenmektedir. Bu zaman aralığında Kumartaş ve Hançılı formasyonları depolanmıştır. Miyosen' deki Hançılı gölü havzanın batı kenarında çok geniş alanları kaplamış ve organik maddece zengin kiltaşları (bitümlü şeyller), kireçtaşları ve kıyı alanlardaki bataklıklarda ise kömürler oluşmuştur. Bu gölün çevresindeki kara alanlarında ise alüvyon yelpazeler ve akarsular gelişmiştir. Seyitoğlu ve Savaşçı (2004) tarafından Çankırı Havzası nın kuzeybatısında yayılım gösteren Hançılı formasyonu Alt Miyosen yaşlı Kumartaş formasyonu üzerine geçişli olarak geldiği ve erken Pliyosen sonrasında batı kenarı normal faylı doğu kenarı 10

23 bindirmeli tektonik kama ve bu kama içinde yükselmiş bulunan neojen birimleri çökelme ile eş yaşlı normal faylar tarafından kontrol edildiği öne sürülmüştür. Şengüler (2007) tarafından Çankırı havzasındaki mevcut çalışmaları toparlayarak bölgedeki kömür oluşumlarını yorumlamıştır. 1.3 Çalışmanın Amacı Bu tez çalışmasının amacı ülkemiz yer altı kaynaklarının belirlenmesi ve değerlendirilmesine katkı koymaktır. Bundan başka Çankırı-Orta-Yenice bölgesinde bulunan kömür havzasının jeolojisini ve paleo bataklığın çökel ortamı karakteristiklerini belirlemektir. Ayrıca mevcut potansiyelin kullanılabilirliğine yönelik olarak verileri ortaya koymaktır. Bu tez çalışması aynı zamanda giderek artan enerji açığının kapatılması konusunda yeni yeraltı kaynaklarının değerlendirilebilirliğine yönelik, daha ileri aşamadaki araştırıcılara bilgi sağlamak ve bu potansiyeli bu sektörün kullanılabilirliğine sunmaktır. 11

24 2. ÇALIŞMA YÖNTEMLERĐ 2.1 Arazi Çalışmaları Tez çalışması kapsamında yapılan arazi çalışmaları iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada arazinin jeoloji haritası mevcut jeoloji haritaları baz alınarak revize edilmiştir. Jeoloji haritası çalışmalar sonrasında bölgede yapılmakta olan sondajlara göre tekrar elden geçilerek yeniden düzenlenmiştir. Arazi gözlemleri ve sondaj bulgularına dayanılarak stratigrafik kesit yeniden hazırlanmış ve bölgenin tektoniği detaylandırılmıştır. Çankırı-Yenice kömür havzasında yılları arasında yapılan sondaj çalışmalarından bazılarında kömür ve kayaç örneklemesi yapılmıştır. Numuneler alınması esnasında, özellikle nem kaybının kömürlü seviyelerin orijinal özelliklerini kaybetmeden muhafaza edilmesine çalışılmıştır. Yüzeyde gözlenmeyen fakat sondajlarda kesilen bazı seviyelerden petrografik örnek alınmıştır. Kömür örneklemesi yapıldığı sondajların makropetrografik stampları ve örnek alım seviyeleri şekil 2.1 de gösterilmiştir. 12

25 Kömür örneklemesi yapılan bazı sondajların makropetrografik stampları ve örnek alım seviyeleri

26 2.2 Laboratuvar Çalışmaları Arazi çalışmaları esnasında alınan örnekler; petrografik-mineralojik incelemeler ile kömür analizleri olarak iki grupta değerlendirilmiştir Petrografik analizler Petrografik analizler Leitz MPV II marka polarizan mikroskopta MTA Genel Müdürlüğü MAT dairesinin katkılarıyla yürütülmüştür. Sondaj karotların dan alınan örneklerin mineralojik-petrografik özellikleri belirlenmiştir Kömür analizleri Kömür örneklerine, laboratuvar çalışmalarında iki grupta analizler uygulanmıştır. Bunlar kimyasal analizler ve kömür petrografisi analizleridir. Deneylerde TS-ASTM standartları esas alınarak yapılmıştır. Numune hazırlamalarda ilgili standartlardaki numune hazırlama kurallarına sıkı sıkıya bağlı kalınmıştır Kimyasal analizler Kimyasal analizler, kaba (proximate) ve elementer (ultimate) analiz olmak üzere 2 alt gruptadır. Proksimate ve ultimate analizlerin, bir kısmı Ankara Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği bölümü Kömür laboratuvarında, bir kısmı ise Normlab firması laboratuvarlarının katkılarıyla yürütülmüştür. 14

27 Proksimate analizler, kaba nem, higroskopik nem, toplam nem, kül tayini, uçucu madde miktarı tayini, ısıl değer analizleri, sabit-c olmak üzere 8 analizden oluşmaktadır. Elementer (ultimate) analizler, tüm örneklere uygulanmamış ancak seçilmiş bazı örneklere uygulanmıştır. Bu örneklerde C, H, N, analizleridir. Ultimate analizlerden kükürt analizleri, toplam kükürt olarak tüm örneklere uygulanmıştır. Seçilmiş bazı örneklere organik-s+piritik-s analizi (yanar-s) ve külde-s (yanmaz-s) analizleri uygulanmıştır Kömür petrografisi analizleri Kömür petrografisi analizleri ise, seçilen kömür örneklerinden parlatmalar Ankara Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği bölümü Kömür laboratuvarında, mikroskop altında değerlendirilmeleri ise MTA Genel Müdürlüğü-MAT Dairesi laboratuvarlarında yapılmıştır. 15

28 3. ÇALIŞMA ALANININ JEOLOJĐSĐ 3.1 Stratigrafi Çalışma Alanında Triyas tan Kuvaternere kadar volkanik sedimanter ve metamorfik kayaçlar yüzeylenmektedir ve stratigrafik konumları şekil 3.3 de verilmiştir. Tez kapsamında önceki çalışmalar ve yapılan stratigrafi kesitleri ile mevcut çalışma karşılaştırılmış ve yorumlanarak sunulmuştur (Şekil 3.1). Jeolojik kesitlerde, sondajlarda kesilen ve litolojik birimler ile bunların ait oldukları formasyonlar özellikle yerleştirilmiş böylece gelecekteki karşılaşılabilecek jeolojik sorunlarda çözüm aranırken bu verilerin kullanılması da olanaklı kılınmıştır. Linyit oluşumu Miyosen yaşlı gölsel birimler içerisinde yer almaktadır. Bu nedenle bölgedeki bu birimleri: Miyosen öncesi kayaçlar, Miyosen çökelleri, Pliyosen çökelleri ve Pliyosen sonrası olarak gruplandırılmıştır. Bölgede değişik araştırıcılar tarafından çalışmalar yapılmış olup bölgenin stratigrafisi, formasyonlar değişik adlarla tanımlanmıştır. Bizim çalışmamızda ise bölgedeki bu farklı adlamalar ve formasyon tanımlamaları kömür jeolojisi açısından oldukça fazla kavram karmaşasını da beraberinde getirmiştir. Tüm bu farklılıkların ortaya konulması için yörede belli başlı yapılmış çalışmalar ve bunu yürüten araştırıcıların kabullendikleri formasyon adlamaları ve yaşlandırma kontakları birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Bu stratigrafik karşılaştırma tablo halinde şekil 3.1 de verilmiştir. Bu çalışmada bölgedeki bazı formasyonlardaki sürekli yanal ve düşey geçişler gözlenmektedir. Bu nedenle yüzey çalışmalarında bu geçişler litolojilerin erozyona dayanıklılarından dolayı sık sık birbirlerine karıştırıldıkları anlaşılmaktadır. Bölgenin sürekli tektonik hareketler yanında sürekli çökelime maruz kaldığı düşünülerek Çankırı- Orta-Yenice çevresi için yeni bir stratigrafik kolon kesit hazırlanmıştır. Bu yer altı verilerinin de içinde değerlendirildiği stratigrafik kolon kesit şekil 3.2 de gösterilmiştir. 16

29 Şekil 3.1 Önceki jeolojik çalışmaları özetleyen stratigrafik kolon kesitlerin birbirlerine göre karşılaştırılması (Bu Çalışma) 17

30 3.1.1 Miyosen öncesi kayaçlar Miyosen öncesi kayaç toplulukları olarak Triyas yaşlı Ankara grubu kayaçları ve Kretase yaşlı ofiyolit bulunmaktadır Ankara grubu kayaçları Çalışma alanının güneyinde Bulduk-Çerçi ve Akçaören yörelerinde gözlenir. Yeşil şist fasiyesinde metamorfizmaya uğramış olan metamorfitler, meta-detritikler ve magmatik kayaçların metamorfizmaya uğraması sonucu oluşmuştur. Triyastan daha genç olan granodiyoritik kayaçlar da bunları bazı yerlerde keser. Çerçi köyünün güneydoğusunda metadetritik birimler hakimdir. Burada kayaç türü metakumtaşı ve meta-kiltaşlarından oluşan yeşil renkli tabakalar ile meta-kiltaşların dan oluşan düzeylerin ardalanması şeklindedir. Akçaören köyünün 2 km güney batısında genellikle meta-kiltaşı-kalkşist-kristalize kireçtaşı ve mermer litolojisinden oluşmuştur. 18

31 tabakalı Şekil 3.2 Çalışma alanına ait genelleştirilmiş stratigrafik kolon kesit (Akyürek vd. (1980) den alınarak revize edilmiştir.) 19

32 A B A B Şekil 3.3 Çalışma alanına ait jeoloji haritası (Akay (1987) den alınarak revize edilmiştir) 20

33 GD KB Şekil 3.4 GD-KB doğrultusunda çizilmiş olan A-A kesiti Yatay Ölçek: 0 1 km 21 GB KD Şekil 3.5 GB-KD doğrultusunda çizilmiş olan B-B kesiti Yatay Ölçek: 0 1 km 21

34 Eldivan ofiyolitleri Birimi oluşturan litolojiler; serpantinit, gabro, diyabaz, spilit, çörtlü kireçtaşı, radyolarit ve çamurtaşıdır. Đnceleme alanımızda Eldivan Ofiyolit topluluğu içerisinde olistolit ve olistostrom şeklinde yer alan ve yaşları Triyas, Jura, Kretase olan kristalize kireçtaşı blokları içermektedir. Triyas yaşlı formasyonlar üzerine tektonik dokanakla gelmiştir (Siyako 1987). Eldivan ofiyolitlerinin yerleşme yaşı ise erken Kretase olarak tanımlanmıştır (Akyürek vd. 1980). KD GB Şekil 3.6 Yenice köyün güneyinde gözlenen Eldivan ofiyolitleri içerisindeki kireçtaşı bloğu 22

35 K G Şekil 3.7 Yenice Köy batısında bulunan ofiyolitlerin Hançılı formasyonu ile olan kontağı K G Şekil 3.8 Yenice Köy batısındaki Hançılı formasyonu, Hüyükköy formasyonu ve ofiyolitlerin sınırı 23

36 3.1.2 Miyosen çökelleri Temel birimleri, Ankara Grubu ve Eldivan Ofiyolitleri üzerine uyumsuz olarak gelir ve geniş alanlarda yüzeylenir. Bu birimler tabandan tavana doğru; Kumartaş Formasyonu, Hançılı Formasyonu, Hüyükköy Formasyonu ve Özlü Formasyonu şeklinde devam eder Kumartaş formasyonu Kumartaş formasyonu, Akyürek vd. (1980), Koçyiğit vd. (1995), Şen vd. (1998), Kaymakçı (2000), Kaymakçı vd. (2001), Karadenizli vd. (2003, 2004) tarafından tanımlanmıştır. Konglomera, kumtaşı, silttaşı ardalanmasın dan oluşur ve yer yer az miktarda marn, tüf ve killi kireçtaşlarına da rastlanabilir. Konglomeralar kırmızı, gri renkli kötü boylanmalı, az tutturulmuş, kalın tabakalanmalıdır. Konglomera ve kumtaşlarının bazı kesimlerinde derecelenmelere ve çapraz tabakalanmalara rastlanmaktadır. Çimento karbonatlı kildir. Yer yer kil çimentoya da rastlanır. Tane boyları ince kum ile kaba kum boyutu arasında değişiklik gösterir. Çalışma alanında mostrası yoktur ancak sondajlarda bu formasyon değişik kalınlık ve derinliklerde kesilmiştir. Çalışma alanı dışında bazı lokasyonlarda sadece temeli oluşturan yaşlı birimlerin kenarlarında ve büyük bir olasılıkla faylı bir dokanak ile gözlenmiştir. Kumartaş Formasyonu kendinden yaşlı birimler üzerine uyumsuz olarak gelir. Üsteki birimlerle ve yanal olarak da Hançılı formasyonu ile geçişlidir. Kumartaş formasyonu Miyosen yaşlı göl çökellerinin tabanını oluşturan birimdir. Bu dönemde bölgeyi kaplayan geniş göller ve göllerin gelişimi sırasında havzayı besleyen nehirlerden çökelen sedimanlardan oluşmuştur. Formasyonun yaşı Şen vd. (1988) nin, 24

37 Çankırı-Şemsettin ve Çandır yörelerinden elde ettikleri mikro memeli fosil bulgularına göre Erken Miyosendir. Ancak bu formasyonun, Seyitoğlu ve Savaşçı (2004) tarafından Üst Oligosenin karasallaşan ve Alt Miyosen ile geçişli olduğu seviyesi olarak kabul edilmesi gerektiği belirtilmektedir Hançılı formasyonu Đlk kez Akyürek vd. (1980) tarafından tanımlanmış olan bu formasyon, Kalecik e bağlı Hançılı köyü çevresinde geniş bir yayılım göstermesinden dolayı bu adı almıştır. Birim konglomera, kumtaşı, silttaşı, killi kireçtaşı, marn ardalanmasından oluşmaktadır. Yer yer jips ve bitümlü şeyler içerir. Konglomeralar, paleokıyıya yakın olan kesimlerde yüzeylenirler. Tutturulmuş, düzensiz boylanmış, blok içeren konglomeralar şeklinde bazı sondajlarda taban seviyesine yakın yerlerde saptanmıştır. Bloklar yakın çevreden türemiş parçalar olup bunlar kireçtaşı, serpantin ve değişik volkanik andezit ve bazalt parçaları ile muhtemelen Kumartaş formasyonundan türemiş kırmızı renkli çakıllar şeklindedir. Kırmızı çakılların, Çankırı civarında bulunan Oligosen yaşlı kumtaşlarından kaynaklanmış olması da düşünülebilir. Kumtaşları, konglomeralarla derecelenirler ve birbirleri ile yanal ve düşey olarak geçişlidir. Yer yer iri kaba kumtaşı iken yer yer orta ve ince taneli olarakta gözlenirler. Silttaşı, gri renkli, az tutturulmuş ince tabakalı ve yer yer laminalıdır. Kumtaşları sarımsı boz renkli az tutturulmuş ve tabakalanması düzensizdir. Marnlar, beyaz krem renkli ve bol killi olup yer yer içlerinde bitki parçalarına rastlanır. Bunlar tipik taşkın ovası detritikleri karakterini yansıtırlar. Bazı yerlerde bu taşkınlar sonucu gelişen anorganiklerce zengin bataklıklara dönüşmüşler ve yer yer bitümlü kil olarak tanımlanan düzeyleri oluşturmuşlardır. Bu düzeyler kılavuz seviyeler olarak birbirine yakın olan sondajlarda takip edilmişlerdir. Killi kireçtaşı ve marnlar beyaz, sarımsı beyaz grimsi yeşil renklerde, orta derecede tutturulmuş, ince ve orta tabakalı olup silttaşı ve kumtaşı ile ardalanmalıdır. 25

38 Hançılı formasyonu içerisinde bulunan litik tüfler, içerisinde andezitik volkanik kayaç parçacıkları gözlenmektedir. Kaotik bir görünüme sahip olup çok az çimentodan oluşmuştur. Çalışma alanında, Yenice köyün B-KB da geniş bir alanda yüzeylenmektedir. 26

39 GB Şekil 3.9 Yenice köyün batı ve kuzey batı yönünde yüzeylenen Hançılı formasyonundan genel görünüş KD 27

40 KD GB Şekil 3.10 Hançılı formasyonu yeşil-gri renkli marn ve kahverenkli bitümlü marn seviyeleri 28

41 Ayrıca saha genelinde Özlü formasyonunun ve Hüyükköy formasyonunun altında yayılımı devam etmekte olup sondajlarda da kesilmiştir. Gerek sondaj ve gerekse arazi gözlemlerine dayanarak kalınlığı m ararsında değişmektedir. Bazı sondajlarda, örneğin 3 no lu sondajda 19 m iken; 18 no lu sondajda 174 m dir. Akyürek vd. (1980), bu formasyonun kalınlığını tüm havza genelinde yaklaşık 500 m olarak belirtmektedir. Kaymakçı (2000) ve Saraç (2003) tarafından yapılan çalışmalarda Hançılı formasyonu içinde masif marnlar ve laminalı kiltaşlarınvda bulunan küçük memeli fosilleri bulunmuştur. Ayrıca marn ve kiltaşları içerisinde yer yer ostrakodlar da bulunmaktadır. Marnlar kırıntılı getiriminin az olduğu karbonat çökeliminin fazla olduğu bölgelerde, yani paleo gölün daha derin olan hipolimnik ortamlarda depolanır, laminalı killer ise genellikle açık göl koşullarında asıltıdan çökelimi ifade eder. Ostrakodlu ve organik maddece yer yer zengin olan kiltaşları, karbonatlar ile ardalanmalı olarak kıyılardaki karbonat banklarında da oluşabilmektedirler (Platt ve Wright 1991). Hançılı formasyonu üst bölümlerinde kırmızı, boz, alacalı renkli kaba konglomera ve kumtaşlarından oluşur. Đçerisinde lav akıntıları halinde bazalt düzeyleri bulunur Hançılı formasyonu, kenarlarında alüvyon yelpazelerin geliştiği, bazı alanlarda örgülü akarsu sistemi ile desteklendiğinden taşkın ovalarının ve taşkın ovaları ile desteklenen bataklıkların geliştiği karasal bir havzadır. Bu havza detritik ağırlıklı bir göl havzasıdır. Göl ortamında akarsu sistemi gerileyerek ve havza tümüyle detritik egemen göl karakterine geçmiştir. Gölde çökelim devam ederken, bölgede etkinliğini sürdüren volkanizmanın ürünlerinden tüfitler çökelime katılmış, andezitler ise çökellerin arasına zaman zaman girmiştir. Birim volkanizmanın en etkin olduğu dönemi karakterize etmektedir. Doğudan batıya doğru olan volkanik malzeme artışı beslenme alanının batısındaki volkanik etkinliğin ürünleri olduğunu göstermektedir. 29

42 Kaymakçı (2000) ve Kaymakçı vd. (2001) e göre Burdagaliyen Langiyen (Erken Orta Miyosen) olarak tanımlanmıştır. Bu birim bölgeyi kaplayan Erken Miyosen yaşlı gölleri dolduran çökellerdir Hüyükköy formasyonu Birime bu isim G30-d3 paftasında bulunan tip lokalitesi olan Hüyük köyden esinlenerek verilmiştir. Bu formasyon tüf- tüfit ve aglomera litolojisinde olup bunların yanında çört, konglomera, kumtaşı, silttaşı, marn tabakaları da içermektedir. Beyaz-sarı kirli beyaz, yeşilimsi beyaz, boz, açık kahverengi tüf-tüfit, kiltaşı, miltaşı ardalanması ile göze çarpar. Bazen kalın tüf, bazen de kalın kil tabakaları halindedir. Tüfler oldukça altere olup yer yer kaolenleşmişlerdir. Bu düzeylerin üst seviyelerinde silisleşmeler, silis bantları ve yer yer çörtleşmiş silisli akıntılar görülmektedir. Bu noktaların muhtemelen volkanik kökenli sıcak suların çıkış noktaları olduğu düşünülmektedir. 30

43 GD KB Şekil 3.11 Yenice Köyü Batısında Hançılı formasyonu üzerinde tüf-tüfit aglomera ardalanması şeklinde yüzeylenen Hüyükköy formasyonu Özlü formasyonu ile yanal geçişli olan Hüyükköy formasyonu sahada geniş bir alanda yayılmaktadır, yer yer Aydos bazaltları ile örtülmektedir. Piroklastiklerle yanal geçişli olduğu yerlerde Özlü formasyonu ile geçiş sınırları tartışmalıdır. Volkanizmanın etkin olduğu alanlar arasındaki bir çökelim havzasına karşılık geldiğinden kalınlığının değişken olması da doğaldır. Hançılı formasyonu üzerine volkanik çakıllı konglomera ile gelmekte olup tüfitlerle ardalanmalar göstermektedir. Hüyükköy ve Sakarcaören arasında geniş bir alanda yüzlek veren formasyonun kalınlığı m arasında değişmektedir. 31

44 D B Şekil 3.12 Hüyükköy formasyonunda bulunan kaolenize olmuş altere tüfler Formasyonun yaşı muhtemelen Türkecan vd. (1991) in bataklık seviyelerinden aldığı örneklerin palinolojik incelemesi sonucu Orta-Geç Miyosen olarak verilmiştir. Konglomera ve değişik nitelikteki piroklastiklerden oluşan bu formasyon rüzgar ve suların etkisiyle sığ ve yersel su birikintilerinin oluşturduğu gölcüklerde çökelmiştir. Ancak volkanizmanın etkisiyle değişken olan topografyada oluşan gölcükler tamamen yer yer piroklastiklerce örtülerek ortadan kaldırılmış ve formasyonun üst seviyeleri tümüyle tüflerin oluşturduğu lapilli ve volkanikler olarak gözlemlenir Özlü formasyonu Birim adını G30 d4 paftasındaki Özlü köyündeki volkaniklere atfen verilmiştir. Gri, bej yeşil, siyah, pembe renklerde ortaç bir magma ürünü olan andezitik ve bazaltik lavlardır. Gri, siyah, pembe renklerde irili ufaklı yer yer köşeli bloklardan oluşan 32

45 aglomeralar ve az miktarda aglomeraların aralarında lav akıntıları, bazı yerlerde de ara tabakalar halinde tüflerden oluşmaktadır. Çalışma alanında Hüyükköy ün kuzeybatısında geniş bir alanda yüzeylenir. D B Şekil 3.13 Hüyükköy kuzeyindeki Özlü volkanitlerinden genel görünüm Kalınlığı m ararsında değişmektedir no lu sondajlar arasında yayılmakta olan Özlü volkanitlerinin yüzeylendiği alanda 58 m, 47 ve 46 no lu sondajlarda da 334 m kesilmiştir. Özlü formasyonu Hançılı formasyonu üzerine uyumsuz olarak gelir, yanal olarak da Hüyükköy formasyonu ile geçişlidir. 33

46 Şekil 3.14 Yer yer köşeli çakılar içeren Özlü formasyonu aglomeraları Muhtemelen yaşı Üst Miyosen-Alt Pliyosen olarak bölgesel jeolojik verilerden yola çıkılarak bir yaş konağı belirlenmiştir. Bölgede çalışma yapan bazı araştırıcıların tanımladığı Özlü volkanizması, yaklaşık 20 km kuzeyde bulunan Kurşunlu volkanizmasının güneyde kalmış bir tali bacası olarak düşünülebilir. Özlü formasyonun genel yapısı, Hüyükköy formasyonu ile benzeşir. Ancak volkanik faaliyetler sonucu paleotopografya da daha çukur olan alanları dolduracak şekilde bir piroklastik malzemeden oluşan bir sedimantasyonu ortaya koymaktadır. Daha ziyade K ve KB alanda etkindir. Hüyükköyü civarına gelindiğinde bununla ilişkilendirilebilecek tüf tabakalarının tane boyutlarının inceldiği, kaotik yapılarının kaybolduğu gözlenmiştir. Bu da, bu birimin çökel ortamının değişken karakterini ortaya koymaktadır. 34

47 Petrografik incelemeler sonucunda kayacın porfirik doku gösterdiği, fenokristal halde Olivin mineralleri, opaklaşmış ve az oranda kloritleşmiş hamur içinde kısmen kloritleşmiş plajiyoklaz mikrolitleri, kloritleşmiş volkan camı ve opak minerallerin bulunduğu saptanmıştır (Şekil 3.15.a.b). Olv a b Şekil 3.15 Özlü bazaltları polarizan mikroskop görüntüleri (a: çift nikol, hamur içinde olivin taneleleri (Olv.), 2,5x; b: tek nikol 2,5x) Petrografik incelemeler sonucunda porfirik dokulu andezitin, polisentetik ikizlenmeli ve ileri derecede zonlanma gösteren plajiyoklaz fenokristalleri, mafik bileşen olarak %40 dan az oranda kenarları opasitleşmiş amfibol ve biyotit ile az oranda piroksenlerin bulunduğu görülmüştür (Şekil 3.16.a.b). a b Şekil 3.16 Özlü andezitleri polarizan mikroskop görüntüleri (a: çift nikol, 2,5x b: çift nikol 2,5x) 35

48 Pliyosen kayaçları Aydos Bazaltı Aydos bazaltları, bazaltik bir volkanizmanın ürünüdür. Bu bazaltlar, koyu siyah-gri renkli, sert, keskin ve parlak kırılma yüzeyli, gaz boşluklu, çoğunlukla kompakt, soğuma eklemli ve akma yapıları yer yer korunan bazaltlardır. Gaz boşlukları karbonat ve kil ile bazı lokaliteler de doldurulmuştur (Şekil 3.17). Bölgedeki volkanizmanın son ürünü olan Aydos bazaltı kendinden önceki tüm birimleri uyumsuz olarak örter. Volkanik olmaları nedeniyle kaotik tüf ve lapilliler ile yer yer bazaltik lav akıntılarıdır. Bölgedeki en son volkanizmanın ürünü olmalarından dolayı karakter olarak biraz daha bazik olduğu saptanmıştır. Çalışma alanı genel olarak ele alındığında, aşınma sonucu sadece tepelerde ve yüksek yerlerde gözlenmektedir. Kalınlığı Eldivan Şabanözü Hasayaz Çandır bölgesinde görünür olarak 75 m.dir. Yaşı Akyürek vd. (1980) ne göre Geç Miyosen Pliyosen olarak kabul edilmiştir. 36

49 Şekil 3.17 Aydos bazaltları bazaltik lav akıntıları 37

50 Petrografik incelemeler sonucunda bazaltların profirik dokuya sahip oldukları ve plj mikrolitleri, prx taneleri, sfen, Opak minerallerden meydana gelmiş bir hamur içerisinde, polisentetik ikizlenmeli ve ileri derecede zonlanmalı yapı gösteren fenokristal halde, plajiyoklazlar ve piroksenlerden oluşmuştur (Şekil 3.18.a.b). Plj Şekil3.17 a-b a b Şekil 3.18 Aydos bazaltları polarizan mikroskop görüntüleri (a: çift nikol, hamur içinde plajioklas taneleri (Plj.) 2,5x; b: çift nikol, 10x) Orta formasyonu Çalışma sahasında, kuzeybatıda Sakarcaören, güneybatıda ise Karaören yerleşim birimleri civarında yüzeylenen Orta formasyonu beyaz-gri boz renkte, kalın, yatay ve yataya yakın tabakalanmalı tüf matriks ile tutturulmuş volkanik kayaç çakıl ve blokları ile silisifiye tüf, konglomera, kumtaşı, silttaşı ve kilden oluşmaktadır. Konglomeralar, kalın tabakalı, tane destekli, çapraz katmanlı olup kumtaşı mercekleri içerir. Kumtaşları kalın tabakalı, çapraz katmanlı ve kalın laminalıdır. Tane boyu incelerek kumtaşı mercekleri içeren kalın tabakalı, paralel ve çapraz laminalı silttaşlarına geçer (Türkecan vd. 1991). Şengüler (2007), Karabalçık dere vadisindeki kil seviyelerinin K80 B doğrultulu, 32 GB eğimli tabakalardan oluştuğunu, en üstteki kırmızı renkli toprak ve silt tabakası altında değişen kalınlıklarda açık kahverengi beyazımsı kil ve linyit tabakalarının yeraldığını belirtir. Formasyonun alt seviyelerine doğru 1,5 ve 0,30 m kalınlıklarda üst ve alt linyit damarları vardır. 38

51 Kömür damarların altında l m ve 15 cm kalınlıklarda kil tabakaları bulunur. Bu formasyonun kilce zengin seviyelerinde makro bitki fosilleri vardır. Dünyada kömür ve linyit ile bulunan kaolen ve bentonitik kil yataklarının volkanizmanın ürünleri olan piroklastik kayaçlarla yakın ilgisi bulunmuş ve bu tür malzemenin göl ve bataklık ortamında diyajenez ile oluştuğu mineralojik ve kimyasal verilerle kanıtlanmıştır. Volkanik kökenli minerallerden kuvars, biyotit, sanidin ve kristobalitin varlığı ile volkanik cam parçalarına ait doku ve bozuşma ürünleri bu tip jeolojik oluşumu işaret ederler (Türkmenoğlu vd. 1991). Akarsu koşullarında çökelmiş olan formasyonun kalınlığı daha önceki çalışmacılar tarafından yaklaşık 150 m olarak verilmektedir. Formasyonda omurgalı fosil olarak, Archidiskondon sp. Humerus distal parçaları bulunarak tanımlaması yapılmıştır. Bu mikromemeli fosil bulgusundan yaşı Üst Pliyosen (Alt-Orta Villafransiyen) olarak verilmiştir (Türkecan vd. 1991) Pliyosen sonrası kayaçları Alüvyonlar Dere ve çay yatakları boyunca çimentolanmamış kum, mil ve çakıldan oluşan güncel çökellerdir. 3.2 Yapısal Jeoloji Çankırı havzasının oluşumunun Geç Kretase başından itibaren Neo-Tetis okyanusunun kuzeye doğru hem Sakarya kıtası hem de kendi altına dalması ile ilişkili olduğu Birgili vd. (1975), Şengör ve Yılmaz (1981), Tüysüz ve Dellaloğlu (1992, 1994), Erdoğan vd. (1996), Görür vd. (1998) tarafından düşünülmektedir. Çankırı havzasının Neojen'deki gelişiminde ise yorumlar birbirinden farklıdır. Koçyiğit vd. (1995) e göre kıtalararası 39

52 yakınlaşma Pliyosen'e kadar devam etmektedir. Kaymakçı vd. (2001) ise bu yakınlaşmanın Erken Miyosen sonunda bittiğini belirtmektedir. Aynı araştırıcılar, Orta Miyosen'deki genişlemeli rejimin Geç Miyosen'den sonra yanal sıkışmalı bir tektonik rejime döndüğünü savunmaktadır. Seyitoğlu vd. (2000) ve (2004) ne göre ise, bölgede erken Miyosen'den itibaren genişlemeli tektonik rejimin hakim olduğunu ve Geç Pliyosen'den sonra Kuzey Anadolu fayı ve onun bir kolu olan Kırıkkale-Erbaa fayı'nın yarattığı KB-GD sıkışma sonucu batı kenarı normal faylı doğu kenarı bindirmeli bir tektonik kamanın Çankırı havzası batı kenarını parçaladığını belirtmektedir. Çankırı-Çorum havzasının batısında, Miyosen'den itibaren yaklaşık KB-GD yönlü normal faylar ile bölünen paleoyükseltiler yer alır. Paleoyükseltileri oluşturan kara alanlarının kıyılarındaki göl kıyıları organik maddece zengin kayaçların çökelimi için uygun alanlar oluşturmuştur (Karadenizli vd. 2003) Faylar Bölgede Eldivan ofiyolitik melanjı, Miyosen yaşlı birimleri kıvırarak doğudan batıya doğru ötelemiştir. Buna bağlı olarak Orta ve Üst Miyosene ait birimlerde yatay hareketler sonucu tektonik hareketlerden fazlasıyla yapılar meydana gelmiştir Normal faylar Sahada kömürlü alanın ortasından Kaşkaya tepe ve Çatak tepe arasından geçen çalışma alanını hemen hemen iki parçaya bölen K50 o B doğrultuda uzanan normal atımlı fay büyük kırıktır.bu kırık hattı yüzeyden gözlenememiş, örtülü bir faydır. Bu fayın güney bloğu yükselmiş, kuzey bloğu düşmüştür. Fayın atımı 7 ve 56 no lu sondajlar arasında yaklaşık 150 m dir. Sondajlardan elde edilen verilerin korelasyonları sonucunda fayın çalışma alanının kuzeydoğusunda yer alan Tahtahalat tepeye kadar devam ettiği saptanmıştır. 40

53 Sahanın güneyinde bulunan ve 42 ve 61 no lu sondajın arasından geçen başka bir normal fay bulunmaktadır. Fayın doğrultusu yaklaşık K80 o B dır ve atımı ise, sondajların korelasyonu sonucunda yaklaşık 60 m olarak saptanmıştır Bindirme fayları Yenice köyünün hemen kuzeyinde gözlenen bindirme en önemli tektonik yapıyı belirtmektedir. Bundan başka diğer önemli kırık, çalışma alanının güneyinde Kümbetin sırtı yakınlarındaki kuzeybatı, güneydoğu uzanımlı fay, Hançılı formasyonu ile Eldivan ofiyolitik melanjını karşı karşıya getirmiştir. Ofiyolitik melanj Hançılı formasyonun üzerine bindirmekte olup atımı tahmini olarak 100 m civarındadır. Bu itilmede serpantin bloğunun üzerinde Hançılı formasyonunun herhangi bir kalıntısı yoktur ve aşınmıştır. Belki bu bindirme hattının paleo gölün çökelimi esnasında da aktif olduğu düşünülebilir. Bu paleo gölün güney kesimlerinde herhangi bir genç tortulun bulunmaması, bunun tektonik aktif bir sınır olduğunu belirtmektedir Yırtılma fayları Yenice köy ile Porsukini Tepe arasında ve 20 ve 41 no lu sondajların doğrultusunda uzanan iki fay vardır. Bu yırtılma fayları, Yenice köyünün hemen kuzeyinde gözlenen bindirmeyle ilişkili olarak hareket etmiştir. Bu durum sahanın batısında yer alan Hüyükköy güneyinden başlayarak doğuya doğru uzanan bir paleo-yükseltinin oluşumuna neden olmuş ve bu paleo yükseltide kömürleşmenin ilerlemesinde ve bataklığı ortamında gerekli olan sübsidansın ortaya çıkmasını sağlamıştır. Kömürleşmeyi kontrol eden bu tektonik kırılmadır. Bu kömürün yataklanması açısından önemli tektonik yapılarındandır. 41

54 Bölgedeki fayların kömür açısından önemi Bölgedeki faylar, hareketliliklerini kömürleşme öncesinde ve kömürleşme esnasında etkin olarak göstermişlerdir. Özellikle KKB-GGD doğrultulu olan yırtılma özellikle fay, Yenice köydeki damarın sıkışma sonucunda bükülmesini ve yüzeye erişmesini sağlamıştır. Basenin güneyinde gelişen kömürleşmenin, paleo gölün orta kesimlerine kadar yayılması yine bu tektonik hareketin bir sonucudur. Bu hareketli kuşağın batı istikametindeki davranışı bölgedeki kömür potansiyelinin beklenenden daha da artmasını sağlamış olabilir. Bu alanda gelecekteki çalışmaların mevcut rezervin artırılması hususunda detaylandırılması yararlı olabilir. Yapılmış olan bu sondajlarda sahanın jeolojik yapısının biraz karışık olduğu ve volkanik örtüden dolayı yüzeyde gözlemlenemeyen, yüzeye gelinceye kadar sönümlenen fayların varlıkları jeolojik kesitlerde açığa çıkmıştır. Bölgedeki KD-GB doğrultu uzanan ve tektonik birimlerin Ankara-Erbaa tektonik hattı olarak bilinen ve kenarlarındaki tektonik birliklerin listrik yerleşimiyle sonuçlanmasını sağladığı yönündeki genel kanıyı kuvvetlendirmektedir. Bu nedenle, bu kömür oluşumunun bu tektonizma ile KD bölgelerde ve eşikle sınırlandırılmış olan alanın daha da kuzeyinde başka çukurluklarla ilişkili olabileceğini beklemek gerekir. Bu yöredeki volkanitlerin altında olasılı Hançılı Formasyonunun çökelmiş derin göllerin ve bu göllerde de kömürleşmeler beklenmelidir. Bu alanda bazı jeofizik etütlerin yapılmasıyla, basenin bu alandaki devamlılığının incelenmesi yararlıdır. 3.3 Paleocaoğrafya Erken Triyas ta bölgede konglomera, kumtaşı, silttaşı, kumlu kireçtaşı litolojileri ile belirginleşen ve kısmen derinleşen sığ bir deniz vardır. Bu ortamda bulantı akıntıları zaman zaman etkin olmuştur. Bu akıntılarla çökelme ortamının sığ bölümlerinden derin kesimlere malzeme taşınmıştır. Bu dönemde bölgeyi etkileyen gerilme kuvvetleri etkisi ile gelişen tektonik hatlardan yüzeye ulaşan bazik volkanizma ürünleri (spilit, diyabaz 42

55 ve tüfler) detritiklerle girik olarak gelişmiştir. Aynı gerilme kuvvetleri etkisi ile havzada bloklaşma hareketleri gelişmiş ve Karbonifer ile Permiyen yaşlı litolojiler çökelim havzasına bloklar halinde gelmiştir. Orta Triyas (Anisiyen) öncesi sıkışma kuvvetleri havzayı etkilemiş, bunun sonucunda Alt Triyas yaşlı birimler kıvrımlanmış ve yeşil şist fasiyesinde metamorfize olmuştur (Akyürek vd. 1980). Orta Triyas döneminde deniz transgresif olarak bölgeyi işgal etmiştir. Alt Triyas yaşlı birimlerin parçalarından oluşan, konglomera ile başlayan kumtaşı ve kumlu kireçtaşı çökelimi, Orta-Geç Triyas ta karbonat çökelimi ile devam etmiştir. Bölgeye Erken Kretase döneminde tektonik süreçlerle gelerek yerleşen ofiyolitler, bölgedeki bir dalma zonundan üzerlemeler ile diyajenezini tamamlamış Liyas ve Erken Kretase yaşlı blokları içine alıp melanj karekterini kazanarak Austriyen fazında yerleşmiştir (Akyürek vd. 1980). Ofiyolit yerleşimi sonrası ofiyolitli melanjdan, kumdan blok boyutuna kadar malzeme alarak oluşan olistostromal karakterli bir sedimantasyon başlamıştır. Kaotik yapılı olan bu birim, ortamın sakinleşmesi sonucu türbiditik karakterli çökeller ile devam eder. Geç Miyosen başlangıcında bölge göllerle işgal edilmiştir. Bu göllerin ilk ürünleri olarak kaba detritikler giderek gelişen derinleşme daha ince taneli çökellerin oluşumunu sağlamıştır. Bu dönemde zaman zaman kurumaya varan sığlaşmalar olmuş ve jipsler meydana gelmiştir. Göllerin giderek dolması ile regresif karakterli detritiklerden oluşan birim çökelmiştir. Aynı evrede bölgede volkanizma etkinliğini göstermiş ve aynı dönemin çökelleri içerisine zaman zaman akarak yerleşmişlerdir. Bu volkanizmanın etkin olduğu kesimde göller bol malzeme gelişine bağlı olarak daha hızlı dolmuştur. Üst Miyosen sonrası bölgeyi etkileyen yatay kuvvetler sonucu Mesozoyik yaşlı birimler Üst Miyosen çökelleri üzerine itilmişlerdir (Akyürek vd. 1980). Bölgedeki volkanizmanın son ürünü olarak Geç Miyosen yaşlı çökeller üzerine yayılmış halde bazalt örtüsü yer almaktadır. Pliyosen döneminde bölgede yayılım gösteren göller batıda volkanizmanın etkinliği nedeni ile daha çabuk dolarken doğuda daha yavaş 43

56 çökelimler olmuştur. Pliyosen sonrası bölgede zayıf düşey hareketler gelişmiş ve bunlara bağlı olarak nehirlerin yataklarını derine kazması sonucu eski nehir çökelleri daha yüksekte kalmış ve düşey hareketlere bağlı normal faylar oluşmuştur. 44

57 4. KÖMÜR JEOLOJĐSĐ 4.1 Kömür Mostraları Bölgede kömür mostrası sadece Yenice köyünün 1 km GB sında yüzeylenmektedir. Buradaki kömür kalınlığı konusunda bir kayıt yoktur burada eskiden açılmış bir ocak kalıntısı göze çarpmaktadır. Burada herhangi bir yarma açma girişimi yapılmamıştır. Kömür kalınlığı ise bilinmemektedir. Şu andaki durumu şekil 4.1 de görülmektedir. GD KB Şekil 4.1 Yenice köyün kuzeyinde terkedilmiş açık ocak grimsi yeşil, ve laminalı kömür üstü marnlar Sondajlardan elde edilen veriler dahilinde bölgedeki kömür damarlarının yayılımı simüle edildiğinde buradaki kömür mostrası simulasyonda ortaya çıkmaktadır (Şekil ). 45

58 G K Sek il, 4.2 Cankin Orta Ven ice kornurlerinin D-8 dogrultulu yataklanmasi K G Sekil 4.3 Cankm Orta Venice kornurlerinin U- ogrultulu yataklanmasi U 0..._._- ~ekil4.4 Cankin Orta Yenicc kornurlerinin G-K dogru ltu lu yataklanmasi D Sckil 4.5 Cankin rta Y 'nice komurlcrinin K-G dogrultulu yataklanrnasi 46

59 4.2 Kömür Sondajları ve Kömür Stampları Bölgede 3S Maden ve Enerji Üretim A.Ş. tarafından sondajlı arama çalışmaları yürütülmüştür. Bu firma tarafından yörede 40 civarında sondaj yapılmış olup hala sondajlı çalışmalar devam etmektedir. Çalışma alanında kömür zonunun ortalama toplam kalınlığı 7,50 m dir. Bu zonda 2 damar bulunur. Üstte yeralan ÜST DAMAR kalınlığı 1,50 m ile 4,50 m ararsında değişmektedir. ALT DAMAR kalınlığı ise 0,60 m ile 3,20 m ararsında değişmektedir. Aradaki ara kesme kalınlığı ise değişken olup litolojisi kil ve çok killi marn olup kalınlığı 1,10-1,75 m arasındadır (Şekil 4.6). Üst damarın üstünde çok killi, kahverenkli linyit izli piç damar bulunmaktadır. Bunun kalınlığı ise 1,00-2,50 m arasında değişmektedir, Şekil bazı sondajların kömürlü zonuna ait damar kalınlıkların değişimi gösterilmiş ama piç seviye belirtilmemiştir. Sondajlardan elde edilen damar stamplarından işletmeye uygunluk açısından 50 cm altı kömür kalınlıkları çıkartılarak elde edilen kömür kalınlığı ile alt ve üst damar kalınlık dağılım haritası oluşturulmuştur (Şekil 4.7). 47

60 48 Şekil 4.6 Bazı sondajların kömür zonuna ait damar kalınlık değişimleri

61 Şekil 4.7 Đşletilebilir alt ve üst kömür damarları kalınlık dağılım haritası 49

62 4.3 Kömür Damarının Yayılımı ve Özellikleri Çalışma alanında kömürlerin yayılımları güneydoğuda Yenice köyü, güneybatıda Sevinin Kale tepe, kuzey batıda Çatal tepe ve kuzeydoğuda Çingene deresinin tepe arasındaki alanda yayılmaktadır. Alınan yaklaşık büyüklüğü 12 km 2 civarındadır. Kömür damarının kuzeye doğru derinleşmekte olup şekil 4.3 de yüzey topografyası altında uzanan yeryüzüne göre durumu ve kömür damarı taban-tavan izohips görüntüsü şekil 4.7 de verilmektedir. Kömürün en derin olduğu kısım yaklaşık 450 m derinliktedir. Kömür damarının ortalama olarak derinliği m civarındadır. Đşletme için bunun bilinmesi seçilecek işletme yöntemi için gereklidir. Dekapaj oranı değişik bölgelere göre farklıdır. Yenice köyü civarındaki alanda kömür yüzeye çok yakındır ve burada da zaten mostra vermektedir. Genel olarak bakıldığında kömür damarının kuzeye olan dalımı nedeniyle dekapaj oranı kaba bir yaklaşım ile 1/5 1/150 arasındadır. 50

63 5. KÖMÜRLERĐN KĐMYASAL ANALĐZLERĐ Kömürlerde kimyasal analizler, TS ve ASTM standartlarına göre (Anonymous 1991 ve Anonim 2011) Ankara Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği bölümü Kömür-Palinoloji laboratuvarı ile Normlab labarotauvarlarında yapılmıştır. Analizler yoğunlukla proksimate analizlerdir. Elementer (Ultimate) analizlerin sayısı sınırlandırılmıştır. Bunun nedeni ise kömürlerin santral yakıtı olarak kullanılacak kalitede olmasındandır. 5.1 Kömür Örneklerinin Seçimi Kömür örnekleri seçimi yüzeyde mostra veren kömür damarı olmadığından sadece sondajlardan alınmıştır. Sondajların seçiminde ise mümkün olduğunca taze kömür örneklemesi yapılmıştır. Örneklemelerde sondajların bir kısmı daha önceki dönemlerden yapıldığından bu eski örnekler alınmamıştır. Örneklemede karot yarılama makinesi kullanılarak karotlar yarılanmış ve yarılanan karotlardan alınan yarım karot tekrar yarılanmıştır. Bu metotla çeyreklenmiş olan karotun 1 çeyreği kimyasal analizler için kullanılmıştır. Alınan örnekler hemen çift naylon poşete konularak örnek numaraları yazılmıştır. Bu paketler tekrar çift poşete konularak laboratuvar gönderilmiştir. Kimyasal analizler için alınan örnekler çizelge de verilmektedir. Bu tablodan görüleceği üzere alınan kömür örneğinin makroskopik olarak litolojisi tanımlanmıştır. Ayrıca alındığı sondaj numarası, alındığı derinlik ve alınan örneğe uygulanmış olan kaba (proksimate) analizler yapılmış ise y harfi ile kodlanmıştır. Gerek alt damar ve gerekse üst damar kömür örnekleri aşağıda ayrı ayrı çizelgelerde verilmektedir. 51

64 5.1.1 Alt damar örnekleri seçimi Alta kömür damarına ait örneklemeler çizelge 5.1 de verilmektedir. Çizelgeden de görüleceği üzere megaskopik litoloji tayininden bu damar kömürlerin az killi kömür ve killi kömür litolojisinde oldukları saptanmıştır. Sondaj 27 ve 36 da temiz kömür karakterinde oldukları gözlenmiştir. Alt kömür damar örneklerinin seçilmiş olan bazılarında uçucu madde ve toplam S analizleri yapılmıştır. Tüm örneklerde bu deneyler maliyetlerin yüksekliği nedeniyle yapılamamıştır. Çizelge 5.1 Alt kömür damarı kimyasal analiz örneklemesi ve kömür damarı bazında litolojik determinasyonları Uygulanan Analizler Numune Sj. Litoloji Derinlik No. No. U. Isıl + Nem Kül M. Değ. S BG-1A Temiz Kömür S27 106,50-107,50 y y - y - BG-2A Killi Kömür S29 106,65-107,15 y y - y - BG-3A Az Killi Kömür S30 127,50-129,00 y y - y - BG-4A Az Killi Kömür S33 137,60-139,70 y y - y y BG-5A Az Killi Kömür S35 42,65-43,15 y y - y y BG-6A Temiz Kömür S36 27,45-28,15 y y - y - BG-7A Killi Kömür S38 335,20-336,90 y y - y y BG-8A Killi Kömür S41 311,90-313,50 y y y y y BG-9A Az Killi Kömür S42 192,35-194,30 y y - y - BG-10A Kil Linyitli S45 275,50-276,00 y y y y y y: yapıldı 52

65 5.1.2 Üst damar örnekleri seçimi Üst kömür damarına ait örneklemeler çizelge 5.2 de verilmektedir. Çizelgeden de görüleceği üzere megaskopik litoloji tayininden bu damar kömürlerin temiz kömür litolojisinde oldukları saptanmıştır. Alt kömür damarı ile karşılaştırıldıklarında üst kömür damarının çok belirgin bir şekilde daha iyi kalitede oldukları megaskopik gözlemlerde ortaya çıkmaktadır. Sondaj 18 de az killi kömür karakterinde, sondaj 23 ve 24 de de killi kömür karakterinde kömür kesildikleri gözlenmiştir. Üst kömür damar örneklerinin seçilmiş olan bazılarında uçucu madde ve toplam S analizleri yapılmıştır. Tüm örneklerde bu deneyler maliyetlerin yüksekliği nedeniyle yapılamamıştır. 53

66 Çizelge 5.2 Üst kömür damarı kimyasal analiz örneklemesi ve kömür damarı bazında litolojik determinasyonları Numune Sj. Uygulanan Analizler Litoloji Derinlik No. No. Isıl Nem Kül U. M. + S Değ. BG-1U Temiz Kömür S1 29,15-31,00 y y y y y BG-2U Temiz Kömür S2 134,80-137,20 y y y y y BG-3U Az Killi Kömür S18 189,00-189,80 y y - y - BG-4U Temiz Kömür S19 78,00-82,00 y y - y - BG-5U Temiz Kömür S21 128,50-132,00 y y y y y BG-6U Killi Kömür S23 147,00-148,00 y y y y y BG-7U Killi Kömür S24 60,00-61,00 y y - y - BG-8U Temiz Kömür S25 169,00-170,80 y y - y - BG-9U Temiz Kömür S26 239,00-244,50 y y y y y BG-10U Temiz Kömür S28 68,00-75,00 y y - y - BG-11U Temiz Kömür S33 133,50-136,50 y y y y y BG-12U Temiz Kömür S36 22,85-24,70 y y - y - BG-13U Temiz Kömür S38 332,50-334,25 y y y y y BG-14U Temiz Kömür S41 309,50-311,10 y y y y y BG-15U Temiz Kömür S42 189,50-192,60 y y y y y y: yapıldı 5.2 Kimyasal Analiz Örneklerinin Hazırlanması Kimyasal analiz çalışmaları için laboratuvara gelen örnekler yapılacak analizlere göre düzenlenmiştir. Bu çalışma için bir akış diyagramı hazırlanmıştır. Analizlerde uygulanan akış şemasına (Şekil 5.2) göre hazırlanan örnekler analiz cihazlarına verilerek değerleri elde edilmiştir. Şekil 5.1 de nem ve diğer analizler ile kömürlerin baz değerleri açıklanmaktadır. 54

67 Şekil 5.1 Kömürlerde analizler ve kömürlerin baz kavramı (Ward (1984) ten türkçeleştirilerek alınmıştır) Örneklerde en önce toplam nem ve kaba nem tayin işlemleri yapılmıştır. Nem tayini yapılmış örneklerden kül, uçucu madde, ısıl değer ve toplam-s analizlerine numuneler gönderilmiştir. Analizlerde ASTM-D tarafından belirlenen proksimate analizlerde uygulanan yönteme göre analiz numuneleri hazırlanmış ve deneylerde buradaki düzen içerisinde yapılmıştır. 55

68 Snok`l Mdl T-L-S`xhmh + S Tayini Ras-BS` xhmh HrÂkCdčdqS` xhmh Şekil 5.2 Laboratuvarda numunelerin analiz akış şeması 5.3 Proksimate (kaba) Analizler Nem analizleri Laboratuvara bu halde gelen kömürlerde nem analizleri TS 438 ISO 331, standartlarına göre orjinal nem ve higroskopik (bünye) nem tayini yapılmıştır. Nem tayininde hatayı önlemek için ayrıca TS 690, ISO 589 ve ASTM standartlarına göre toplam nem tayini yapılmıştır. Nem analizlerinde Nüve FN 055 marka etüv kullanılmıştır. Nem tayinleri toplam nem, kaba (yüzey) nemi ve higroskopik nem olmak üzere üç aşamada yapılmıştır. 56

69 Kaba (Yüzey) nemi tayini Kaba nem tayini, laboratuvara gelen numune torbası temizlendikten sonra tartılmıştır. Darası alınmış kaba kömür boşaltıldıktan sonra tekrar tartılmıştır. Torbalar ve numune kağıtları da hemen tartılarak not edilmişlerdir. Tepsiden yaklaşık 5 g kadar numune alınarak toplam nem tayini işlemine sokulmuştur. Tepsideki kömür karıştırılmış ve 20 C laboratuvar ortamındaki %80 bağıl nemlilikte kütlesi dengeleninceye kadar beklenmiştir. Bekleme süresi saat arasında değişmektedir. Kütlesi dengelenen tepsi tekrar tartılmış ve kütle kaybı kaba nem olarak kayıt edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, çizelge 5.3 de alt damar kömürleri için, çizelge 5.4 de ise üst damar kömürleri için verilmiştir Higroskopik (bünye) nemi tayini Kimyasal analizler için laboratuvara gelen kaba nemi belirlenmiş olan örneklerden 5 g ağırlığında ortalama 1-2 mm boyutundaki örnek alınarak akik havanda ezilerek tane boyutları küçülmüştür. Daha sonra darası önceden belirlenmiş bir cam krozeye yaklaşık 3-5 g arasında konulmuştur. Daha önceden ısısı 105 C± 3 C sıcaklığa ayarlanmış olan etüvde TS 438 ISO 331 standartlarında belirtildiği şekilde 4 saat süreyle kurutulmuştur. Kuruyan örnekler, havadan nem almamaları için desikatörde soğutulmuş ve kütleleri dengeleninceye kadar tartıma devam edilerek sabit kütleleri belirlenmiştir. Bu kütle ile deney başındaki alınan nemli kömürün kütlesi orantılanarak higroskopik nem belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, çizelge 5.3 de alt damar kömürleri için, çizelge 5.4 de ise üst damar kömürleri için verilmiştir. 57

70 Toplam nem tayini Toplam nem tayini gravimetrik metotla TS 438 ISO 331 standartlarındaki belirtildiği şekilde yapılmıştır. Laboratuvara gelen ve torbadan çıkartıldıktan sonra darsı alınmış tepsiye konan kömür numunesinden yaklaşık 5 g kadar toz haldeki kömür numunesi darası belirlenmiş cam krozeye alınmıştır. Krozeye konulduktan sonra hemen tartılan kütle kaydedilmiş ve hemen sonra 105 C± 3 C sıcaklığa ayarlanmış olan etüve konulmuştur. 4 saat beklendikten sonra kroze hemen alınarak desikatöre konularak soğutulmuştur. Desikatörde soğumuş olan kroze ve kömür 3 kez arka arkaya tartılmıştır. Her üç ölçümün ortalaması alınarak nemi kaybı olarak kaydedilmiştir. Daha sonra deney öncesi ve deney sonrası kütle kaybı yüzde oranı olarak hesaplanmıştır. Alt damar ve üst damara ait olan toplam nem analiz sonuçları çizelge 5.3 de alt kömür damarı için çizelge 5.4 de ise üst kömür damarı için verilmiştir. 58

71 Çizelge 5.3 Alt kömür damarına ait nem analizleri Numune No. Kaba Nem Higroskopik Nem Toplam Nem BG-1A 18,74 7,95 26,69 BG-2A 17,39 3,76 21,15 BG-3A 18,06 4,23 22,29 BG-4A 18,56 5,10 23,66 BG-5A 20,78 4,97 25,75 BG-6A 25,91 6,20 32,11 BG-7A 18,82 6,10 24,92 BG-8A 22,87 2,65 25,52 BG-9A 24,51 6,91 31,42 ORTALAMA 20,63 5,32 25,95 59

72 Çizelge 5.4 Üst kömür damarına ait nem analizleri Numune No. Kaba Nem Higroskopik Nem Toplam Nem BG-1U 26,92 3,86 30,78 BG-2U 27,05 1,26 28,31 BG-3U 8,92 11,67 20,59 BG-4U 13,03 12,86 25,89 BG-5U 14,46 10,49 24,95 BG-6U 18,95 3,88 22,83 BG-7U 14,28 7,79 22,07 BG-8U 16,95 9,20 26,15 BG-9U 17,75 4,77 22,52 BG-10U 13,98 11,92 25,90 BG-11U 17,24 6,79 24,03 BG-12U 25,67 5,97 31,64 BG-13U 22,75 8,74 31,49 BG-14U 27,07 3,77 30,84 BG-15U 25,14 8,43 33,57 ORTALAMA 19,34 7,43 26, Nem analizlerinin değerlendirilmesi Nem analiz sonuçlarına bakıldığında genel olarak hem alt damarın, hem de üst damarın analiz sonuçlarının birbirine yakın oldukları görülmektedir. Alınan örneklerden kaba nem içerikleri alt damar için %20,63, üst damar ise %19,34 olarak bulunmuştur. Ortalama olarak her iki damarın kaba nem ortalaması %19,98 dir. Kömürlerin higroskopik nem içerikleri ortalama olarak alt damar için %5,32 üst damar için %7,43 olarak saptanmıştır. Ortalama olarak her iki damarın higroskopik nem ortalaması %6,37 dir. 60

73 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 Üst Damar Alt Damar 5,00 0,00 K aba Nem Higros kopik Nem Toplam Nem Şekil 5.3 Alt ve üst damar kömürlerinin nem türlerine göre değerlerinin karşılaştırılması Kömür damarlarında alınan örnekleme noktaları ele alındığında nem değerlerinin ve nem türlerine göre değerleri arasında dağılımları ele alındığında herhangi bir özelliğin olmadığı ortaya çıkmaktadır, diğer bir deyimle jeolojik yapı ile kömürlerin nem dağılımları ararsında bir ilişki kurulamamaktadır Kül analizleri Yenice köy kömürlerinin kül analizleri, TS 329-ISO ve ASTM D-3174 standardına göre yapılmıştır. Deneylerde Heraeus K-414 marka kül fırını kullanılmıştır. Havada kuru bazdaki kömürden 1-2 g toz haline kadar akik havanda öğütülmüş kömür alınmıştır. Alınan kömür, darası belirli olan porselen krozelere konulmuş ve 750 C± 10 C sıcaklığa ayarlanmış olan kül fırınına konulmuş ve 4 saat boyunca külleştirilmiştir. Fırından alınan kroze ve kül soğutulmak üzere desikatöre alınmış ve böylece soğuma esnasında nem alarak kütlesinin değişmesi önlenmiştir. Soğuyan kroze ve kül 3 kez tartılmış ve tartım ortalaması kaydedilmiştir. Kül oranı yüzde olarak hesaplanmış ve kütlece yüzde olarak kaydedilmiştir. 61

74 Alt damara ait örneklerin kül analiz değerleri, %19,88 - %55,57 arasında (Çizelge 5.5), üst damara ait örneklerde ise %19,66 - %43,02 arasında değişmektedir (Çizelge 5.6). Alt damarın kül ortalaması, orjinal bazda %37,63, havada kuru bazda ise %46,11 değerindedir (Çizelge 5.5). Üst damarın orjinal bazdaki kül oranı %28,83 iken havada kuru bazdaki kül oranı %35,84 olarak hesaplanmıştır (Çizelge 5.6). Çizelge 5.5 Alt kömür damarına ait kül analizleri Numune No. Kül (o.b. % değer) Kül (hkb. % değer) BG-1A 31,58 39,65 BG-2A 55,57 55,57 BG-3A 43,20 53,25 BG-4A 35,40 44,00 BG-5A 38,34 49,08 BG-6A 19,88 24,47 BG-7A 43,49 54,37 BG-8A 40,09 52,40 BG-9A 31,10 42,22 ORTALAMA 37,63 46,11 62

75 Çizelge 5.6 Üst kömür damarına ait kül analizleri Numune No. Kül (o.b. % değer) Kül (hkb. % değer) BG-1U 20,80 28,89 BG-2U 21,58 29,72 BG-3U 43,02 47,85 BG-4U 29,94 35,47 BG-5U 29,39 30,05 BG-6U 41,48 51,67 BG-7U 43,92 51,92 BG-8U 27,33 33,60 BG-9U 35,58 43,73 BG-10U 33,40 39,60 BG-11U 22,52 30,54 BG-12U 18,80 25,86 BG-13U 19,66 26,19 BG-14U 21,08 29,33 BG-15U 23,97 33,20 ORTALAMA 28,83 35, Kül analizlerin değerlendirilmesi Yenice kömürlerinin kül analizleri çizelge da verilen değerlere göre alt damar için orjinal bazda %37,63 ve havada kuru bazda ise %46,11; üst damar için de orjinal bazda % 28,83 iken havada kuru bazda %35,84 olduğu görülmektedir. Bu değerlere bakıldığında alt damarın daha küllü bir kömür olduğu, üst damarın ise kül bakımından belirgin bir şekilde daha az anorganik maddeyi kül şeklinde bünyesinde barındırdığı gözlenmektedir. Her iki damarın ortalaması ise orjinal bazda %33,23, havada kuru bazda ise %40,98 olduğu gözlenmektedir. 63

76 50,00 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Kül (orj. baz) Kül (h.k.b.) Üst Damar Alt Damar Şekil 5.4 Alt ve üst damar kömürlerinin ortalama kül değerlerinin bazlara göre dağılımı Yenice kömürleri kül bakımından zengin olan bir kömürdür. Alt damarın kül oranı üst damara göre daha yüksektir (Şekil 5.4). Đşletme sırasında her iki damarın ayrı işletilmesinin termik santral açısından dikkate alınması gereklidir. Ancak her iki damarın birlikte işletilerek santrale verilmesi halinde ise, analiz sonuçlarından %40.98 olan kül içeriği ortalamasının santral çıkışındaki kül miktarı açısından önemli bir tartışma yaratacağını da belirtmek gerekmektedir Uçucu madde analizleri Analizlerde TS-ISO ve ASTM 5143 standartlarına göre yapılmıştır. Kuvars cam kapaklı ve darası belirli krozelere 2-3 g kadar öğütülmüş kömür numunesi konulup tartılmış ve kapakları yerleştirilmiştir. Daha sonra ise 875 C± 10 C sıcaklığa ayarlanmış olan fırına konulmuş ve 4 saat boyunca ısıtılarak koklaşmaları sağlanmıştır. Deneylerde Heraeus K-414 kül fırını kullanılmıştır. Koklaşma sonrasında krozelerin kütlece ortam neminden etkilenmemeleri için desikatörlere alınarak soğutulmuşlardır. Daha sonra tartımları yapılarak kömürlerin kütlece uçucu madde miktarları hesaplanmıştır. Kok yüzdeleri de hesaplanmış olmasına rağmen tez çalışması kapsamına alınmamıştır. 64

77 Uçucu madde analizleri alınan tüm numunelere uygulanmamıştır. Üst damarda yeterli sayıda analiz yapılmıştır. Alt damardan ve üst damardan alınan seçilmiş sadece bir örnekte deney uygulanmıştır. Alt kömür damarından BG-8A örneğinde yapılmıştır. Bu değerin alt damarı temsil ettiği düşünülebilir, Kavuşan (2009), çalışmasında 60 adet farklı uçucu madde analiz sonuçları ile karşılaştırıldığında, bu değerin diğer 60 örnek değerleri ile uyarlı oldukları gözlenmiştir. Dolayısıyla bu değeri havza alt damarı için ortalama değer kabul etmek mümkündür. Üst damar uçucu madde değerleri çizelge 5.7 de verilmektedir. Üst kömür damarının uçucu madde içeriği ortalama olarak orjinal bazda %26,34, havada kuru bazda ise %34,19 dir. Çizelge 5.7 Alt kömür damarına ait uçucu madde analizleri NUMUNE NO U. M. (o.b. % değer) U. M. (hkb. % değer) BG-8A 21,97 28,72 65

78 Çizelge 5.8 Üst kömür damarına ait uçucu madde analizleri NUMUNE NO U. M. (o.b. % değer) U. M. (hkb. % değer) BG-1U 25,17 34,96 BG-2U 28,69 39,52 BG-5U 24,84 29,63 BG-6U 22,78 28,37 BG-9U 23,60 29,00 BG-11U 27,81 30,45 BG-13U 27,89 37,15 BG-14U 29,12 40,52 BG-15U 27,13 38,08 ORTALAMA 26,34 34, Uçucu madde ananlizlerinin değerlendirilmesi Uçucu Madde, kömürlerdeki, nem (organik maddenin bozunma nemi ve minerallerin hidrasyon suyu), hidrojen, karbondioksit, karbonmonoksit, hidrojen sülfür, organik sülfür bileşikleri, organik bileşikler, düşük alifatik hidrokarbonlar, klorürler ve amonyak gibi bileşikleri içermektedirler. Kömürleşme derecesinin uçucu madde miktarıyla ters orantılı olması nedeniyle kömür sınıflandırmalarında örneğin Alman (DIN) ve Amerikan (ASTM), bir parametre olarak kullanılmaktadır. 66

79 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 Üst Damar Alt Damar 10,00 5,00 0,00 Uçucu. M. (orj. baz) Uçucu M. (h.k.b.) Şekil 5.5 Yenice kömürlerinin alt ve üst damar uçucu madde oranlarının karşılaştırılması (% değer) Yenice kömürlerinin uçucu madde içerikleri alt damar için yaklaşık olarak literatür verileriyle kıyaslanarak %28-30 aralığında olduğu, üst kömür damarının ise %34,19 olduğu gözlenmektedir. Kömürlerin uçucu madde içerikleri düşüktür ve bunun önde gelen nedeni olarak organik madde miktarının düşük olması ve kül oranlarının yüksek olması gösterilebilir. Analizi yapılan kömür numunelerinin uçucu madde içerikleri incelendiğinde ortalama değer olarak orjinal bazda üst damar için %25,64, alt damar için %18,12, havada kuru bazda üst damar için %33,72, alt damar için ise %23,39 olarak belirlenmiştir (Şekil ). Alt damarın uçucu madde içeriğinin üst damara göre oldukça düşük değerlerde tespit edilmesinin nedeni, örneklerdeki düşük organik maddeye karşılık yüksek kül içeriğinden kaynaklanmaktadır. Bu düşük uçucu madde oranı gaz veriminin de düşüklüğünü gösterecektir ve bu da kömürlerin alev alma sıcaklıklarının alifatik yan gruplarca fakir olmaları nedeniyle daha yüksek olacağını gösterir. 67

80 5.3.4 Kükürt analizleri Kömürlerde kükürt analizleri, toplam kükürt analizleri olarak yapılmıştır. Kükürt türü analizleri yapılamamıştır. Bunun nedeni ise analiz maliyetlerinin yüksek olmasıdır. Kükürt analizlerinde Leco SC-144 marka kükürt analiz cihazı kullanılmıştır. Toplam kükürt analizleri ise TS 440 ISO351, ASTM D-4239 standartlarına göre yapılmış, bir miktar kömür toz halinde ezildikten sonra cihaza yerleştirilmiştir. Çizelge 5.9 Alt kömür damarına ait kükürt analizleri NUMUNE NO. Toplam S (o.b. % değer) Toplam S (hkb. % değer) BG-4A 3,81 4,67 BG-5A 4,32 5,37 BG-7A 4,64 5,2 BG-8A 4,09 5,34 BG-10A 1,61 2,03 ORTALAMA 3,69 4,522 68

81 Çizelge 5.10 Üst kömür damarına ait kükürt analizleri NUMUNE NO. Toplam S (o.b. % değer) Toplam S (hkb. % değer) BG-1U 3,80 5,28 BG-2U 4,36 6,01 BG-5U 4,41 5,26 BG-6U 3,40 4,23 BG-9U 3,99 4,90 BG-11U 3,40 3,72 BG-13U 3,92 5,22 BG-14U 4,19 5,83 BG-15U 3,55 4,98 ORTALAMA 3,89 5, Kükürt içeriklerinin değerlendirilmesi Tez kapsamında yapılan kükürt analiz sonuçlarına göre ortalama değer olarak orjinal bazda üst damar için %4,01, alt damar için %3,77, havada kuru bazda üst damar için %5,28, alt damar için ise % 4,44 olarak belirlenmiştir. Üst damar kömürlerinin kükürt içerikleri alt damar kömürlerine göre nispeten daha çok bulunmaktadır. Kavuşan 2009 da S33 ve S35 sondajlarında kesilen alt ve üst damara ait kömür örneklerinin analiz değerleri verilmektedir. Bu değerlere bakıldığında kömürün kükürt içeriklerinin çok yüksek oldukları, % 4,5 gibi değere ulaştıkları görülmektedir. Külde S, yani kömürün içerisinde herhangi bir şekilde SO 4 bileşiği halinde bulunan oranın ise önemli oranda azlığı da dikkat çekicidir. 69

82 Çizelge 5.11 Yenice kömürlerine ait kükürt türü içerikleri analiz değerleri (Kavuşan 2009) Sj. No S33 S35 Derinlik 34,50-36,70 42,65-43,15 o.b. h.k.b. o.b. h.k.b. Toplam - S 3,81 4,67 4,32 5,67 Külde - S 0,63 0,77 0,80 1,05 Org+Prt - S 3,18 3,90 3,52 4,62 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 Üst Damar Alt Damar 1,00 0,00 Toplam S (orj. baz) Toplam S (h.k.b.) Şekil 5.6 Yenice alt ve üst kömür damarlarının Toplam -S içeriklerinin grafik olarak gösterilmesi (% değer) Santral yakıtı amaçlı olarak üretilecek olan Çankırı-Yenice kömürleri için kükürt büyük sorun oluşturmaktadır. Yenice kömürlerindeki kükürdün uzaklaştırılmasında sarsıntılı masa, flotasyon ve manyetik ayırma gibi fiziksel yöntemler ile kömürün yanmasına dayalı kimyasal yöntemler kullanılabilinir. Sallantılı masalar 0,9 cm lik ince kömürlerden pritik kükürdün uzaklaştırılmasında en etkin yöntemlerden biri olarak A.B.D. ve Rusyada yaygın olarak kullanılmaktadır. Rusyada Donbas havzası yüksek kükürtlü kömürlerde %95 e varan bir verim elde 70

83 edilmektedir (Blagov 1979). A.B.D de ise Concenco 77 adı verilen çift katlı masalar kullanılmış ve toplam kükürdün %40 ı piritik kükürdün ise %57 si kömürden uzaklaştırılmıştır (Deurbrouck 1978). Flotasyon yöntemi ile kömürdeki piritik kükürtün uzaklaştırılması, piritin çöktürülüp kömürün yüzdürülmesi veya kömürün bastırılıp piritin yüzdürülmesi esasına dayanmaktadır. Bu şekilde Sarıkaya ve Özbayoğlu (1984) tarafından %30,47 kül, %3,31 toplam kükürt, %2,88 piritik kükürt ve %0,19 sülfat kükürdü içeren Erzurum Aşkale linyitine iki aşamalı flotasyon yöntemi uygulanmış, ilk aşamada kömür, gazyağı ve MIBC (metil izobutil karbinol) ile yüzdürülmüş iri piritler atığa geçmesi sağlanmıştır. Đkinci aşamada ise ortamın ph ı 6 ya indirilmiş ve kömür bastırılarak daha önce kömürle birlikte yüzen ince taneli piritlerin potasyum amil ksantat la (K.A.X) yüzdürülmesine çalışılmıştır. Bu yöntemle -20 meşe indirgenmiş kömürlerde piritik kükürdün %74,05 i uzaklaştırılmıştır. Manyetik ayırma yönteminde ise kömürün diamanyetik, piritin ise paramanyetik olmasından dolayı manyetik özellik farklılığına dayanır, bu durumda piritin kömürden uzaklaştırılmasında manyetik ayırma yönteminin uygulanabileceğini göstermektedir (Liu vd. 1976). Laboratuvar çapında yapılan bir çalışma ile yüksek alan şiddetli manyetik ayırıcı kullanılarak meşe öğütülmüş Upper Freeport kömürlerindeki kükürt oranı %2,58 den %1,09 a, Pittsburgh kömürlerinde ise %4,38 den % 1,94 e düşürülebilmiştir (Leonard 1970). Önal (1978) ise yüksek olan şiddetli Carpo Laboratuvar tipi yaş manyetik ayrıcı kullanılarak 100 meş boyutu altına ufaltılmış kömür numuneleri ile %10 pülp yoğunluğunda ve Gaus manyetik alan şiddetinde piritik kükürdün kömürden uzaklaştırılmasına çalışmış olup alınan sonuçlar aşağıdaki çizelge 5.13 de gösterilmiştir. 71

84 Çizelge 5.12 Çeşitli kömürlerden yüksek alan şiddetli manyetik ayırma yöntemi ile piritik kükürdün uzaklaştırılması Kömür Yatağı Beslenen Kömür Toplam -S (%) Piritik -S (%) Temiz Kömür Toplam -S (%) Piritik -S (%) Verim Muğla-Yatağan 3,91 1,30 2,35 0,26 80,0 Aydın-Söke 2,97 1,00 2,10 0,13 87,0 Ankara-Beypazarı 5,00 2,10 3,20 0,30 85,7 Çanakkale-smalıköy 3,78 1,90 2,15 0,27 85,7 Đstanbul-Kilyos 6,66 3,80 3,30 0,4 85,8 Afşin-Elbistan 1,62 1,20 0,48 0,06 95,0 Şırnak (Asfaltit) 2,94 1,80 1,40 0,26 85,6 (%) Son yıllarda kömürün piritten temizlenmesi için yeni bir teknoloji olan yüksek gradyan manyetik ayırıcı (High Gradient Magnetic Separator HGMS) uygulanmaya başlanmıştır. HGMS, modern, yüksek kapasiteli, yoğun alan şiddeti ve geniş alan değişimi olan bir manyetik ayırıcı olup mikron büyüklüğündeki paramanyetik maddelerin temizlenmesinde yüksek verim sağlanmaktadır (Fine vd. 1976), (Liu, vd. 1976). HGMS ile kömürden piritik kükürdün giderilmesi için yapılan bir araştırma mikron boyutundaki kömür numunesi 4cm/saniye beslenme hızıyla 20 kilo-örsted şiddetindeki manyetik alandan geçirilmiş ve toplam kükürt oranı % 1,32 den % 0,81 e, piritik kükürt ise %0,66 dan %0,24 e düşürülmüştür.kömür yıkama randımanı ise % 90 olmuştur (Trindade vd. 1974). Kömürün yanması sırasında ortaya çıkacak SO 2 gazı, yanma sırasında kireç (CaO) veya kireçtaşı (CaCO 3 ) ile tutularak gazın çıkması önlenir. Bu uygulama özellikle akışkan yataklı fırınlarda görülmektedir. 72

85 5.3.5 Isıl değer analizleri Yenice kömürlerinden alına örneklerden TS-ISO 1928 standardına göre Leco AC-500 marka adiyabatik izoperibolik otomatik kalorimetre kabı kullanılarak analizler yapılmıştır. Kömürlerin kullanım alanı olarak öncelikle termik santralde yakılarak ısı elde edilmesi amaçlandığından gerek alt ve gerekse üst damardaki tüm örnekler deney tabi tutulmuştur. Analiz sonuçları çizelge 5.13 de alt damar kömürleri, çizelge 5.14 de de üst damar kömürleri için alt ve üst ısıl değerler kcal/kg cinsinden verilmiştir. Çizelgelere bakıldığında alt kömür damarının alt ısıl değerinin orjinal bazda 1171 kcal/kg ile 2912 kcal/kg ararsında değiştiği ve ortalama ısıl değerinin orjinal bazda 2110 kcal/kg olduğu saptanmıştır. Orjinal bazda üst ısıl değerlerin alt kömür damarı için 1367 kcal/kg ile 3247 kcal/kg değerleri arasında değiştiği ve ortalama değerin ise 2369 kcal/kg olduğu saptanmıştır. Havada kuru bazda alt kömür damarının alt ıslı değerinin 1562 kcal/kg ile 4253 kcal/kg arasında değiştiği ve ortalama olarak 2844 kcal/kg olduğu saptanmış, üst ısıl değerinin ise 1669 kcal/kg ile 4487 kcal/kg arasında değiştiği ve ortalama olarak 3045 kcal/kg olduğu saptanmıştır. Yenice kömürlerinden üst damardan alınan örneklerde orjinal bazda alt ısıl değerinin 1927 kcal/kg ile 3601 kcal/kg arasında değiştiği ortalama değerinin ise 2711 kcal/kg olduğu saptanmış, orjinal bazda üst ısıl değerinin ise 2391 kcal/kg ile 5227 kcal/kg arasında değiştiği ve ortalama ısıl değerinin 3663 kcal/kg olduğu saptanmıştır. Havada kuru bazda üst kömür damarının alt ısıl değerinin 2161 kcal/kg ile 3948 kcal/kg arasında değiştiği ve ortalama olarak 3049 kcal/kg olduğu saptanmış, üst ısıl değerinin ise 2557 kcal/kg ile 5587 kcal/kg arasında değiştiği ve ortalama olarak 3893 kcal/kg olduğu saptanmıştır. 73

86 Çizelge 5.13 Alt kömür damarına ait ısıl değer analizleri Numune No Alt Isıl Değer Üst Isıl Değer Alt Isıl Değer Üst Isıl Değer (o.b. % değer) (o.b. % değer) (hkb. % değer) (hkb. % değer) BG-1A BG-2A BG-3A BG-4A BG-5A BG-6A BG-7A BG-8A BG-9A ORTALAMA

87 Çizelge 5.14 Üst kömür damarına ait ısıl değer analiz değerleri Numune No. Alt Isıl Değer Alt Isıl Değer Alt Isıl Değer Üst Isıl Değer (o.b. % değer) (ob. % değer) (hkb. % değer) (hkb. % değer) BG-1U BG-2U BG-3U BG-4U BG-5U BG-6U BG-7U BG-8U BG-9U BG-10U BG-11U BG-12U BG-13U BG-14U BG-15U ORTALAMA Isıl değer sonuçlarının değerlendirilmesi Yenice kömürlerinin ısıl değerlerine bakıldığında alt damarın ısıl değerinin hem orjinal bazda hemde havada kuru bazda düşük oluğu anlaşılmaktadır. Bunun temel nedeni bu kömür damarının killi oluşudur. Üst kömür damarın alt kömür damarına göre orjinal bazda alt ısıl değerinin daha yüksek olup yaklaşık %20 oranında daha fazla bir değere sahip olduğu anlaşılmaktadır. Kömürlerin termik santralde ısı kaynağı olarak değerlendirilmeleri durumunda üst kömür damarının doğrudan kullanılması halinde daha verimli olacağı görülmektedir, ancak her iki kömür damarı da birlikte işletileceği için burada 1:1 oranında bir karışımın 75

88 yapılması halinde ortalama alt ısıl değerin havada kuru baz için 2946,5 kcal/kg, orjinal bazda ise alt ısıl değerinin 2410,5 kcal/kg değerine ulaşacakları ortaya çıkmaktadır. Şekil 5.7 Alt ve üst kömür damarlarının orjinal bazda ısıl değerlerinin karşılaştırılması Şekil 5.8 Alt ve üst kömür damarlarının havada kuru bazda ısıl değerlerinin karşılaştırılması 76

89 5.4 Kimyasal Analiz Sonuçlarının Değerlendirilmesi Çankırı Yenice kömür havzasında yapılan sondajlardan alt ve üst damarlara ait alınan toplam 20 adet kömür örneğinin kaba kimyasal (proksimate) analiz sonuçları değerlendirilmiştir. Şekil 5.9 da orjinal bazda, şekil 5.10 da da havada kuru bazda kömürlerin proksimate analiz sonuçları gösterilmiştir. Yenice kömürlerinde orjinal baz ile havada kur baz arasında önemli derecede değişimler söz konusudur. Burada en belirgin göze çarpıcı değişimin kömürlerin kaba nemlerindeki aşırı değişmedir. Orjinal bazda hem alt damarda ve hemde üst damarda nem oranlarının %5 değerine kadar düşmesi ve bu değişime bağlı olarak kül oranlarındaki değişmelerde açıkça her iki grafikte gösterilmiştir. Alt damarın kül oranının ortalama olarak %50 civarında bir değere ulaşması kömürün santral yakıtı olarak kullanılabilirliğini tartışmaya açmaktadır. Bu damarın işletilmesinde kül oranlarının havada kuru bazda azaldığı noktalarda işletilmesi ve kontrollü olarak kullanılması hem işletme hemde değerlendirme açısından önemli bir husustur. Şekil 5.9 Çankırı Yenice üst ve alt kömür örneklerine ait karşılaştırmalı analiz değer ortalamaları (o.b., % değer) 77

90 Şekil 5.10 Çankırı Yenice üst ve alt damar kömür örneklerine ait karşılaştırmalı analiz değer ortalamaları (hkb, % değer) Kükürt değerlerine bakıldığında ise toplam kükürt değerlerinin %5 civarında oldukları ve kömürlerin kükürtçe zengin kömür oldukları ortaya çıkmaktadır. Şekil 5.11 de görüldüğü üzere analiz sonuçlarından kükürt değerlerine bakıldığında önemli bölümünün organik ve piritik kükürt kaynaklı olduğu gözlenir. Külde-S oranının yine aynı literatürden havada kuru bazda %0,80-1,05 ararsında olduğu düşünüldüğünde yenice kömürlerinin organik ve pritik kükürt bakımından zengin oldukları görülür. Santral yakıtı olarak kullanılmaları halinde bunun bir dezavantaj olarak ortaya çıktığını ve çok iyi bir kireçtaşı-kömür karışımının oluşturulmasında ve kazan tasarımında buna özellikle dikkat edilmesi gereklidir. Bunun dışında ayrıca baca gazının tutulması için gerekli kireç çözeltisinin hazırlanarak baca gazı kükürt oranının çevre standartlarının istenilen sınır değerinin altında kalmasına dikkat edilmesi gerekliliğini belirtmekte yarar vardır. 78

91 Şekil 5.11 Çankırı Yenice kömürlerine ait kükürt türü dağılımları (% değer), (Kavuşan 2009) 79

92 6. KÖMÜRLERĐN PETROGRAFĐK ÖZELLĐKLERĐ Tez çalışması kapsamında Çankırı Yenice kömürlerinde kömür petrografisi incelemesi yapılmıştır. Bu çalışmada kömürlerin oluşum ortamları ve bunların fasiyeslerinin belirlenmesi ve fasiyes özelliklerinden yola çıkılarak kömürlerin yayılımları konusunda bir yaklaşım sağlanması amaçlanmıştır. 6.1 Kömürlerin Petrografik Bileşenleri Kömürler, bilindiği gibi, kayaçlardaki minerallere eşdeğer olarak maserallerden oluşmaktadır. Maseral kömürü oluşturan heterojen, organik bitkisel ve anorganik kökenli mineral vb bileşenlerdir. Bunlar, minerallerden farklı olarak çok geniş aralıkta değişen kimyasal bileşime ve bitkisel kökene sahiptirler. Kömür, organik ve inorganik maddelerin bataklık ortamında yeterli sıcaklık ve basınç altında turbalardan itibaren oluşur. Kömürleşme düzeyi düşük olan kömürlerde maseraller az deforme olmasına rağmen bitkisel yapıyı ve odunsu dokuyu mikroskop altında gözlemek mümkün olabilir, ancak kömürleşme derecesi ilerledikçe bunların gözlenmesi zorlaşmaktadır. Kömür maseralleri; şekil, renk, engebe ve değişik dalga boylarındaki ışığı yansıtma özelliklerine göre hüminit/vitrinit, liptinit ve inertinit olmak üzere üç ana gruba ayrılır. Linyitlerde huminit olarak tanımlanan maseral grubu taşkömürlerinde vitrinit olarak adlandırılır. Linyitlerin içerdiği maseral grupları, maseral alt grupları, maseraller ve maseral tipleri çizelge 6.1 de verilmiştir. 80

93 Çizelge 6.1 Linyit ve alt bitümlü kömürlerde maseral grupları, maseral alt grupları, maseraller ve maseral tipleri (Stach vd. 1982) MASERAL MASERAL ALT MASERALLER MASERAL TĐPĐ GRUBU GRUBU HÜMOTELĐNĐT Tekstinit Ülminit Tekstoülminit Eu-ülminit HÜMĐNĐT HÜMODETRĐNĐT HÜMOKOLLĐNĐT Atrinit Densinit Gelinit Korpohüminit Laevigelinit Porigelinit Filobafinit Psödo-filobafinit Sporinit Kütinit Resinit Suberinit LĐPTĐNĐT Alginit Fluorinit Bitüminit Eksodatinit Liptodetrinit Sporangium Fusinit Semifusunit Makrinit ĐNERTĐNĐT Mikrinit Sklerotinit (Funginit) Đnertodetrinit 81

94 Hüminit Maseral Grubu: Linyit kömürlerinin en önemli maseral gurubudur ve hümik maddelerin kömürleşme sonucu ürünleridir. Taşkömürlerindeki vitrinitlerin linyit kömürlerindeki eşdeğeri olup vitrinite benzer şekilde dokusal özellik gösterir. Lignin tanin ve seluloz gibi humik maddelerden oluşur. Diğer maseral gruplarına göre (inertinit ve liptinit) oksijen içerikleri daha yüksektir ve en önemli tanımlayıcı özelliği renginin gri olmasıdır. Hüminit maseral grubu; hümotelinit, hümokolinit, hümodetrinit maseral alt gruplarına ve bunlarda tekstinit, ülminit, atrinit, densinit, gelinit ve korpohumint maserallerine ayrılmaktadır ve tekstoülminit eu-ülminit levigelinit porigelinit filobafinit psödo-filobafinit maseral tiplerine ayrılmaktadır. (Çizelge 6.1) (Stach vd. 1982). Hümotellinit Alt Grubu: Bu maseral alt grubunda hücre yapısı gözlenmektedir. Dokunun hücre duvarları bozunmamış veya kısmen jelleşmiş olabilir ve humik madde içindeki hücrelerden oluşmuştur. Jelleşme derecesine göre tekstinit ve ülminit maserallerine ayrılmaktadır. Tekstinit kahverengi kömürlerde yaygın olarak bulunur ve hücre boşlukları genellikle açık jelleşmemiş ve bozunmamış bitki dokularından oluşur. Kömürleşme derecesine bağlı olarak koyu gri-açık gri arasında gözlenmektedir. Tekstinit maserali tekstinit A ve tekstinit B olmak üzere iki maseral türüne ayrılır, bunlardan tekstinit A diğerine göre daha düşük yansıma değerine sahiptir. Ülminit turba ve yumuşak kahverengi kömürlerde daha sık bulunmaktadır. Hücre boşlukları kısmen veya tamamen kapanmış veya jelleşmiş hücre dokularının ve tek hücrelerin hücre duvarlarından oluşmuştur. Ülminitteki hücre duvarı tekstinite göre daha fazladır. Ülminitin yansıma derecesi aynı kömürün tekstinit maseraline göre daha fazladır ve jelleşme derecesine göre ülminit A ve ülminit B olmak üzere iki maseral türüne ayrılır (Stach vd. 1982). Hümodetrinit Alt Grubu: Hümünitin çok küçük kırılmış parçaları ve ince olarak dağılmış hümik jelin diyajenezi ile oluşur. Jelleşme derecesine göre atrinit ve densinit maserallerine ayrılır. Atrinit, hücre duvarlarının kırılmış parçaları, şekilsiz ve kırılmış hümin maddeleri gibi kırılmış hüminit parçacıklarından veya lignin-selulozlardan oluşur, bu değişik parçacıklar bir karışım halinde gevşek bir yapı oluştururlar. Koyu gri renkte gözlenir. En çok yumuşak kahverengi kömürlerde bulunur ve taşkömürlerinde 82

95 hemen hemen hiç bulunmaz. Densinit, hücre duvarlarının kırılmış, parçaları şekilsiz ve hemen hemen yoğun hümik maddelerden oluşur. Çok yoğun jelleşme gözlenir. Sert kahverengi kömürler için karakteristiktir (Stach vd. 1982). Hümokollinit Alt Grubu: Amorf hümik jellerden oluşur ve çoğunlukla hümotelliniti oluşturan hücre boşluklarının içini ve daha az oranda gözenek ve çatlaklarda gözlenmektedir. Gelinit, belirli bir şekli olmayan hümik jel olup, nispeten ülminitten daha yüksek yansıtmaya sahip bant ve/veya mercekler oluşturur. Karakteristik özelliği büzülme çatlakları oluşturmasıdır. Korpohüminit küresel eliptik veya çubuk şeklindedir. Çoğunlukla hücre dolgusu olara bulunur, gri ve koyu renklerde gözlenir (Stach vd. 1982). Liptinit (Eksinit) Grubu: Bu gruba ait maseraller genellikle bitkilerin sporin, kütin, süberin, reçine, mum gibi kısımları ile hayvansal ve bitkisel yağlardan meydana gelmişlerdir hüminit grubuna göre yüksek oranda hidrojen içerirler, yansıyan ışıkta, çoğunlukla siyah olarak görünürler. Bu grubun değişik maseralleri kömürleşme derecesine bağlı olarak (mavi) ışıma altında ve sarı filtrede sarıdan kahverengiye kadar değişen renk gösterirler, bu renkleriyle çoğunlukla renk göstermeyen mineral maddeden kolayca ayrılabilmektedirler (Eriş 1996). Turba ve kahverengi kömürlerde liptinitin fluoresans özelliği daha fazladır ve kömürleşme derecesi arttıkça fluoresans şiddeti düşer (Stach vd. 1982). Đnertinit Grubu: Bu grup çoğunlukla vitrinit/hüminit ve daha az oranda bitkisel artıkların bataklık ortamında oksidasyonu sonucunda daha aromatik bir yapı kazanması ile oluşurlar. Normal üstten aydınlatmalı mikroskopta beyaz ve sarımsı beyaz olarak gözlenir. Başlangıç maddelerinin lignin ve selüloz olduğu düşünülmektedir. Yansıtma miktarı hüminite göre çok daha fazla olan inertinit grubu maseraller kömürleşme sırasında her maseral grubunun maseralinden de oluşabilir (Stach vd. 1982). Mineral Madde: Kömürün mineral bileşenlerini kökensel olarak birincil mineraller (sinjenetik) ve ikincil mineraller (epijenetik) olarak ikiye ayrılı. Birincil mineraller 83

96 kömürleşmenin uygun olduğu bataklıklarda turba oluşumu sırasında su, rüzgar gibi değişik yollarla gelen ve/veya ortamda oluşan minerallerdir. Birincil minerallerin kömürleşmenin değişik aşamalarında duraylılığını koruyamamaları sonucu başka minerallere dönüşmeleri, yüzeysel ve/veya hidrotermal kökenli akışkanlara bağlı olarak kömür damarının kırık, çatlak ve gözeneklerinden oluşan minerallere de ikincil mineraller adı verilir. 6.2 Kömür Örneklerinin Seçimi Çalışma alanında yüzeyde mostra tamamen kapalı olduğundan bir yüzey mostra örneklemesi yapılmamıştır. Tüm örneklemeler sondajlardan yapılmıştır. Örneklemelerde sondajların bir kısmı daha önceki dönemlerden yapıldığından bu tür eski örnekler alınmamıştır. Alınan örneklerin mümkün olduğunca taze örnekler olmasına dikkat edilmiştir. Alta damar ve üst damardan örneklemeler ayrı ayrı yapılmıştır. Alt damardan ve üst damardan örnekleme yapılan sondajlar listesi çizelge de verilmiştir. Çizelge 6.2 Alt damar kömür petrografisi örnekleme tablosu Alt Damar Örnek No. Alındığı Yer Metraj BG-11A S26 245,00-246,00 BG-6A S36 27,45-28,15 BG-8A S41 311,90-313,50 BG-12A S49 247,50-248,00 BG-13A S61 398,40-398,90 BG-14A S62 359,50-361,25 84

97 Çizelge 6.3 Üst damar kömür petrografisi örnekleme tablosu Üst Damar Örnek No. Alındığı Yer Metraj BG-5U S21 128,50-132,00 BG-9U S26 239,00-244,50 BG19U S31 103,20-104,75 BG-14U S41 309,50-311,10 BG-20U S49 244,50-246,60 BG-21U S61 397,00-397,70 BG-22U S62 357,50-359, Kömür Petrografisi Örneklerinin Hazırlanması Kömür petrografisi örnekleri Ankara Üniversitesi Kömür jeolojisi laboratuvarında hazırlanmıştır. Kömür örnekleri laboratuvar ortamında nemleri dengelendikten sonra kırılmıştır ve toz fraksiyon elenerek ayırt edilmiştir. Taneli kırıntılar 1 mm lik elekten geçirilerek polyester ile karıştırıldıktan sonra preslenmiş ve parlatma briketleri hazırlanmıştır. Bu briketler sırasıyla 220, 500, 800, 1000, 1200 lük SiC aşındırma kağıtları ve 3 µm lik elmas, 0,3 µm lik Al 2 O 3 ile 0,03 µm lik SiO 2 süspansiyonları ve özel parlatma bezleri kullanılmıştır. Mikroskop çalışması ve maseral analizleri MTA laboratuvarında Leitz MPV II tip mikroskop ile yapılmıştır. Mikroskop ile çalışmalar sırasında 32x yağ objektifi, flouresans görüntüler için mavi ışık ve K 510 sarı filtre kullanılmıştır. Đlgili mikroskopta, dijital kamera yardımıyla fotoğraflar çekilmiştir. Maseral analizi ve hacimce yüzde bileşen ölçümleri Anonim (1963, 1971, 1995) ve Stach vd. (1982) de verilen bilgiler kullanılarak yapılmıştır. Nokta sayımı sırasında Swift nokta sayıcısı kullanılmıştır. Modal analiz için kömür 85

98 parlatma briketleri üzerinde minimum 500 noktada maseral ve mineraller tanımlanmış ve sayılmıştır. 6.4 Kömür Petrografisi Optik Mikroskop Çalışmaları Đncelenen alt damara ait 6 ve üst damara ait 7 adet olmak üzere toplam 13 adet kömür örneğinin optik mikroskop çalışmaları sonucunda saptanan maseral ve mineral bileşimlerine ait sayım sonuçları çizelge de verilmiştir. Çizelge 6.4 Yenice alt damar kömürlerine ait modal analiz değerleri KARBOMĐNERĐT ĐNERTĐNĐT LĐPTĐNĐT HUMĐNĐT Örnek No BG- BG- BG- BG- BG-6A BG-8A 11A 12A 13A 14A Ülminit Densinit Atrinit Gelinit Korpohüminit Sporinit Alginit Kütinit Makrinit Đnertodetrinit Funginit Fuzinit Framboidal Pirit Đdiomorf Pirit Çatlak Dolgusu Pirit Diğer Mineraller

99 Çizelge 6.5 Yenice üst damar kömürlerine ait modal analiz değerleri KARBOMĐNERĐT ĐNERTĐNĐT LĐPTĐNĐT HUMĐNĐT Örnek No BG- BG- BG- BG- BG- BG- BG- 5U 9U 19U 14U 20U 21U 22U Ülminit Densinit Atrinit Gelinit Korpohüminit Sporinit Alginit Kütinit Makrinit Đnertodetrinit Funginit Fuzinit Framboidal Pirit Đdiomorf Pirit Çatlak Dolgusu Pirit Diğer Mineraller Maseral gruplarının ve minerallerin hacimce yüzde değerleri ile maseral gruplarının mineral maddesiz bazda hesaplanan hacimce yüzde değerleri ise çizelge de verilen değerlerden hesaplanmış hacimce yüzde değerleri alt kömür damarı için çizelge 6.6 da, üst kömür damarı içinde çizelge 6.7 de verilmiştir. Petrografik çalışmalar sırasında kömür örneklerinden bazı önemli maseral ve minerallerin fotoğrafları çekilmiş ve fotoğraflar üzerinde, maseral ve minerallerin gerekli açıklamaları yapılmıştır. Ayrıca, maseral gruplarının mineral maddesiz bazda alt ve üst damarda dağılımlarını gösteren üçgen diyagramlar hazırlanmıştır. Bu diyagramlar şekil de sunulmuştur. 87

100 6.5 Maseral Analiz Sonuçları Çankırı Yenice kömürlerinin maseral ve mineral madde analiz sonuçları Çizelge 6.1 ve Çizelge 6.2 de verilmiştir. Petrografik incelemeler sonucunda, Çizelge 6.3 ve 6.4 te hacimsel olarak yüzde oluşturabilen maseralleri, hüminit grubunda ulminit, densinit, atrinit, gelinit, korpohüminit; liptinit grubunda sporinit, alginit, kütinit; inertinit grubunda makrinit, inertodetrinit, funginitlerin oluşturduğu anlaşılmıştır. Maseraller bazında incelendiğinde alt damar kömürlerinde gelinit maseralinin ana maseral olduğu ve buna densinit ve bundan daha az oranlarda atrinitilerin ana bileşeni oluşturdukları saptanmıştır. Bu hüminit grubunu karbomineritlerden sülfür içeren bileşikler dışında kalan anorganiklerin takip ettiği gözlenir. Đnertinitlerden makrinitlerin ve liptinit grubundan ise sporinitlerin oluşturdukları gözlenmektedir. Üst kömür damarı da maseraller bazında incelendiğinde gelinit maseralinin ana maseral olduğu ve buna densinit ve bundan daha az oranlarda atrinitilerin ana bileşeni oluşturdukları saptanmıştır. Bu huminit grubunu karbomineritler den sülfür içeren bileşikler dışında kalan anorganiklerin takip ettiği gözlenir. Đnertinitlerden makrinitlerin ve liptinit grubundan ise sporinitlerin oluşturdukları gözlenmektedir. 88

101 Çizelge 6.6 Yenice alt damar kömürlerine ait maseral yüzdesi dağılımları KARBOMĐNERĐT ĐNERTĐNĐT LĐPTĐNĐT HUMĐNĐT Örnek No BG-11A BG- BG- BG- BG- BG- 6A 8A 12A 13A 14A Ülminit Densinit Atrinit Gelinit Korpohüminit Sporinit Alginit Kütinit Makrinit Đnertodetrinit Funginit Fuzinit Framboidal Pirit Đdiomorf Pirit Çatlak Dolgusu Pirit Diğer Mineraller

102 Çizelge 6.7 Yenice üst damar kömürlerine ait maseral yüzdesi dağılımları KARBOMĐNERĐT ĐNERTĐNĐT LĐPTĐNĐT HUMĐNĐT Örnek No BG- BG- BG- BG- BG- BG- BG- 5U 6U 19U 14U 20U 21U 22U Ulminit Densinit Atrinit Gelinit Korpohüminit Sporinit Alginit Kütinit Makrinit Đnertodetrinit Funginit Fuzinit Framboidal Pirit Đdiomorf Pirit Çatlak Dolgusu Pirit Diğer Mineraller Maseral dağılım grafiklerine bakıldığında (Şekil ) hüminitlerce zengin kömürler grubuna girdikleri gözlenir. Makrinitlerin göze çarpıcı şekilde gözlemlenmeleri ise bataklık ortamının hareketli bir karakterde olduğunu, sellenme vb. hareketler sonucunda organik maddelerin henüz oluşum sürecinde iken yer değiştirdiklerini göstermektedir. Sporinitlerin gözlemlenmeleri ise muhtemelen çevredeki bitkiler bakımından zengin bir karanında bulunduğunu düşündürmektedir. Alt damarda gözlenen en önemli olgu ise karbomineritlerin çok yüksek oranda olan fazlalıklarıdır. Fromboidal piritlerin çok fazla olması, ortamın kükürt bakterilerince zenginliğini ortaya koymaktadır. Çatlak dolgusu kükürtlerin ise idiomorf piritlerden 90

103 biraz daha az oranda ortaya çıkmaktadırlar ve bunlarda çözeltilerde kalmış olan kükürtlerin diyajenez esnasındaki göçleri sırasında yığışım halinde konsantre oldukları düşünülmektedir. Fotoğraflardan özellikle alt damardaki kil ve kuvars minerallerince aşırı zenginleşmelerin olduğu çok belirgin bir şekilde ortaya çıkmaktadır ve bu da ortama sık sık sellenmeler veya diğer etkilerle kolloidal ve daha iri mineral tanelerinden geldiklerini göstermektedir. ul km fp Şekil 6.1 Yenice kömürleri BG-8A no lu örnekte gözlenen ulminit (ul), karbominerit (km), fromboidal pirit (fp), fotoğraf boyutu 270x340 µm km at fp gl Şekil 6.2 Yenice kömürleri BG-6A no lu örnekte gözlenen karbominerit (km), fromboidal pirit (fp), atrinit (at), gelinit (gl), fotoğraf boyutu 270x340 µm 91

104 km kp ks Şekil 6.3 Yenice kömürleri BG-12A no lu örnekte gözlenen karbomineritler (km), karbosilisit (ks)-(kuvars tanesi+kil), karbopirit (kp) fotoğraf boyutu 270x340 µm fp mk ip gl Şekil 6.4 Yenice kömürleri BG-11A no lu örnekte gözlenen gelinit (gl) makrinit (mk), idiomorf pirit (ip), fromboidal pirit (fp) fotoğraf boyutu 270x340 µm Bu anorganikler hem kömürün kül içeriğini artırmakta hemde sertliklerinin yüksek olması nedeniyle, santralde ki değirmenlerin hızlı aşınmasına neden olacaklarını kabul etmek gerekmektedir. Üst damardan alınan örnekler incelendiğinde, kömürlerin maseral bakımından daha zengin oldukları gözlenmektedir. Organik bitkisel artıklar üst damarın kömürleşmesinde 92

105 jelleşmenin fazlalığını ortaya koymakta olup gelinit maseralinin zenginliği bunu göstermektedir. Bazı örneklerde densinit bakımından kısmen zenginleşmede gözlenmekte olup bu kömürleşme esnasında hızlı bir bitkisel materyal gelişi ve bu parçacıkların hümik jeller içine gömülmesinin bir sonucudur. Đnertinitlerde makrinitlerinde bulunması çökel ortamının hareketliliğini ve sık sık belkide sellenmelere maruz kalınan bir bataklık ortamını tanımlamaktadır. S49 ve S61 no lu sondaj örneklerinde kütinitlere rastlanmamıştır. Bu örneklerin alındığı bataklık ortamı diğer lokasyonlara göre daha derin olup muhtemelen su derinliğiyle ilişkilendişrielebilir. Sporinitler azda olsa tüm üst damar kömürlerinde varlığı görülmektedir. Üst damarda en çok göze batan durum ise alt damardaki gibi piritçe zenginliktir. Üst damarda fromboidal piritler daha zengindir. Çatlak dolgusu pirtler bakımından daha fakirdirler. Üst damarda karbopoliminerit ve karbosilisit olarak zenginleşme vardır ve buda ortamın sık sık sellenmeler sonucu detritik anorganiklerce baskınlara uğradığını ortaya koymaktadır. fr gl Şekil 6.5 Yenice kömürleri BG-19U no lu örnekte gözlenen çatlak dolgusu ve fromboidal piritler (fp), gelinit (gl) fotoğraf boyutu 270x340 µm 93

106 gl kt Şekil 6.6 Yenice kömürleri BG-14U no lu örnekte gözlenen gelinit (gl), kütinit (kt) fotoğraf boyutu 270x340 µm gl sp kt fp Şekil 6.7 Yenice kömürleri BG-5U no lu örnekte gözlenen gelinit (gl), fromboidal pirit (fp), kütinit (kt), sporinit (sp) fotoğraf boyutu 270x340 µm 94

107 ul gl ip Şekil 6.8 Yenice kömürleri BG-6U no lu örnekte gözlenen ulminit (ul), gelinit (gl), idiomorf pirit (ip) fotoğraf boyutu 270x340 µm ul sp ip gl Şekil 6.9 Yenice kömürleri BG-20U no lu örnekte gözlenen gelinit (gl), ulminit (ul), sporinit (sp), idiomorf pirit (ip) fotoğraf boyutu 270x340 µm 95

108 kt sp fp ds Şekil 6.10 Yenice kömürleri BG-22U no.lu örnekte gözlenen densinit (ds), fromboidal pirit (fp), kütinit (kt), sporinit (sp) fotoğraf boyutu 270x340 µm Genel olarak bakıldığında ise alt ve üst damar kömürlerinin önemli maseral grubunun hüminitler olduğu, liptinit grubunun %8 i ve inertinit grubunun ise %6 yı geçmediği belirlenmiştir. Hüminit grubunu oluşturan maseralleri alt maseral gruplarına göre ayrılıp değerlendirildiğinde hümokollinit alt grubunun diğerlerine göre çok fazla oranda bulunduğu ve hümotellinit alt grubunun ise en az oranda bulunduğu gözlenmektedir. Đnorganik bileşenlerden pirit, siderit, kil, kuvars ve diğer karbonat mineralleri mineral maddeyi oluşturmaktadır. Bu çalışma sırasında pirit mineralleri diğer mineralleri oluşturan kil kuvars siderit ve karbonat minerallerinde ayrı olarak, kendi içinde framboidal, idiomorf ve çatlak dolgusu pirit olarak ayrı ayrı sayılmıştır. 6.6 Kömürlerin Ortamsal Özellikleri ve Fasiyes Analizleri Çankırı-Yenice kömür yataklanmasının kömür petrografisi değerlendirmesi açısından ele alındığında kömürleşme ortamını karakterize edecek olan maseral dağılımları Ternary diyagramları şekil 6.11 de alt damar için, şekil 6.12 de üst damar için verilmektedir. 96

109 Şekil 6.11 Alt kömür damarına ait maseral dağılımları Şekil 6.12 Üst kömür damarına ait maseral dağılımları 97

110 Alt damarın hüminitçe zengin kömür grubuna girdiği, üst damarında aynı şekilde aynı grupta yer aldığı gözlenmektedir. Bataklık ortamında kömürleşmenin iyi bir jelleşme sonucu oluştuğu ve organik maddelerin ayrışma ve jelleşme özelliklerinin iyi geliştiği bu diyagramlardan anlaşılmaktadır. Ayrıca giren organik maddenin diğer maserallerce fakir olduğu yani ortamdaki ot, saz vb. organik maddenin tümüyle ayrışırken, bataklık ortamı çevresinde az spor üreten ağaçların bulunduğu, mantar, yaprak reçine ve reçineli ağaçlar bakımında fakir bir ortam olduğunu göstermektedir. Sclerotinit türü mantarların yokluğu füzinitçe fakir olmaları ortamın karışık orman bataklığı karakterinin gelişmediğini göstermektedir. Karbominerit analizlerine bakıldığında alt ve üst damarların pirit içeriklerinin benzer dağılımda oldukları gözlenir (Şekil ). Gerek alt damarda ve gerekse üst damarda pirit türlerinde fromboidal piritlere doğru bir yakınlaşma olduğu gözlenir. Dolaysıyla her iki damarda da diyajenetik etkiler sonucu mikroporlarda kalan S içeren sıvıların FeOH ler ile etkileştiklerini belirtmek gerekir. Ancak primer kaynağın kükürt bakterilerince geliştirildiğini ifade etmek gerekir. 98

111 Şekil 6.13 Alt kömür damarı pirit türleri dağılımı Şekil 6.14 Üst kömür damarı pirit türleri dağılımı 99

112 Alt damar ve üst damarlara ait kömür petrografisi analiz değerlerinden yola çıkılarak doku koruma indeksi ve jelleşme indeksi aşağıdaki şekilde hesaplanmıştır GI: (Ulminit+Humokollinit+Densinit) (Teksinit+Atrinit+Đnertinit) TPI: (Teksinit+Ülminit+Semifüsinit+Fusunit) (Atrinit+Densinit+Đnertodetrinit) Şekil 6.15 Diesel 1986 tarafından geliştirilmiş olan jelleşme indeksi (GI) ve doku koruma indeksi (TPI) formülleri Hesaplamalar sonucunda elde edilen değerler Diesel diyagramına yerleştirilmiştir. Elde edilen diyagram şekil 6.16 da verilmektedir. Şekil 6.16 Diesel doku koruma indisi diyagramı 100

113 Çankırı Yenice bölgesi alt damar kömürleşmesinin doku koruma indeksi TPI değeri 0,1-0,5 arasında olduğu jelleşme indeksinin ise 1-8 arasında olduğu görülür. Doku koruma sı olarak dokuların az korunduğunu, jelleşmenin çok geliştiğini ve kömür petrografisi analizlerinden elde verilere uygun oldukları görülür. Üst kömür damarında ise TPI değerinin 0,1-1,05 arasında GI değerinin ise 1-9 arasında olduğu gözlenir. Bu değerlerden ve Diesel grafiğinde üst damar kömürleşmesinden azda olsa limnik karakterdeki ve ot saz vb. yıllık bitkilerin ağırlığının bulunduğu görülmektedir; Ancak üst damarda bataklık gelişimin daha geniş alanlara ve sulak alanların kara içerisine doğru girmeye başladığını ve çok sınırlı alanda karışık orman bataklığına doğru bir geçişin gelişmekte olduğu ortaya çıkmaktadır. Şekil 6.17 Yenice kömürlerinin paleobataklık ortamının modellemesi 101