tez çalışması 30/10/2007 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından oy birliği ile Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ PORSUK FORMASYONU (PLİYOSEN) EVAPORİTLERİNİN JEOKİMYASAL İNCELEMESİ, ORTA SAKARYA BÖLGESİ, İÇ ANADOLU Burcu ZEYBEK JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ANKARA 2007 Her hakkı saklıdır

2 TEZ ONAYI Burcu ZEYBEK tarafından hazırlanan Porsuk formasyonu (Pliyosen) Evaporitlerinin Jeokimyasal İncelemesi, Orta Sakarya Bölgesi, İç Anadolu adlı tez çalışması 30/10/2007 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından oy birliği ile Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı nda YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak kabul edilmiştir. Danışman : Doç. Dr. Erdoğan TEKİN Jüri Üyeleri: Başkan: Prof. Dr. Cem SARAÇ Hacettepe Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Üye Üye : Prof. Dr. Taner ÜNLÜ Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı : Doç. Dr. Erdoğan TEKİN Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Yukarıdaki sonucu onaylarım. Prof.Dr.Ülkü MEHMETOĞLU Enstitü Müdürü

3 ÖZET Yüksek Lisans Tezi PORSUK FORMASYONU (PLİYOSEN) EVAPORİTLERİNİN JEOKİMYASAL İNCELEMESİ, ORTA SAKARYA BÖLGESİ, İÇ ANADOLU Burcu ZEYBEK Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği. Anabilim Dalı Danışman : Doç.Dr. Erdoğan TEKİN Bu yüksek lisans tez çalışmasında; Orta Sakarya Bölgesi doğusundaki Sazak, Biçer, Üçbaş, Ahırözü, Gençali, Ömerler, Köseler, Kıranharmanı, Beylikköprü, Sazılar, Gordion ve İlören köyleri arasında kalan alan içerisindeki Pliyosen yaşlı Porsuk formasyonuna ait yaygın ve oldukça kalın evaporit oluşumlarının, eser element ve izotop jeokimyası çalışmalarıyla kökeninin aydınlatılması ve bölgenin paleocoğrafyasının ortaya konulması amaçlanmıştır. Bunun için öncelikle yoğun arazi ve petrografik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bunu takiben Pliyosen yaşlı Porsuk formasyonundan seçilen farklı tipteki özel 31 adet jips-anhidrit, kireçtaşı ve dolomit örneğinin jeokimyasal karakterlerinin aydınlatılabilmesi için esas oksit, eser element ve nadir toprak elementi analizleri yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda eser element değerlerinin, evaporitik playa göl çökelme ortamı jeokimyası değerlerine göre beklenenden yüksek oranlarda çıktığı saptanmıştır. Bu anomalinin, evaporitleşme sırasında göl suyunun kimyasının zaman zaman Miyo-Pliyosen volkanizmasının ürünü hidrotermal çözeltiler, zemin-tatlı su girişleri, klimatolojik şartlar ve indirgeyici ortam koşullarının denetimi ile son derece değişkenlikler göstermesinden kaynaklandığı ortaya konmuştur. Bölgedeki evaporit istifinin kökeninin açıklığa kavuşturulabilmesi için ise δ 34 S, δ 18 O ile δ 13 C iz analizi çalışmaları yapılmış ve elde edilen değerler diğer jeokimyasal bulgularla beraber değerlendirilmiştir. Sonuç olarak çalışma alanındaki evaporitlerin; paleo iklimsel koşulların, dönemsel karasal volkanizma ile tektonizmanın ve farklı litolojilere sahip depolanma sistemlerinin etkin olarak geliştiği playa gölü kompleksinde çökeldiği belirlenmiştir. 2007, 91 sayfa Anahtar Kelimeler: Evaporit, jeokimya, Porsuk formasyonu, Pliyosen, köken i

4 ABSTRACT Master Thesis GEOCHEMICAL STUDIES OF PORSUK FORMATION (PLIOCENE) EVAPORITES, MIDDLE SAKARYA REGION, CENTRAL ANATOLIA, TURKEY Burcu ZEYBEK Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geological Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Erdoğan TEKİN With the present graduate thesis study; the origin of widespread formation of evaporites which belongs to Porsuk formation of Pliocene age and paleogeographic development of the region which is among Sazak, Üçbaş, Ahırözü, Gençali, Ömerler, Köseler, Kıranharmanı, Beylikköprü, Sazılar, Yassıhöyük (Gordion) and İlören villages in the eastern part of Middle Sakarya Region have been aimed to declare. For this purpose; trace element and isotope geochemistry studies were used. Firstly, intense field studies and petrographic studies were performed. Subsequently, the samples of limestone, dolomite and different types of special 31 gypsum- anhydrite chosen from Porsuk formation of Pliocene age were analyzed by the use of major oxide, trace element and rare earth element studies in order to clarify the geochemical characteristics of them. The values of trace elements were established to be higher ratio than expected according to the value of geochemistry which belongs to the environment of evaporitic playa lake accumulate. The reason why the chemistry of lake s water is changed is the variables of the ground waterfresh water entries, climatologic conditions, the control of reduced atmospheric condition and hydrothermal solutions which were the product of Mio-Pliocene volcanism which sometimes occured. In this region, to clarify the origin of evaporite series, the studies of δ 34 S, δ 18 O ile δ 13 C isotope analyze have been performed and the results are evaluated with the other geochemical diagnosis. Consequently, evaporites in the study area were accumulated in playa lake where paleo climatologic conditions, periodic continental volcanism and tectonism, and depositional systems owing to different lithologies improve effectivly. 2007, 91 pages Key Words : Evaporite, geochemistry, Porsuk formation, Pliocene, origin ii

5 ÖNSÖZ VE TEŞEKKÜR Porsuk formasyonu (Pliyosen) evaporitlerinin jeokimyasal incelemesini konu alan bu tez çalışması, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Bölümü Anabilim Dalı nda hazırlanmış olup, TÜBİTAK-YDABAG 102 Y 125 kod numaralı bilimsel araştırma projesi çerçevesinde desteklenmiştir. Çalışmalarımı yönlendiren, araştırmalarımın her aşamasında bilgi, öneri ve yardımlarını esirgemeyen, çalışmamın şekillenmesi ve bir anlam kazanmasını sağlayan değerli danışman hocam sayın Doç. Dr. Erdoğan TEKİN e, yine bölümümüz öğretim üyelerinden değerli hocalarım sayın Prof. Dr. Baki VAROL (A.Ü.M.F) a ve Doç. Dr. Turhan AYYILDIZ (A.Ü.M.F) a, çalışmamda önemli yer tutan jeokimyasal analizlerden XRF (X-ışınları Floresans Spektrometresi) analizlerini gerçekleştiren bölümümüz öğretim üyelerinden sayın Doç. Dr. Yusuf Kağan KADIOĞLU na, jeokimyasal sonuçların yorumlanmasında kullanılan jeoistatistiksel yöntemler hakkında kendisinden çok şey öğrendiğim değerli hocam Prof. Dr. Cem SARAÇ (H.Ü.M.F) a, laboratuvar ve arazi çalışmalarım boyunca sonsuz destek ve yardımlarını esirgemeyen değerli arkadaşlarım Betül ŞİMŞEK ile Murat KIRTIL a ve çalışmalarım süresince maddi ve manevi her türlü fedakarlığı göstererek beni destekleyen aileme, en derin duygularla teşekkür ederim. Burcu ZEYBEK Ankara, Ekim 2007 iii

6 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii ÖNSÖZ VE TEŞEKKÜR iii ŞEKİLLER DİZİNİ... vi ÇİZELGELER DİZİNİ... viii 1. GİRİŞ Araştırmanın Konusu Materyal ve Metod Arazi çalışmaları Laboratuvar çalışmaları Önceki Çalışmalar Çalışma Alanının Konumu ve Tanıtımı GENEL JEOLOJİ Stratigrafi Temel kayaçlar Mamuca formasyonu (Em2) Sakarya formasyonu (S) Volkaniklastik malzeme ara katkılı kiltaşı fasiyesi (Svk) Volkanit fasiyesi (Svb) Dolomit/kireçtaşı-kırıntılı fasiyesi (Sd-k) Jips fasiyesi (Sj) Porsuk formasyonu Silisiklastikler fasiyesi (NP1) Kırmızı renkli konglomera-kumtaşı alt fasiyesi (NP1a) Deltaik konglomera-kumtaşı alt fasiyesi (NP1b) Jipsli çamurtaşı fasiyesi (NP2) Plaket-killi kireçtaşı fasiyesi (NP3). 22 iv

7 Masiv jips fasiyesi (NP4) Kuvaterner çökelleri Tektonizma JEOKİMYA Evaporitlerin Jeokimyasal Analiz Sunumları Jeoistatistiksel Değerlendirmeler Analiz sonuçlarının grafiksel sunumu Analiz sonuçlarının jeoistatistiksel sunumu Çok değişkenli jeoistatistiksel analizler Diskriminant (ayırma) analizi Cluster (kümeleme) analizi Faktör analizi Evaporitlerin Duraylı İzotop Jeokimyası İnceleme alanında yapılan oksijen izotopu çalışmaları (δ 18 O) İnceleme alanında yapılan karbon izotopu çalışmaları (δ 13 C) İnceleme alanında yapılan kükürt izotopu çalışmaları (δ 34 S) TARTIŞMA SONUÇLAR 84 KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ v

8 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1.1 İnceleme alanının yer bulduru haritası... 7 Şekil 2.1 İnceleme alanının 1/ ölçekli jeoloji haritası Şekil 2.2 İnceleme alanının doğu bölümüne ait genelleştirilmiş stratigrafik dikme kesiti. 11 Şekil 2.3 İnceleme alanının batı bölümüne ait genelleştirilmiş stratigrafik dikme kesiti 12 Şekil 2.4 Kırmızı renkli konglomera-kumtaşı alt fasiyesinin (NP1a) arazi görünüşü Şekil 2.5 Deltaik konglomera ve kumtaşı bandları (NP1b) ile bunlarda izlenen çapraz tabakalanmaların arazi görünüşü 20 Şekil 2.6 Deltaik konglomera-kumtaşı alt fasiyesindeki (NP1b) konglomeraların matriks-tane ilişkilerinin yakın plan görünüşü 20 Şekil 2.7 Çamurtaşı içerisindeki küçük-orta boydaki selenitik jips kristallerinin (NP2) arazi görünüşü. 21 Şekil 2.8 Kısmen gevşek dokulu plaket-killi kireçtaşı fasiyesi (NP3).. 22 Şekil 2.9 Masiv jips fasiyesinin (NP4) Knauf A.Ş. Sazılar Jips Ocağı Yarmasındaki arazi görünümü.. 23 Şekil 3.1 Çalışma alanına ait jeokimyasal analizi yapılan kayaçların örnek dağılım haritası Şekil 3.2 SiO 2 ye karşın diğer bileşenlere özgü değişim diyagramları. 40 Şekil 3.3 Al 2 O 3 e karşın diğer bileşenlere özgü değişim diyagramları. 41 Şekil 3.4 Fe 2 O 3 e karşın diğer bileşenlere özgü değişim diyagramları. 42 Şekil 3.5 Na 2 O ve K 2 O ya karşın diğer bileşenlere özgü değişim diyagramları Şekil 3.6 Ga ve Nb ye karşın diğer bileşenlere özgü değişim diyagramları. 43 Şekil 3.7 Korelasyon katsayılarının yüzde dağılımı grafiksel sunumu. 49 Şekil 3.8 Korelasyon katsayısı kümülatif yüzde dağılımları grafiksel sunumu. 50 Şekil 3.9 Grupların fonksiyonlara göre dağılım grafiği 56 Şekil 3.10 Eser elementlerin benzerlik derecesini gösteren dendogram. 57 Şekil 3.11 Esas oksit+nadir toprak elementlerin benzerlik derecesini gösteren dendogram. 57 Şekil 3.12 Tüm elementlerin benzerlik derecesini gösteren dendogram. 58 Şekil 3.13 Faktör analizine göre gruplanmış tüm elementleri gösteren grafik.. 63 Şekil 3.14 Tüm kayaç örneklerindeki eser elementlerin değişimini gösteren grafik Şekil 3.15 Tüm kayaç örneklerindeki esas oksit+nadir toprak elementlerinin değişimini gösteren grafik.. 65 Şekil 3.16 Tüm kayaç örneklerindeki tüm elementlerin değişimini gösteren grafik vi

9 Şekil 3.17 İzotop analizi yapılan kayaç örneklerinin örnek dağılım haritası.. 68 Şekil 3.18 Jeolojik olarak önemli bazı kayaçlardaki δ 18 O değerleri 69 Şekil 3.19 Örneklerin δ 18 O değerlerinin kümülatif dağılımı 71 Şekil 3.20 Jeolojik olarak önemli bazı kayaçlardaki δ 13 C değerleri. 72 Şekil 3.21 Denizel evaporit ve karbonatlarının δ 34 S ve δ 13 C izotop bileşimleri arasındaki ilişki.. 73 Şekil 3.22 Örneklerin δ 13 C değerlerinin kümülatif dağılımı.. 74 Şekil 3.23 Denizel sülfatların δ 34 S değerlerinin Diablo kanyonu meteoritinin değerleriyle karşılaştırılması 75 Şekil 3.24 Evaporitlerin δ 34 S izotop bileşimleri Şekil 3.25 Jeolojik olarak önemli bazı kayaçlardaki δ 34 S değerleri.. 76 Şekil 3.26 Örneklerin δ 34 S değerlerinin kümülatif dağılımı. 79 vii

10 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 3.1 Kayaç örneklerinin tanımlaması ve alındıkları yerler Çizelge 3.2 Kayaç örneklerine ait esas oksit (%) element verileri Çizelge 3.3 Kayaç örneklerine ait eser element (ppm) verileri. 33 Çizelge 3.4 Kayaç örneklerine ait nadir toprak elementi (ppm) verileri Çizelge 3.5 Esas oksit elementlerine ait istatistiksel değerler Çizelge 3.6 Nadir toprak elementlerine ait istatistiksel değerler.. 38 Çizelge 3.7 Eser elementlere ait istatistiksel değerler 39 Çizelge 3.8 Element çiftlerine özgü korelasyon katsayısı değerleri. 45 Çizelge 3.9 Korelasyon katsayısı alt disiplinleri Çizelge 3.10 Korelasyon katsayısı nokta sayıları ve yüzde dağılımları 49 Çizelge 3.11 Korelasyon katsayısı kümülatif yüzde dağılımları.. 50 Çizelge 3.12 Pozitif korelasyon katsayısı alt disiplinleri element çiftleri 51 Çizelge 3.13 Negatif korelasyon katsayısı alt disiplinleri element çiftleri Çizelge 3.14 Fonksiyonlara ait bilgiler. 56 Çizelge 3.15 Esas oksit+nadir toprak elementlerine ait faktör verileri 61 Çizelge 3.16 Eser elementlere ait faktör verileri. 62 Çizelge 3.17 Tüm elementlere ait faktör verileri. 62 Çizelge 3.18 İzotop analizi yapılan örneklere ait veriler.. 67 Çizelge 3.19 δ 18 O izotop analizi sonuçları 70 Çizelge 3.20 δ 13 C izotop analizi sonuçları.. 73 Çizelge 3.21 δ 34 S izotop analizi sonuçları 77 viii

11 1. GİRİŞ 1.1 Araştırmanın Konusu Evaporitler; tüm dünyada ve ülkemizde oldukça yaygın olarak rastlanılan sedimanter kayaçlar olup, bulundukları bölgede paleoklimatoloji yönünden önemli bir veri kaynağıdırlar. Ülkemizde ise özellikle Orta Anadolu Neojen havzalarında (Sivas, Çankırı-Çorum, Ereğli-Ulukışla, Tuzgölü, Bala-Keskin ve Beypazarı gibi) denizel ve gölsel kökenli yaygın evaporit mostraları bulunmaktadır. Bu havzalar içerisinde geniş bir yayılıma sahip olan Polatlı-Sivrihisar havzası; Miyosen öncesi temel kayalar üzerine gelişen Miyo-Pliyosen yaşlı gölsel ağırlıklı sedimanter birimlerle temsil edilmektedir. Bu zaman süreci boyunca, iklimsel değişimler ile birlikte belirli süreçlerde tektonizmanın da etkisi ile değişen havza drenajı, boyutları ve derinliği, klastik, karbonat ve evaporit ağırlıklı birimlerin tekrarlı ve zaman zaman da birbirleriyle dikey ve yanal yönde geçişli olarak depolanmasına neden olmuştur. Bu koşullar altında gelişen Neojen birimlerinin depolanma ve istif özellikleri oldukça karmaşık bir şekilde gerçekleşmiştir. Çalışma kapsamında Orta Sakarya Bölgesi doğusundaki Sazak, Biçer, Üçbaş, Ahırözü, Gençali, Ömerler, Köseler, Kıranharmanı, Beylikköprü, Sazılar, Yassıhöyük(Gordion) ve İlören köyleri arasında kalan alan içerisinde Pliyosen yaşlı Porsuk formasyonuna ait yaygın ve oldukça kalın evaporit oluşumları incelenmekte olup bunlar; Haymana ve Beypazarı Tersiyer havzaları ile aynı jeolojik zaman diliminde oluşmuşlardır. Buna bağlı olarak bu formasyona ait arazi gözlemleri ile petrografik ve mineralojik bulgular çerçevesinde seçilen evaporitlerin (jips-anhidrit) esas oksit, eser ve nadir toprak element analizi ile izotop jeokimyası (δ 34 S,δ 18 O ve δ 13 C) çalışmaları sonuçlarına dayanılarak bu elementler jips-anhidrit örnekleri için kökensel olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak Pliyosen yaşlı Porsuk formasyonuna ait evaporitlerin (jips-anhidritlerin) oluşum koşulları, kaynak ve kökeni, kısaca diyajenetik tarihçesi açıklığa kavuşturulmaya çalışılmıştır. 1

12 1.2 Materyal ve Metod Bu çalışma kapsamında yaz döneminde saha çalışması yapılmış, buradan alınan örnekler üzerinde de laboratuar çalışmaları yürütülmüştür. Her iki aşamada da yapılan çalışmalar ve kullanılan yöntemler aşağıda sırasıyla verilmiştir Arazi çalışmaları Yapılan arazi çalışmalarında, MTA Genel Müdürlüğü nden sağlanan Ankara i27-a 3, a 4 ve b 3, b 4 paftalarının güney kesimi ile İ27-c 1, c 2 ve d 1, d 2 paftalarının tamamı ve İ27-c 3, c 4, d 3, d 4 paftalarının kuzey kesimi içerisinde kalan Polatlı Neojen Havzası ve civarında yaklaşık 800 km 2 lik bir alan incelenmiştir. Bu alandaki birimler literatürde (Gözler vd. 1996, Aydoğdu 2004, Güngör 2005 ve Karakaş 2006) Porsuk formasyonu olarak tanımlanmıştır. Önceki çalışmalarda iki üyeye ayrılan formasyon, bu çalışma kapsamında yapılan detaylı incelemeler ve hazırlanan ölçülü stratigrafik kolon kesitler (Ö.S.K) yardımıyla dört üyeye (NP1, NP2, NP3 ve NP4) ayrılmıştır. Bu incelemeler sırasında öncelikle MTA Jeoloji Etütler Dairesi nin önceden hazırladığı bölgeye ait olan 1/ ölçekli jeoloji haritaları revize edilmiş ve bölgeye ait 2 adet (doğu-batı şeklinde) genelleştirilmiş stratigrafik kolon kesitler çıkartılmıştır (Gözler vd ve Aydoğdu 2004). Ayrıca çalışma alanındaki jips-anhidrit-dolomit-kiltaşı mostralarından örnekler alınmış ve bunların öncelikle petrografik ve mineralojik incelemeleri yapılmıştır. Ayrıca jeokimyasal analizler (eser element-izotop analizi) için seçilen örneklerinin alındığı yerleri gösteren örnek dağılım haritaları hazırlanmıştır Laboratuvar çalışmaları Sivrihisar (Eskişehir)-Polatlı (Ankara) bölgesinde yapılan arazi çalışması esnasında birimlerin en güzel şekilde izlendiği tip lokalite olarak belirlenen yerlerden 150 adet evaporit kayaç örneği alınmış ve bunların tümünün ince kesitleri yapılarak petrografik özellikleri belirlenmiştir. Mikrodokusal ve mineralojik çalışmaya yönelik tespit edilen 35 adet evaporit örneğinde X-Işınları Difraktometresi (XRD) çalışmaları yapılmıştır. Bu ayrıntılı petrografik ve mineralojik çalışmalar sonucu belirlenen farklı tipteki jips, 2

13 anhidrit, dolomit ve kireçtaşı örneklerinden 31 tanesinin jeokimyasal karakterinin ayrıntılı olarak belirlenmesi için, Spectro X LAB 2000 PED XRF (Polarized Energy Dispersive XRF) ve Spectro MIDEX-M cihazları kullanılarak esas oksit (SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, MgO, MnO, CaO, Na 2 O, K 2 O, TiO 2 ve P 2 O 5, V 2 O 5, Cr 2 O 3 ), eser element (Ba, Ni, Co, Rb, Sr, Zr, Cu gibi) ve nadir torak element (Y, Nd, Ce, La, Sm gibi) analizleri yapılmıştır. Bu analizler ise Ankara Üniv. Müh. Fak. Jeoloji Müh. bölümü Mineraloji ve Petrografi Araştırma laboratuarında, bizzat çalışılarak yapılmıştır. Diğer yandan bölgedeki evaporit istifinin oluşum şekli ve kökeninin aydınlatılabilmesi için, bu örneklerden seçilen 19 adet numune Kanada Act Lab. a gönderilmiş ve δ 34 S,δ 18 O ile δ 13 C izotop analizlerinin ölçümleri Finnigan MAT Mass Spectrometresinde yaptırılmıştır. 1.3 Önceki Çalışmalar Çalışma alanında; bölgenin jeolojik evrimine, genel jeolojisine, stratigrafisine ve endüstriyel hammadde olanaklarına yönelik önceden yapılmış çalışmalar bulunmaktadır. Diğer yandan evaporitik birimlerin jeokimyasına yönelik çalışmalar ise çok az sayıdadır. Bölgede yapılan çalışmalar 1954 yılından günümüze kadar devam etmektedir. Weingart ve Erol un (1954) çalışması bölgeyle ilgili ilk çalışma olup, Sivrihisar-Polatlı- Mihalıçcık ve bunların çevresine ait jeoloji haritalarının hazırlanması şeklinde gerçekleştirilmiştir. Umut ve Acarlar (1991) bölgedeki Neojen istifinin stratigrafisine yönelik ilk çalışmayı yürütmüşler ve yörenin 1/ ölçekli jeolojik haritasını yaparak, stratigrafik istifi ortaya koymuşlardır. Bu çalışma kapsamında ayrıca bölgenin güneyinde jeolojik çalışmalar yapılarak, endüstriyel hammaddeler ve ekonomik minerallerin varlığı ortaya konulmuştur. Gençoğlu ve İrkeç (1994) Orta Anadolu Neojen Baseninin Yukarı Sakarya kesimi olarak adlandırılan bölümdeki Neojen istiflerini kapsayan bir çalışma yapmışlardır. 3

14 Sahanın ayrıntılı stratigrafik, sedimantolojik, paleontolojik, mineralojik, kimyasal ve tektonik verileri ortaya konulmuştur. Ballıhisar-İlyaspaşa (Sivrihisar) yöresinin jeolojik, petrografik ve mineralojik incelemesinin yapıldığı Karakaş (1992) çalışmasında, bölgedeki sepiyolit oluşumunun mineralojik çalışmaları yapılmış, ayrıca evaporit ve dolomitlerin sedimantolojisi ve izotop jeokimyası çalışmıştır. Karakaş ve Varol (1994) Sivrihisar Neojen baseninde yaptıkları çalışmalarıyla gölsel dolomit, dolomitli kiltaşları ve jipslerin mineralojisi-petrografisi ve jeokimyasını ortaya koymuşlardır. Petrografik ve mineralojik çalışmalarla belirlenen örneklerde δ 18 O ve δ 13 C duraylı izotop analizleri uygulanmıştır. Bu analiz değerlerindeki farklılıkların, Neojen göl basenindeki iklimsel ve hidrodinamik koşulların etkisinde bulunan sıcaklık, tuzluluk ve biyojenik aktivitelerin değişmesiyle ilgili olduğu ortaya konulmuş ve bu birimlerin oluşum koşullarını bulmaya yönelik çalışmalar yapılmıştır. Gençoğlu nun (1996) çalışmasında, Eskişehir-Sivrihisar-Oğlakçı Köyü sepiyolit sahasına ait jeolojik bulgular verilmiştir. Eskişehir doğusunun jeolojisinin ele alındığı Gözler vd. (1996) nin çalışmasında, Polatlı ya kadar olan bölgenin 1/ ile 1/ ölçekli jeolojik haritaları hazırlanmış, bölgenin stratigrafisi, tektonik özellikleri, ekonomik potansiyeli ortaya konulmuş ve bu alandaki formasyonlar stratigrafik olarak yaşlandırılmıştır. Temel (2001) çalışmasıyla kuzeybatı Sivrihisar-Oğlakçı köyündeki çarpışma sonrası Miyosen alkalin volkanizmasının petrografisi ve jeokimyası aydınlatılmıştır. Volkanik kayaçların bazaltik ve trakitik karakterde olduklarını belirlemiş ve bu kayaçların petrografik tanımlamalarını yaparak jeokimyasal karakterlerini incelemiştir. Bu kayaçların esas oksit-eser element ve 87 Sr/ 86 Sr izotop jeokimyasını da ortaya koyarak bunların oluşum şekli, yaşı ve kökenini aydınlatmaya çalışmıştır. 4

15 Bu çalışmalara ilaveten İç Anadolu Neojen havzası yukarı Sakarya bölümündeki Neojen çökellerinin stratigrafisi, sedimantolojisi, tektoniği ve sepiyolit oluşumlarının fasiyes gelişimleri ile mineralojik ve tektonik özelliklerine yönelik yürütülen en kapsamlı çalışma MTA tarafından 1990 yılında başlatılan ve daha sonra Japonya nın Goverment Industrial Research Institute Nagoya (GIRIN) isimli devlet araştırma enstitüsü ile ortak proje halinde sürdürülen Sepiyolit Aramaları Projesi çerçevesinde gerçekleştirilmiştir. Ortaya konulan stratigrafi, Umut ve Acarlar (1991) tarafından kurulmuş bulunan stratigrafiden daha farklı olup burada birimler sadeleştirilmiştir. Ayrıca sepiyolit merceklerinin stratigrafik istifteki konumları ve ayrıntılı fasiyes gelişimleri ilk kez bu çalışmayla ortaya konulmuştur. Buna göre Miyosen yaşlı olabileceği düşünülen ve tüm Sakarya bölgesi boyunca kesiksiz olarak izlenebilen evaporitik karakterli istifler Sakarya Formasyonu olarak adlandırılmıştır. Bu formasyonun gölsel serileri; jipsli kil, dolomit ve kireçtaşı üyeleri olarak; akarsu çökelleri ise kırmızı renkli çamurtaşıkonglomera üyesi şeklinde ayırt edilmiştir. Bu stratigrafik tanımlamalar yörede çalışmalar yapan diğer araştırmacılar tarafından da benimsenip küçük değişikliklerle kullanılmıştır. Aydoğdu (2004), Sivrihisar ın kuzeydoğusundaki Oğlakçı ve Demirci Köyleri civarındaki olası Orta-Üst Miyosen yaşlı Sakarya Formasyonu içerisinde yer alan kalın evaporit istifinin tümünün sedimantolojik özelliklerini ayrıntılı olarak ortaya çıkarmıştır. Ayrıca bölgedeki diğer birimlerde de çalışmalar yapılarak, bölgenin stratigrafik yapısı genel olarak ortaya konulmuş ve bölgede bulunan gölsel birimlerin komşu havzalardaki birimlerle olan ilişkisi açığa çıkarılmaya çalışılmıştır. Güngör (2005), Sivrihisar ın kuzeydoğusunda bulunan Demirci Köyü civarındaki olası Orta-Üst Miyosen yaşlı Sakarya Formasyonu içinde bulunan evaporit oluşumlarına ait arazi gözlemleri ile petrografik ve mineralojik bulgular çerçevesinde seçilen evaporitlerin (jips-anhidrit) esas oksit, eser ve nadir toprak element analizi ile izotop jeokimyası (δ 34 S, δ 18 O ve 87 Sr/ 86 Sr) çalışmalarını yaparak, bunların kökeni ortaya çıkarmıştır. 5

16 Karakaş (2006) çalışmasıyla, Sivrihisar-Biçer civarı Neojen gölsel basenindeki kil minerallerinin araştırılması amaçlanmıştır. Ayrıca, belirlenen mineral parajenezleri ve dokusal özellikleri dikkate alınarak kil minerallerinin kökeni, oluşum koşulları ve eski iklim gibi özellikleri ortaya çıkartılmıştır. 1.4 Çalışma Alanının Konumu ve Tanıtımı Çalışma alanı Polatlı-Sivrihisar karayolu üzerindeki Orta Anadolu Neojen Baseni nin Yukarı Sakarya kesimi olarak adlandırılan Neojen istiflerini kapsamaktadır. Ankara İ27- a 3, a 4 ve b 3, b 4 paftalarının güney kesimi ile İ27-c 1, c 2 ve d 1, d 2 paftalarının tamamı ve İ27-c 3, c 4, d 3, d 4 paftalarının kuzey kesimi içerisinde kalan çalışma alanı yaklaşık 800 km 2 dir (Şekil 1.1). Polatlı-Sivrihisar karayolunun kuzey kesimini kapsayan alan Ankara Eskişehir demir yolunun kuzey ve güney kesimlerinde bulunmaktadır. Çalışma alanındaki ilk lokalite olan ve çalışma alanının güneydoğusunda bulunan Beylikköprü Ankara ya 150 km lik bir mesafede iken, son lokalite olan ve çalışma alanının kuzeybatısında bulunan Sazak Köyü Ankara ya 220 km uzaklığındadır. Çalışma alanında görülen akarsuların en önemlisi Sakarya Irmağı ve bu ırmağın kolu olan Porsuk çayıdır. Sakarya ırmağı; çalışma alanımızın dışında Çifteler civarında doğu ve doğu-batı doğrultusunda akar, sonra kuzeye kıvrılır daha sonra da Ankara-Eskişehir sınır çizgisine az çok paralel olarak aktıktan sonra doğu-batı doğrultusunda yoluna devam ederek Sakarya Vadisi adı verilen dar bir vadiden geçerek Bilecik topraklarına girer. Porsuk Çayı çalışma alanını, doğu-batı doğrultusunda keser ve Eskişehir il sınırını geçtikten sonra Polatlı batısında Sakarya ırmağına karışır. Bölgede yükseklikleri fazla olmayan birçok tepe ve sırtlar bulunmaktadır. Arazinin ortalama yüksekliği 869 m olup, en yüksek yeri 960 m yüksekliğe sahip Karacaoğlan Tepe dir. Çalışma bölgesi ve civarında birçok yerleşim merkezi bulunmaktadır (Şekil 1.1). 6

17 Şekil 1.1 İnceleme alanının yer bulduru haritası 7

18 2. GENEL JEOLOJİ 2.1 Stratigrafi Orta Anadolu Neojen Havzalarından Polatlı-Sivrihisar havzasının Yukarı Sakarya kesiminde, incelenen alan dahilinde Miyosen sedimantasyonuna ait geç safha ürünleri ile yaygın Pliyosen istifleri bulunmaktadır. Genel korelasyonlara göre Miyosen çökellerinin büyük bir bölümü Pliyosen gölsel çökelleri ile örtülü olup, son derece sınırlı alanda Biçer köyü, Karabayırlartepe ve Karabayırlartepe sırtı çevresi ile Yassıhöyük köyü ve Kartaltepe de mostra vermektedir. İnceleme alanındaki Neojen evaporit istifi; Miyosen yaşlı Sakarya formasyonu ile üzerine yer yer uyumlu yer yerde lokal düşük açılı uyumsuz ilişkili olarak gelen Pliyosen yaşlı Porsuk formasyonuna ait birimlerden oluşmaktadır. Çalışmada, MTA Genel Müdürlüğü tarafından hazırlanan 1/ ölçekli jeolojik haritalar revize edilerek inceleme alanının yeni jeolojik haritası hazırlanmıştır (Şekil 2.1). Bölgede tabanda yer yer magmatik ve metamorfik kökenli temel kayaçların bulunduğu bir temel gözlenmiştir. Bu temel birim üzerinde bazı bölgelerde uyumsuz olarak, Eosen yaşlı Mamuca formasyonu kiltaşı-marn (Em2) fasiyesi bulunmaktadır. Bu fasiyesi uyumsuz olarak üzerleyen Sakarya formasyonunun; litoloji, renk, fosil içeriği, yanal ve düşey devamlılığına göre farklı çökel sistemlerini karakterize eden 4 adet fasiyes topluluğu ile temsil edildiği Aydoğdu (2004) çalışmasında belirtilmiştir. Bu fasiyesler alttan üste doğru; volkaniklastik malzeme arakatkılı kiltaşı fasiyesi (Svk), volkanit fasiyesi (Svb), dolomit/kireçtaşı-kırıntılı fasiyesi (Sd-k) ve jips fasiyesi (Sj) olarak ayırtlanmıştır. Bu formasyonun üzerine gelen Pliyosen yaşlı Porsuk formasyonu ise, yine Aydoğdu (2004) ve Güngör (2005) çalışmalarında aynı kriterlere göre farklı çökel sistemlerini karakterize eden jipsarenitli kiltaşı (Pj1) ve diskoidal jipsli kiltaşı-çamurtaşı (Pj2) olmak üzere 2 fasiyese ayrılmışken; bu tez çalışmasında daha detaylı olarak incelenmiş ve 4 fasiyes topluluğuna ayrılmıştır. Bunlar tarafımızdan alttan üste doğru; silisiklastikler (konglomera-kumtaşı) (NP1) fasiyesi, jipsli çamurtaşı (NP2) fasiyesi, plaket-killi kireçtaşı (NP3) fasiyesi ve masiv jips (NP4) fasiyesi olarak tanımlanmıştır. Ayrıca NP1 fasiyesi de kendi içerisinde kırmızı renkli konglomera-kumtaşı alt fasiyesi (NP1a) ve 8

19 deltaik konglomera-kumtaşı alt fasiyesi (NP1b) şeklinde alt fasiyeslere ayrılmıştır. Çalışma sahasında Pliyosen yaşlı Porsuk formasyonunu açısal uyumsuzlukla örten Kuvaterner yaşlı alüvyon çökelleri bulunmaktadır. İnceleme alanının doğusu ve batısı olmak üzere genelleştirilmiş stratigrafik kolon kesitleri Şekil 2.2 ve Şekil 2.3 de verilmiştir. 9

20 NP2 NP3 ÜÇBAŞ TRŞm NP2 AHIRÖZÜ Em2 QAL2 K SAZAK NP2 QAL2 NP1a NP3 NP2 NP2 NP3 GENÇALİ 7 DF Devegediği T. QAL2 QAL2 NP2 NP4 NP4 Sd-k NP3 NP4 NP3 QAL2 NP1a QAL1 QAL2 TRKd NP2 9 7 Svb NP4 10 NP2 5 Ada Tepe 9 NP2 QAL2 NP3 NP2 NP4 KF Karasivri T. 9 NP2 KÖSELER QAL2 NP4 NP2 QAL2 NP1a HOLOSEN EOSEN 13 QAL NP3 QAl2 GENÇ ALÜVYON QAl1 ESKİ ALÜVYON NP3 T RŞm NP3 BİÇER NP4MASİV JİPS FASİYESİ NP3 PLAKET-KİLLİ KİREÇTAŞI FASİYESİ NP2 JİPSLİ ÇAMURTAŞI FASİYESİ NP1b DELTAİK KONGLOMERA-KUMTAŞI ALTFASİYESİ NP1a KIRMIZI RENKLİ KONGLOMERA-KUMTAŞI ALTFASİYESİ Sj JİPS FASİYESİ Sd-k DOLOMİT/KİREÇTAŞI-KIRINTILI FASİYESİ Svb VOLKANİT FASİYESİ Em2 MAMUCA FORMASYONU KİLTAŞI-MARN FASİYESİ TRKd METADETRİTİKLER MAVİŞİSTLER GRANODİYORİT 9 8 Svb Svb NP4 QAL2 A Ç I K L A M A L A R 20 KESİN DOKANAK YAKLAŞIK DOKANAK FAY YAKLAŞIK FAY FASİYES SINIRI TABAKA DOĞRULTUSU ve EĞİMİ ANTİKLİNAL SENKLİNAL 0 3 km İLÖREN NP3 QAL2 QAL2 QAL2 7 NP3 NP3 NP2 Yarımcanınsivri T. QAL2 SAZILAR ÖMERLER Kayacık T. NP4 Kabadağ T. NP4 Taşhüyük T. NP3 BEYLİKKÖPRÜ NP4 K.HARMANI QAL2 YASSIHÖYÜK (GORDİON) QAL2 Sj Şekil 2.1 İnceleme alanının 1/ ölçekli jeoloji haritası [Gözler vd. (1996) nden değişiklikle] 10

21 LİTOLOJİ Genç Alüvyon AÇIKLAMALAR Serbest çakıl, kum, silt, kil depoları Eski Alüvyon Açısal Uyumsuzluk Yer yer marn-kiltaşı ardalanmalı kısmen tabakalı-kalın arenitik dokulu masiv jipsler Yer yer silisifiye olmuş plaket-killi kireçtaşı Alüvyon konileri ve taraçalar Yeşil-alacalı renkli marn ve kısmen selenitik jipsli çamurtaşı Deltaik konglomera-kumtaşı Lokal Düşük Açılı Uyumsuzluk Serbest büyümeli-ikizlenmeli jips Jips arenit Yumrulu-breşik yapılı jips Laminalı anhidrit Masiv jips Açısal Uyumsuzluk Kiltaşı-Marn ardalanması (fliş) Açısal Uyumsuzluk Granodiyorit Şekil 2.2 İnceleme alanının doğu bölümüne ait genelleştirilmiş stratigrafik dikme kesiti (Gözler vd ve Aydoğdu dan 2004 değişiklikle hazırlanmıştır) 11

22 LİTOLOJİ Genç Alüvyon AÇIKLAMALAR Serbest çakıl, kum, silt, kil depoları Eski Alüvyon Alüvyon konileri ve taraçalar Açısal Uyumsuzluk Yer yer marn-kiltaşı ardalanmalı kısmen tabakalı kalın masiv jipsler Yer yer silisifiye olmuş plaket-killi kireçtaşı Yeşil alacalı renkli marn ve kısmen selenitik jipsli çamurtaşı Kırmızı renkli konglomera-kumtaşı Lokal Düşük Açılı Uyumsuzluk Tabakalı-silisifiye olmuş dolomitler ile yanal geçişli jipsli kiltaşı/çamurtaşı. Konglomera-çapraz tabakalı kumtaşı Düşük Açılı Uyumsuzluk Bazalt-traki andezit karakterli lav akmaları Açısal Uyumsuzluk Kiltaşı-Marn ardalanması (fliş) Açısal Uyumsuzluk Metadetritikler Mavişistler Şekil 2.3 İnceleme alanının batı bölümüne ait genelleştirilmiş stratigrafik dikme kesiti (Gözler vd ve Aydoğdu dan 2004 değişiklikle hazırlanmıştır) 12

23 2.1.1 Temel kayaçlar İnceleme alanında temeli Mesozoyik dönemine ait Triyas yaşlı magmatik ve metamorfik kayaçlar oluşturmaktadır (Gautier 1984, Kibar vd. 1992, Kadıoğlu 1996). Bunlar granodiyoritlerden oluşan magmatik kayaçlar ile mavişist ve metadetritiklerden oluşan metamorfik kayaçlardır. Bu kayaçlardan metadetritiklere Sazak köyü güneydoğusunda, mavişistlere Biçer köyü doğusunda ve granodiyoritlere Gençali köyü ile bu köyün kuzeydoğusunda rastlanılmaktadır Mamuca formasyonu (Em2) Bu formasyon temel kayaçların üzerini açısal uyumsuzlukla örtmekte ve çalışma alanının kuzey sınırında, Gençali köyünün kuzeybatısında mostra vermektedir. Birim kiltaşı-marn ardalanması şeklindeki fliş fasiyesiyle temsil olunur ve yaşı Eosen dir. Bol miktarda nummulites fosili içerir (Gözler vd. 1996) Sakarya formasyonu (S) Sakarya vadisi boyunca kesiksiz olarak Sakarya Barajına kadar devam eden, Yukarı Sakarya Bölgesini büyük ölçüde kaplayan ve Beypazarı-Çayırhan bölgesinde de benzer olarak görülen ve farklı formasyon adlamalarının [Nardin Formasyonu (Önal et al. 1988), Çoraklar, Hırka, Akpınar, Çayırhan, Bozbelen ve Kirmir Formasyonları (İnci et al. 1988, Helvacı et al. 1989)] yapıldığı litolojik birimlerin tümü çalışma alanında, Gözler vd tarafından Sakarya formasyonu olarak adlandırılmıştır. Bu formasyonun yaşlandırılmasında aşağıdaki verilerden yararlanılmıştır; a) formasyon içindeki kireçtaşlarında saptanan Planorbarius sp., Lymnaea sp., Helix (Helix) mrazeci Sevastos fosilleri (Taner 2004), b) formasyonun arazideki altında ve üstünde bulunan diğer birimlerle olan dokanak ilişkileri ile tabakaların doğrultu ve eğimleri dikkate alınarak, c) elde edilen verilerin Temel e (2004) göre değerlendirilmesinde; Karabayırlarsırtı tepedeki ve Oğlakçı köyü civarındaki bazalt ve traki-andezitlerde yapılan radyometrik yaş tayinlerinde milyon yıl gibi değerlerin elde edildiği ifade edilmiştir. Bu değerlerde bize Sakarya formasyonunun tabanındaki volkanitlerin Alt- 13

24 Orta Miyosen yaşlı olduklarını ve Miyo-Pliyosen gölünü oluşturan havzanın da büyük olasılıkla Alt Miyosen den itibaren gerçekleşen graben tektoniğiyle ilişkili açılmaya bağlı olarak geliştiğini işaret etmektedir. Bu paleontolojik, stratigrafik, radyometrik bulgulara ve arazide gözlenen volkanit fasiyesi (Svb) ve dolomit/kireçtaşı-kırıntılı fasiyesi (Sd-k) arasındaki eğim farklılanmalarına (14-23 arası) dayanılarak Sakarya formasyonuna Aydoğdu (2004) tarafından olası Orta-Üst Miyosen yaşı önerilmiştir. Diğer yandan formasyonun sedimantolojik özelliklerinin tümüyle ortaya çıkartılması için yine Aydoğdu (2004) çalışmasında tabandan itibaren; volkaniklastik malzeme ara katkılı kiltaşı (Svk), volkanit (Svb), dolomit/kireçtaşı-kırıntılı (Sd-k) ve jips (Sj) litofasiyeslerine ayrılmıştır Volkaniklastik malzeme ara katkılı kiltaşı fasiyesi (Svk) İnceleme alanının dışında kalan ancak daha önceki çalışmalarda tanımlanmış olan bu kırıntılı birim; çakıl, kum, silt boyu malzemelerden oluşur ve volkaniklastik malzeme ara katkılı kiltaşı fasiyesi (Svk) olarak adlandırılır. Tabandaki temel birimlerin üzerine açısal uyumsuz ilişkili olarak gelen birim, ağırlıklı olarak kumtaşı-kiltaşından oluşmaktadır. Bu istif üst seviyelere doğru jipsli kiltaşlarına geçer ve yaklaşık kalınlığı 90 m dir. Bu üye, yeşil rengin hakim olduğu sarı, turuncu ve kırmızımsı renge sahip olup, burada yaygın olarak diskoidal jips gülleri, karbonatlı kalın kil katmanları, yer yer de dolomitler bulunmaktadır. İstifi oluşturan litolojiler gölün kıyı ve merkezi kısımlarına doğru tabakalanma farklılıkları (ince-orta-kalın katmanlaşma gibi) gösterir. Bununla beraber buradaki kiltaşı katmanları oksidasyona uğrayarak, kırmızımsı-yeşil rengine, zaman zamanda organik maddeden dolayı yeşilimsi siyah bir renge bürünmektedirler. Gölün merkezi kısmı çok kalın katmanlaşmalar gösterip masiv bir görünüm sunmaktadırlar (Aydoğdu 2004 ve Güngör 2005) Volkanit fasiyesi (Svb) Çalışma alanının batı kesiminde bulunan volkanit fasiyesi (Svb); altta tüf ve aglomera türü volkaniklastik çökellerle başlayıp üstte karasal lav akmalarıyla oluşan bazalt ve traki-andezitlerden oluşmaktadır. Fasiyes arazide kiltaşı-marn ardalanmasından oluşan 14

25 Mamuca formasyonu (Em2) fliş fasiyesi üzerine açısal bir uyumsuzluk ile gelir ve üstteki kısmen silisifiye olmuş dolomit/kireçtaşı-kırıntılı fasiyesine (Sd-k) düşük açılı (5-10 o arası) uyumsuz ilişkili olarak geçiş gösterir. Bu fasiyes bölgede Sazak çiftliği ve Biçer köyünün güneydoğusu ile kuzeybatısında demir yolu çevresinde ve inceleme alanının dışında kalan Demirci köyünün güneyindeki Karabayırlarsırtı tepede tipik olarak yaygın bir şekilde gözlenir Dolomit/kireçtaşı-kırıntılı fasiyesi (Sd-k) İnceleme alanının batısında bulunan ve volkanit fasiyesi (Svb) birimlerinin üzerine düşük açılı (3-6 gibi) uyumsuz olarak gelen dolomit/kireçtaşı-kırıntılı fasiyesi (Sd-k), Porsuk formasyonuna ait kırmızı renkli konglomera-kumtaşı altfasiyesine (NP1a) lokal düşük açılı bir uyumsuzluk ile geçiş gösterir. Fasiyes; yer yer tabakalı silisifiye olmuş diskoidal jips kristalleri içeren turuncu renkli killi-kumlu kireçtaşı ile krem renkli dolomit ara bandları ve jips güllerinin çatlaklarını doldurduğu kiltaşlarından oluşur. Bu oluşumlarla birlikte silis ara band ve nodülleri görülmektedir. Dolomitler genel olarak krem-bej renkli killi dolomit ve dolomitik kireçtaşları şeklinde bir litolojiye sahiptir. Kireçtaşı birimi ise killi kireçtaşı, dolomitik kireçtaşı ve yer yer silisifiye olmuş kireçtaşı litolojisindedir. Fasiyes inceleme alanında Gençali ve Ömerler yaylası arasındaki alanda doğu-batı doğrultusunda uzanmakta olup silisifiye olmuş tabakaların kalınlığı yer yer 3-4 m yi bulurken birimin toplam kalınlığı yaklaşık 40 metredir Jips fasiyesi (Sj) Sakarya formasyonunun en üst seviyelerinde bulunan, yanal ve düşey yönlerde değişimler gösteren jips fasiyesi kendi içerisinde masiv jips (Sj1), laminalı-bandlı birincil anhidritlerin alterasyonu sonucu oluşan ikincil jips (Sj2), yumrulu (nodüler) yapılı anhidritlerin alterasyonu sonucu oluşan ikincil jips (Sj3), jipsarenit (Sj4) ve serbest büyümeli-ikizlenmeli selenitik jipsler (Sj5) olmak üzere 5 alt litofasiyese ayrılmıştır (Aydoğdu 2004). Buradaki jipsler; beyaz, gri, kahverengi renkli ve bazı yerlerde de kırıntılı görülmekte olup bunların yaklaşık kalınlığı 80 metredir. Ayrıca jips katmanlarının arasında kil-karbonat matriksli ara bandlar bulunmaktadır. Tipik olarak 15

26 inceleme alanının dışında kalan güneydeki Karabayırlarsırtı tepe jips ocağı yarmasında izlenirken (Aydoğdu 2004), çalışma alanının doğu kesimindeki Yassıhöyük (Gordion) köyünün kuzeyinde bulunan Kartal tepede de gözlenmiştir. a) Masiv jips alt litofasiyesi (Sj1); beyaz renkli, ince orta kristalli ve masiv yapılı jipsleri içeren birimdir. Yaklaşık kalınlığı ortalama 5 m civarındadır. b) Laminalı-bandlı birincil anhidritlerin alterasyonu sonucu oluşan ikincil jips alt litofasiyesi (Sj2); Fasiyes laminalı-bandlı birincil anhidritlerin rehidratasyonu sonucu oluşan bu fasiyes, alttaki masiv jipslerle düşey geçişli olup ince ara bandlar şeklinde izlenir. Bunlar; beyaz renkli, orta-iri kristalli, saf görünümlü olup, ortalama kalınlıkları birkaç metre civarındadır. Diğer yandan bunların depolanma sonrası oluşan faylanmalara ve/veya volkanik aktiviteye bağlı olarak masiv jipslerle olan geçiş zonunda gelişen, yaklaşık cm kalınlığında bir hidrotermal alterasyon zonu da yine Karabayırlar tepedeki yarmalarda izlenmiştir. Bu zon hematit-limonitli, manganlı ve kükürtlü jipsler ile 1-5 cm çapındaki silis yumrularından meydana gelir. Bunlar ise bu zonun diyajenetik bir oluşumdan ziyade sıcak çözeltilerin etkisine maruz kaldığını işaretlemektedir (Aydoğdu 2004). c) Yumrulu (nodüler) yapılı anhidritlerin alterasyonu sonucu oluşan ikincil jips alt litofasiyesi (Sj3); Fasiyes yumrulu-nodüler yapılı anhidritlerin rehidratasyonu sonucu oluşan bu fasiyes; beyaz renkli, merceksi, tabakasızdır ve yumruların çapı yaklaşık cm civarındadır. Bunlar kendi içindeki bu jips-anhidrit/anhidrit-jips dönüşümlerine bağlı olarak arazide yer yer breşik-parçalı bir görünüm kazanmış halde gözlenmektedir (Aydoğdu 2004). d) Jipsarenit alt litofasiyesi (Sj4); Schreiber et al. (1976) ve Warren (1982) çalışmalarında da tanımlanmış olan bu fasiyes beyaz gri renkli, ince kristalli, metre kalınlıkta olup, masiv jipslerle düşey geçişli olarak bulunmaktadır. Kırıntılı jips taneleri, kum boyutunda olduklarından jipsarenit olarak isimlendirilmişlerdir. Bunlar masiv jipslerin parçalanma-taşınma süreçlerine maruz kalmasıyla oluşan göl kenarı fasiyesleri olup bazen iyi katmanlı bazen de çapraz tabakalı olarak izlenir. Diğer yandan 16

27 bazı lokalitelerde mercekler şeklinde, ince-orta taneli ve yanal kalınlıkları oldukça değişken yapıda izlenir (Aydoğdu 2004). e) Serbest büyümeli-ikizlenmeli jips alt litofasiyesi (Sj5); Sakarya formasyonunun son alt litofasiyesi olan bu fasiyeste, jips kristalleri genellikle killi ve/veya karbonatlı bir matriks içerisinde yer alan boşluk alanlarda sülfatça zengin zemin suyunun etkisiyle serbestçe kristallenmiş ve kristal şekillerine göre de diskoidal ve kırlangıç kuyruğu tarzında ikizlenmeli jipsler olarak ayrılmışlardır. Diskoidal jipsler, kirli beyaz, sarımsıgri renkte, iyi dilinimli ve dolomitik kiltaşları içerisine gömülmüş halde görülen jips kristalleridir. Kırlangıç kuyruğu ikizlenmeli selenitik serbest büyümeli jips kristalleri de kahverengi renkli, parlak, saydam cm boyutunda gözlenmektedirler (Aydoğdu 2004) Porsuk formasyonu Bu yüksek lisans tez konusunu oluşturan çalışma alanındaki bir diğer önemli formasyon olan Pliyosen yaşlı Porsuk formasyonu; bu çalışmada silisiklastik (konglomerakumtaşı) fasiyesi (NP1), jipsli çamurtaşı fasiyesi (NP2), masiv jips fasiyesi (NP3) ve plaket-killi kireçtaşı fasiyesi (NP4) olarak 4 fasiyese ayrılmıştır. Bunlardan silisiklastikler (konglomera-kumtaşı) fasiyesi (NP1) de kendi içerisindeki bazı farklılaşmalar nedeniyle tarafımızdan kırmızı renkli konglomera-kumtaşı alt fasiyesi (NP1a) ile deltaik konglomera-kumtaşı alt fasiyesi (NP1b) şeklinde 2 alt fasiyese ayrılmıştır. Porsuk Formasyonu içindeki kiltaşı-marn birimlerinde Gyraulus (G.) ignoratus Schickum-Puissegur 1977, Valvata crusitensis (Fontannés) 1886 ve Emmericia rumana Tournouér 1880 gibi Gastrapod türleri belirlenmiş ve Üst Pliyosen (Romaniyen) yaşı tayin edilmiştir (Taner 2004). Bununla birlikte, -Pseudocandona cf. Comperessa, -Virgatocypris virgata, Potamocypris similis, Ilyocypris sphemicyprideis dacica grefoffi, Cyprideis cf. Torosa ve Candona sp, gibi Ostracoda fosillerinin bulunması, Pliyosen-Alt Pleyistosen dönemini ifade etmektedir. Ayrıca, marn ve kiltaşlarında yapılan spor/polen yaş tayini çalışmalarında Üst Pliyosen yaşını veren spor ve polen biyozon toplulukları saptanmıştır. Bunlar Tubuliflorae ve Liguliflorae tipleridir (Batı 2005). Bu yaşlandırmayı destekleyen Testudo sp. Micromys, Occitamomys, 17

28 Prolagus ve Promimomys gibi mikro/makro memeli toplulukları da tespit edilmiştir (Saraç 2004). Bu paleontolojik yaşlandırma çalışmaları sonucunda elde edilen verilere göre formasyonun yaşı Pliyosen olarak yorumlanmıştır (Karakaş 2006). Pliyosen dönemini temsil eden Porsuk formasyonu bölgedeki paleo gölün göl kıyısı-göl düzlüğü ve derin göl fasiyeslerini temsil etmekte olup, Sakarya formasyonunu düşük açılı (3-4 o ) uyumsuz ilişkili olarak örtmektedir (Aydoğdu 2004) Silisiklastikler fasiyesi (NP1) Bu fasiyes çalışma alanının GD ve KB sında farklı özellikler sergilediği için tarafımızdan 2 farklı alt litofasiyese ayrılarak incelenmiştir Kırmızı renkli konglomera-kumtaşı alt fasiyesi (NP1a) Çalışma alanının batı kesiminde Sakarya formasyonuna ait dolomit-kireçtaşı fasiyesini (Sd) lokal düşük açılı bir uyumsuzlukla örten ve kuzeybatıdaki Sazak ve Biçer köyleri civarında gözlenen bu akarsu fasiyesi Pliyosen nin tabanını oluşturmaktadır. Kırmızıbordo renkli olan ve kısmen masiv görünümlü bu konglomera fasiyesi ofiyolitik melanj çakıları, volkanik çakıllar ve kireçtaşı çakılları içermekte olup; bunlar iyi yuvarlaklaşmıştır ve 1-15 cm arasında değişen tane boyuna sahiptirler. İstifte genellikle kil bir matriks egemendir. Ayrıca konglomera fasiyesleri matriks destekli olup kumtaşlarında da bazı biyotürbasyon (oygu-delgi) izlerine rastlanılır. Birim yer yer kalın kumtaşı ara bandları içerir ve bu bandların yanal yönde GD ya doğru kalınlaşıp karbonat fasiyeslerine kamalanmalı şekilde geçtiği görülmüştür. Kırmızı renkli konglomera-kumtaşı fasiyesinin toplam kalınlığı bu bölgede 75 m civarındadır (Şekil 2.4). 18

29 KB GD Şekil 2.4 Kırmızı renkli konglomera-kumtaşı alt fasiyesinin (NP1a) arazi görünüşü (Ahırözü-Üçbaş köyleri arası) Deltaik konglomera-kumtaşı alt fasiyesi (NP1b) Diğer yandan çalışma alanının doğusundaki Sazılar köyünün hemen güneyindeki Kayacık tepede ve Kıranharmanı köyü çevresinde bu silisiklastik akarsu istifinin gri renkli konglomeratik kumtaşı-kumtaşı bandları, Sazak ve Biçer köyleri çevresindekilerden oldukça farklı olup deltaik bir özellik sergilemektedir. Bu göl kıyısı deltaik fasiyesin kalınlığı yaklaşık 25 m civarındadır ve bir delta istifinin tüm özelliklerini (teknemsi çapraz tabakalanmalar, kısmi derecelenmeler vb. gibi) tipik olarak göstermektedir (Şekil 2.5). Ayrıca konglomera fasiyesleri tane destekli olup, sert dokulu bir karbonat matrikse sahiptirler. Konglomeraların çakıllarının tane boyları çok farklı aralığa(orta-iri boyda) sahip olup, iyi yuvarlaklaşmışlardır (Şekil 2.6). Çalışma alanının doğusunda gözlenen bu fasiyes Sakarya formasyonuna ait jips fasiyesi (Sj) üzerine lokal düşük açılı bir uyumsuzluk ile gelmektedir. 19

30 Şekil 2.5 Deltaik konglomera ve kumtaşı bandları (NP1b) ile bunlarda izlenen çapraz tabakalanmalar (Kayacık tepe kuzeyi) Şekil 2.6 Deltaik konglomera-kumtaşı altfasiyesindeki (NP1b) konglomeraların matriks-tane ilişkilerinin yakın plan görünüşü (Kayacık tepe kuzeyi) 20

31 Jipsli çamurtaşı fasiyesi (NP2) Çalışma alanında daha çok Ankara-Eskişehir demir yolu ile Porsuk Çayı nın kuzeyinde oldukça geniş alanlarda mostra veren ve yaklaşık m kalınlığındaki bu birim, yeşil-alacalı renkli marn ve kısmen bireysel selenitik jips kristalleri içeren çamurtaşından oluşmaktadır (Şekil 2.7). Ayrıca birim içinde yer yer jipsli kumtaşı ve jipsli kiltaşlarına rastlanmaktadır. Marnlar genelde yeşil renkte, aralarına kısmen ince bandlar halinde dolomitik kireçtaşları girmiş şekilde havzanın derin kısımlarında bulunmaktadırlar. Buradaki yeşil renkteki marnlarda yapılan spor/polen yaş tayini analizlerinde Alt Pliyosen spor ve polen toplulukları saptanmıştır (Batı 2005). Şekil 2.7 Çamurtaşı içerisindeki küçük-orta boydaki selenitik jips kristallerinin (NP2) arazi görünüşü (Knauf A.Ş. Sazılar Jips Ocağı Yarması) 21

32 Plaket-killi kireçtaşı fasiyesi (NP3) Çalışma alanında oldukça geniş bir yayılıma sahip olan ve yaklaşık 20 m kalınlığındaki bu fasiyes, yer yer silisifiye olmuş plaket killi kireçtaşlarından oluşur (Şekil 2.8). Fasiyese ait killi kireçtaşları içinden derlenen ince kabuklu ostracoda ve gastropoda fosilleri de birimin Üst Pliyosen yaş konağında çökeldiğini işaretlemektedir. Ayrıca koyu renkli kiltaşları içinde Kaplumbağa kemik parçaları da (Charapyta sp.) tespit edilmiştir (Saraç 2004). Şekil 2.8 Kısmen gevşek dokulu plaket-killi kireçtaşı fasiyesi (NP3) (Üçbaş köyü, İğdecik kırmaları mevkii) 22

33 Masiv jips fasiyesi (NP4) Çalışma alanının hem kuzey hemde güney kesiminde oldukça yaygın olan bu fasiyes tabandan itibaren yer yer m arasında kalınlığa sahiptir. İstifin alt bölümlerinde iri kristalli, sert dokulu kısmen kırıntılı yapılı jipsler bulunur. Yaklaşık 7 m bu şekilde devam eder ve arada kiltaşı-marn ara bandları görülür. Bazı yerlerde jipsli kiltaşı ve jipsli çamurtaşlarına da rastlanır. Üst kısımlarda 1 m kalınlığında anhidritleşmiş zon bulunur ve bazı yerlerde ortamın hümik asitce zenginleştiğini gösteren koyu renk hakim olur. Bunun üstünde sarımtırak renkli 1.5 m kalınlığında jipsarenitli seviyelerin olduğu gözlenmiştir (Şekil 2.9). Diğer yandan bu fasiyese ait yeşil-kahverengi renkli marn ve kiltaşlarında yapılan spor/polen yaş tayini çalışmalarında Üst Pliyosen yaşını veren spor ve polen biyozon toplulukları saptanmıştır. Bunlar Tubuliflorae ve Liguliflorae tipleridir. Ayrıca bu yaşlandırma Testudo sp. Micromys, Occitamomys, Prolagus ve Promimomys gibi mikro/makro memeli topluluklarınca da test edilip doğrulanmıştır. Bu fasiyese ait jipsli kiltaşı çökelleri, göl alanının maksimum alanda geniş ve derin olduğu dönemde oluşmuşlardır. Fasiyes genelde su altı jips oluşumları ile temsil olunur. Şekil 2.9 Masiv jips fasiyesinin (NP4) Knauf A.Ş. Sazılar Jips Ocağı Yarmasındaki arazi görünümü 23

34 2.1.5 Kuvaterner çökelleri Yapılan çalışmalara göre, bölgedeki ana drenaj sisteminin gelişimi ve Sakarya Nehri nin doğuş zamanı Pleyistosen in başı olarak ifade edilmektedir. Sahadaki bu derece etkili erozyonal faaliyetlerin gelişimi iki şekilde olmuştur. Birincisi yüzeysel akışlar ve bunların oluşturduğu paleo taraçalardır. Bunlar genelde zayıf tutturulmuş kum-çakıl nadiren blok boyutundaki malzemelerden oluşmuşlardır. Bileşenleri genellikle yaşlı temel ve genç çevre kayaçlarıdır. İkincisi ise, havza içi etkili su çıkışlarıdır. Bunlar engebeli çevre kayaçlardan kilometrelerce içerde, düz plato şeklindeki Neojen havzasının orta kesimlerinde etkili olan çok yüksek debili su çıkışları şeklindedir. Bu nedenle bunlar Sakarya Nehri ni oluşturan en önemli su kaynaklarıdır. Gerek güncel, gerekse paleo su çıkış noktalarındaki en önemli olay, bunların içinde bulundukları dolomit ve kireçtaşlarına boşluklu, travertenimsi bir görünüm kazandırmaları ve bu karbonatlı kayaları silisleştirmeleridir. Yöredeki bir diğer güncel olay, Sakarya nehrinin kenarındaki bataklıklarıdır. Taşkın ovalarında gelişen bu bataklık alanları bugün büyük ölçüde kurutulmuştur. Bu nedenle buradaki çökeller; genelde bol organik maddeli, siyah renkli, siltli bataklık çamurları şeklindedir. 2.2 Tektonizma Ketin (1966) Anadolu yu 4 ana tektonik gruba ayırmış (Pontid-Anatolid-Torid-Kenar Kıvrımları) ve bu grupların oluşturduğu farklı dönemlere ait olayları sergilemiştir. Daha sonra gerek bölgesel gerekse genel anlamda yapılan pek çok çalışmalarla tartışmalar oldukça gelişmiş ve birçok araştırmacı tarafından Anadolu levhasının tek bir bütün olmayıp küçük kıtacıkların çarpışmasıyla bütünleşmiş bir kara parçası olduğu görüşü ortaya atılmıştır. Yılmaz (1981), Şengör ve Yılmaz (1981) araştırmalarında bazı paleokıta kenarlarını gözleyerek bu kıtacıkları ayırtlamaya çalışmış ve bazılarını da adlandırmışlardır. Sakarya levhası olarak adlandırılan paleo-kıtacık genelde çalışma alanımızı kapsamaktadır. Çalışma alanımızda Pontidler e ait magmatik, metamorfik ve sedimanter kayaç topluluklarının bulunması verileri kuvvetlendirmektedir (Yılmaz 1981). 24

35 İnceleme alanı Türkiye nin Neotektoniği içerisinde, Şengör (1979) K-G yönlü gerilme tektoniği etkisi altındaki Orta Anadolu Ova Rejimi içerisinde yer almaktadır. Bölgedeki tabakaların durumu; Miyosen çökelleri KB-GD doğrultulu olup, arasında (bir senklinal oluşturacak şekilde) KD-GB eğimlidir. Çalışma alanında Tersiyer ve Kuvaterner volkanizması oldukça geniş bir yer tutmaktadır. Bu volkaniklerin büyük bir kısmı Avrasya ve Afro-Arap kıtalarının geliştirdiği genç plaka tektoniği ile ilişkilidir ve volkaniklerin büyük bir bölümü de kalk-alkalen bileşimindedir (Gözler vd. 1996). Bunun nedeni çoğunluğunun aktif kıta kenarı veya yitim zonu üzerinde yer almasından kaynaklandığı belirtilmiştir. Miyosen çökellerinde sinsedimanter faylar oldukça yaygındır. Pliyosen çökellerini etkileyen tektonik hareketler ise daha büyük ölçekte olup genelde zaman zaman eğim bileşenleri, zaman zaman da doğrultu bileşenleri işleyen faylardır. Bu hareketlerin en önemlisi Cihanbeyli-Yunusemre fayıdır. Bu fay İç Anadolu nun ova tipi havza karakteri kazanmasındaki en önemli tektonik aktivitedir. Fay, Tuz Gölü nü batıdan sınırlar. Sağ yönlü olan bu fayın KD bölümü, düşen bloktur. Doğrultusu ise kabaca KB-GD olacak şekilde Cihanbeyli, Sülüklü, Özyurt, Günyüzü, Hortu ve Yunusemre ye kadar uzanır. Eğim bileşeni en iyi biçimde Yunusemre güneyindeki alüvyal yelpaze göl çökellerinde m. lik atımlar şeklinde gözlenmektedir. Bu faya bağlı olarak gelişen sıcak su çıkışları bol gözenekli karbonat çökelleri ile kısmen silisifiye olmuş konglomera ve çamurtaşlarını yer yer onikse dönüştürmüşlerdir. Yörede bulunan Yunusemre oniksi bunun en tipik örneğidir. 25

36 3. JEOKİMYA Bu çalışma kapsamında öncelikle sahadan alınan örneklerin mineralojik bileşimlerini belirlemek için, Ankara Üniv. Müh. Fak. Jeoloji Müh. Böl. ince kesit laboratuarında 150 adet evaporitik kayaç örneğinin ince kesitleri hazırlanmış ve Leitz marka polarizan mikroskopta incelenerek, petrografik özellikleri belirlenmiştir. Bu örnekler içerisinden, mikrodokusal ve mineralojik çalışmaya yönelik tespit edilen 35 adet evaporit örneği Ankara Üniversitesi ince kesit laboratuarında bulunan, Fritschvibrating Cup Mill Pulverisette- 9 marka öğütme makinesinde toz haline getirildikten sonra 250 nolu elekten geçirilerek hazırlanmıştır. Hazırlanan bu örnekler, Ankara Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezinde bulunan (BİTAUM) Rigaku-Geigerflex marka X-Işınları Difraktometre (XRD) cihazı kullanılarak tüm kaya toz çekimleri yapılmıştır. Bu ayrıntılı petrografik ve mineralojik çalışmalar sonucu belirlenen farklı tipteki jips, anhidrit ve bunlar arasında arabandlar halinde bulunan dolomit ve kireçtaşı örneklerinden 31 tanesinin jeokimyasal karakterinin ayrıntılı olarak ortaya çıkarılması, Ankara Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü Mineraloji ve Petrografi Araştırma Laboratuvarında Spectro X LAB 2000 PED XRF (Polarized Energy Dispersive XRF) ve Spectro MIDEX-M cihazları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. XRF analizlerinde toz örnek Al-kapsüllere konulup, yaklaşık 10 tonluk yük altında preslenerek elde edilen pastiller üzerinde yapılmıştır. Kimyasal çözümlemelerde esas elementler % oksit cinsinden Na 2 O, MgO, AI 2 O 3, SiO 2, P 2 O 5, TiO 2, Fe 2 O 3, MnO, CaO, K 2 O, V 2 O 5, Cr 2 O 3 ; eser element çözümlemeleri ppm cinsinden Ni, Co, Cu, Pb, Zn, Rb, Ba, Sr, Ga, Nb, Zr, Ti, Th, As gibi toplam 31 eser elementi kapsamaktadır. Doğada bulunan ve yine ppm cinsinden ortaya konulan La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y ve Sc gibi toplam 17 adet olan nadir toprak elementlerinden sadece Y, La ve Ce elementleri, dedeksiyon limitinin üstünde değer verdiği için tespit edilebilmiştir. Ateşte kayıp (AK) ise örneğin etüvde 110 C'de bir gece kurutulduktan sonra, fırında 1000 C deki CO = 2, organik bileşen, H 2 O ve diğer uçucu maddelerin ağırlık cinsinden yüzdesi olarak ifade edilmiştir. SO = 3 değerleri ise her bir örnekteki tüm verilerin, toplamdan çıkarılması ile elde edilmiştir. 26

37 Diğer yandan bölgedeki evaporit istifinin oluşum şekli ve kökeninin aydınlatılabilmesi için, bu örneklerden seçilen 19 adet numune Kanada Act Lab. a gönderilmiş ve δ 34 S, δ 18 O ile δ 13 C izotop analizlerinin ölçümleri, Finnigan MAT Mass spektrometresinde yaptırılmıştır. Sonuç olarak bu tez çalışmasında, Porsuk formasyonuna ait yaygın, oldukça kalın ve farklı mineralleşme tiplerini karakterize eden (mikromerceksi, masiv, yumrulu, hidrotermal alterasyonlu gibi) evaporit (jips-anhidrit) numuneleri üzerinde esas oksit, eser element, nadir toprak elementi ve izotop analizleri yapılmıştır. Bu analizlerden elde edilen veriler, jeoistatistiksel yöntemler kullanılarak, havzadaki evaporit oluşumlarının kökenlerine ve oluşum şekillerine açıklık getirilmiştir. Çalışmada kullanılan yöntemler, element jeokimyası ve izotop jeokimyası çalışmaları şeklinde ele alınarak, iki ayrı bölümde incelenmiştir. 3.1 Evaporitlerin Jeokimyasal Analiz Sunumları Bu tez kapsamında yapılan jeokimyasal çalışmaların amacı, çalışma alanında bulunan evaporitik kayaçlar (jips-anhidrit) ile bölgede bulunan diğer killi ve karbonatlı kayaçların kökenlerini (sedimanter, magmatik veya volkanik kökenli vb. olduğunu) belirlemektir. Aynı zamanda bu kayaçların hangi tür aktivitelerden etkilendiğini (örneğin volkanik aktivitenin ürünü gelişen konvektif hidrotermal eriyikler, yan kayacın zemin suyu-yüzey suyu ile etkileşimi vb. gibi) açıklayabilmektir. Çalışmaya konu olan Porsuk formasyonu birimlerine ait, jeokimyasal analizleri yapılmak üzere seçilen 31 adet kayaç örneğinin, ayrıntılı litolojik tanımlamaları ve örneklerin alındıkları yerler Çizelge 3.1 de belirtilmiştir. Şekil 3.1 de ise bu kayaç örneklerinin çalışma alanındaki dağılımlarını gösteren harita sunulmuştur. Jeokimyasal analizlerle belirlenen esas oksitler (esas elementler) % de olarak Çizelge 3.2 de, eser elementler Çizelge 3.3 de ve nadir toprak elementleri Çizelge 3.4 de ppm olarak verilmiştir. 27

38 Çizelge 3.1 Kayaç örneklerinin tanımlaması ve alındıkları yerler Analizi Yapılan Örnek No Makroskobik Tanımlaması Alındığı Yer BZ 1 Dolomit+Berlinite (Al 2 PO 4 ) Porsuk F. NP 4 üyesine ait Ömerler Köyü civarı BZ 2 Porsuk F. NP Masiv Anhidrit 4 üyesine ait Sazılar Mevkii, Akyüz Madencilik Jips Ocağı BZ 3 Porsuk F. NP Masiv Jips 4 üyesine ait Sazılar Mevkii, Akyüz Madencilik Jips Ocağı BZ 4 Dolomikrit Porsuk F. NP 4 üyesine ait Biçer Köyü civarı BZ 5 Pelleoidal Kireçtaşı Porsuk F. NP 3 üyesine ait Gençali Köyü civarı BZ 6 Dolomikrit Porsuk F. NP 4 üyesine ait Gençali Köyü civarı BZ 7 Alabastrin Dokulu Jips Porsuk F. NP 4 üyesine ait Gençali Köyü civarı BZ 8 Pıhtılı dokulu Kireçtaşı Porsuk F. NP 3 üyesine ait Gençali Köyü civarı BZ 9 Porsuk F. NP Kireçtaşı 3 üyesine ait Yassıhöyük (Gordion) Köyü civarı BZ 10 Porsuk F. NP Masiv Jips 4 üyesine ait Yassıhöyük (Gordion) Köyü civarı BZ 11 Porsuk F. NP Anhidritli Jips 4 üyesine ait Yassıhöyük (Gordion) Köyü civarı BZ 12 Brusitli [Mg(OH) 2 ] Jips Porsuk F. NP 4 üyesine ait Yassıhöyük (Gordion) Köyü civarı BZ 13 Yumrulu Jips Porsuk F. NP 4 üyesine ait Ömerler Köyü civarı BZ 14 Karbonat/Çamurtaşı Porsuk F. NP 2 üyesine ait Üçbaş Köyü civarı BZ 15 Mikritik Kireçtaşı Porsuk F. NP 3 üyesine ait Sazılar köyü civarı BZ 16 Manganokalsit [CaMn(CO 3 ) 3 ] Porsuk F. NP 3 üyesine ait Beylikköprü Köyü civarı BZ 17 Masiv Jips Porsuk F. NP 4 üyesine ait Ömerler Köyü civarı BZ 18 Masiv Jips Porsuk F. NP 4 üyesine ait Ömerler Köyü civarı BZ 19 Selenitik Jips Porsuk F. NP 4 üyesine ait Ömerler Köyü civarı BZ 20 Jipsli Kireçtaşı Porsuk F. NP 2 üyesine ait Ömerler Yaylası BZ 21 Masiv Jips Porsuk F. NP 2 üyesine ait Ömerler Yaylası BZ 22 Masiv Anhidrit Porsuk F. NP 2 üyesine ait Ömerler Yaylası BZ 23 Masiv Jips Porsuk F. NP 2 üyesine ait Ömerler Yaylası BZ 24 Dolomikrit+Jips Porsuk F. NP 4 üyesine ait Sazılar Jips Ocağı BZ 25 Jips Arenit Porsuk F. NP 4 üyesine ait Sazılar Jips Ocağı BZ 26 Masiv Jips Porsuk F. NP 4 üyesine ait Sazılar Jips Ocağı BZ 27 Jips Arenit Porsuk F. NP 4 üyesine ait Sazılar Jips Ocağı BZ 28 Jipsli Çamurtaşı Porsuk F. NP 4 üyesine ait Sazılar Jips Ocağı BZ 29 Minrecordite [CaZn(CO 3 ) 2 ] Porsuk F. NP 2 üyesine ait Sazak Köyü civarı BZ 30 Masiv Jips Porsuk F. NP 2 üyesine ait Sazak Köyü civarı BZ 31 Fekal Pelletli Karbonat Çmt. Porsuk F. NP 2 üyesine ait Üçbaş Köyü civarı 28

39 NP2 BZ31 NP3 ÜÇBAŞ TRŞm AHIRÖZÜ BZ14 Em2 QAL2 K QAL2 SAZAK BZ30 QAL2 NP2 NP1a Sd-k NP3 NP2 NP2 NP3 NP3 NP4 GENÇALİ BZ6 BZ7 BZ8 BZ5 DF Devegediği T. NP3 NP4 QAL2 QAL2 NP1a QAL1 QAL2 QAL2 NP1a HOLOSEN EOSEN TRKd QAL1 NP2 NP3 QAl2 GENÇ ALÜVYON QAl1 ESKİ ALÜVYON NP3 T RŞm Svb NP4 NP3 BİÇER NP4 MASİV JİPS FASİYESİ NP3 PLAKET-KİLLİ KİREÇTAŞI FASİYESİ NP2 JİPSLİ ÇAMURTAŞI FASİYESİ NP1b DELTAİK KONGLOMERA-KUMTAŞI ALTFASİYESİ NP1a KIRMIZI RENKLİ KONGLOMERA-KUMTAŞI ALTFASİYESİ Sj JİPS FASİYESİ Sd-k DOLOMİT/KİREÇTAŞI-KIRINTILI FASİYESİ Svb VOLKANİT FASİYESİ Em2 MAMUCA FORMASYONU KİLTAŞI-MARN FASİYESİ TRKd METADETRİTİKLER MAVİŞİSTLER GRANODİYORİT NP2 Ada Tepe BZ4 Svb Svb A Ç I K L A M A L A R NP4 QAL2 QAL2 NP2 İz elemant analizi yapılan numunelerin alındığı noktalar 0 3 km İLÖREN NP3 NP3 BZ20 BZ22 BZ21 BZ23 Şekil 3.1 Çalışma alanına ait jeokimyasal analizi yapılan kayaçların örnek dağılım haritası QAL2 QAL2 QAL2 7 NP3 NP4 KF NP3 NP2 Karasivri T. BZ17 BZ18 BZ2 BZ19 BZ3 Yarımcanınsivri T. BZ13 BZ1 ÖMERLER Kabadağ T. NP4 NP2 QAL2 BZ15 BZ24 BZ25 BZ26 Taşhüyük T. KÖSELER QAL2 SAZILAR Kayacık T. BZ27 BZ28 BZ9 BZ16 BEYLİKKÖPRÜ NP4 NP4 NP2 K.HARMANI QAL2 YASSIHÖYÜK (GORDİON) Sj BZ11 BZ12 29

40 Çizelge 3.2 Kayaç örneklerine ait esas oksit (%) element verileri Analizi = SiO 2 TiO 2 Al 2 O 3 ΣFe 2 O 3 MgO CaO Na 2 O K 2 O P 2 O 5 SO 3 AK * Yapılan Toplam Örnek % No BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ *AK: CO 2 = + H 2 O + Organik bileşen + Uçucu madde 30

41 Kayaç örneklerinin jeokimyasal analizleri sonucunda elde edilen esas oksit verileri incelendiğinde, V 2 O 5, Cr 2 O 3 ve MnO değerlerinin dedeksiyon limitinin çok çok altında olduğu tespit edilmiş ve Çizelge 3.2 de belirtilmemiştir. Buna karşın çalışma alanının batısında bulunan Sazak ve Üçbaş köyleri civarından alınan BZ 14, BZ 29 ve BZ 31 örneklerinde MnO değerleri sırasıyla %0.12, %0.13 ve %0.37 olarak elde edilmiştir. Bu durum volkanizmayla ilişkili olacağı gibi, Pliyosen döneminde paleo gölün batı bölümünde kısmen indirgeyici ortam koşullarını yansıtan yarı kapalı bir alanın da bulunabileceğine (olasılıkla lagün benzeri) işaret etmektedir. Çizelge 3.2 de görüldüğü üzere, Na 2 O değerlerinin %0.06 ile %0.27 arasında değiştiği, özellikle BZ 1, BZ 9, BZ 13, BZ 14, BZ 15, BZ 16, BZ 24, BZ 28, BZ 29 ve BZ 31 örnekleri dışındaki diğer 21 örnekte Na 2 O değerlerinin % arasında değişen ve diğerlerine göre yüksek değerlerde olduğu izlenmektedir. Analizler sonucu elde edilen MgO değerleri %0.07 den %33.98 e kadar, oldukça geniş bir aralıkta değişmektedir. Özellikle BZ 12 (Brusitli [Mg(OH) 2 ] Jips) örneğinde yüksek MgO değerini (%33.98) görmemiz, örnek tanımlamamızı da destekler niteliktedir. Örneklerin K 2 O değerlerinin ise BZ1 (%3.07), BZ 29 (%1.46) ve BZ 26 (%1.11) örnekleri dışında %0.01 ile % 0.87 değerleri arasında değiştiği gözlenmiştir. MgO ve Na 2 O değerlerinin K 2 O ya göre nispeten yüksek değerlerde olması, hidrotermal çözeltilerin kaynak kayacının kısmen nötr-bazik karakterli bir volkanik kayaç olduğuna işaret etmektedir (Emelyanov and Shimhus 1986). Analizler sonucunda CaO değerlerinin %7.75 ile %56.75 değerleri arasında değiştiği ve BZ 1 (%7.75) örneğinde diğer sülfatlı örneklere göre SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 ve MgO nun tersine düşük oranda olduğu görülmektedir. Esas oksit elementlerinden Al 2 O 3 içeriğinin %0.08 ile %10.72 arasında, geniş bir alanda değiştiği görülmektedir. Yine özellikle BZ 1 [Dolomit+Berlinit (Al 2 PO 4 )] örneğinde yüksek Al 2 O 3 değerinin (%10.72) bulunması, örnek tanımlamamızı doğrulamaktadır. SiO 2 içeriğinin ise %0.22 ile %46.61 arasında değişmekte olduğu, bu en yüksek değerini ise BZ 1 [Dolomit+Berlinite(Al 2 PO 4 )] örneğinde göstermekte olduğu gözlenmektedir. Aynı zamanda BZ 29 (Minrecordite[CaZn(CO 3 ) 2 ] )örneğinde %43.19, BZ 26 (Masiv Jips) örneğinde %25.72 ve BZ 24 (Dolomikrit+Jips) örneğinde ise 31

42 %22.42 oranında olduğu ve diğer örneklere göre fazlalaştıkları dikkati çekmektedir. Bu örneklerde SiO 2 ve Al 2 O 3 değerlerinin bu oranlarda ve birbirleriyle uyum halinde olması ortamdaki killeşmeden kaynaklanmış olabileceğini belirtmektedir. Yine Fe 2 O 3 içeriğinin %0,04 ile %6.81 arasında değiştiği, yalnız bazı jips-anhidrit örneklerin dedeksiyon limitinin altında çıkması ise; Ünlü ve Stendal a (1989) göre bunların hidrotermal çözeltilerden etkilenmediğini ifade etmektedir. TiO 2 değerlerinin %0.01 ile %0.77 arasında, P 2 O 5 değerlerinin ise %0.01 ile %0.27 arasında değiştiği görülmüş ve örneklerin çoğunun birleriyle uyum içinde dağıldıkları gözlemlenmiştir. Bazı sülfatlı örnekler nicel açıdan değerlendirildiğinde en önemli sülfat bileşenlerden = olan SO 3 içeriğinin bütün jips-anhidrit örnekleri için % den % e kadar değişen bir aralıkta olduğu gözlenmektedir. Çizelge 3.3 te sunulan tüm eser element değerleri özellikle bazı jips- anhidrit kayaç örnekleri için beklenenden oldukça yüksek oranlarda çıkmıştır. Bu sonuçlar, Emelyanov and Shimhus a (1986) göre evaporitleşme sırasında göl suyunun jeokimyasal karakterlerinin farklı bölgelerde değişik faktörlerin (hidrotermal eriyiklerin, zemin suyunun ve indirgeyici ortam koşullarının gibi) kontrolü altında olduğunu işaretlemektedir. En önemli eser elementler arasında Ba, Ni, As ve Sr olduğu görülmektedir. Ba un 11.6 ppm den ppm e kadar değiştiği, özellikle BZ 8 de ppm, BZ 14 de 163 ppm, BZ 12 de ppm, BZ 5 de ppm, BZ 10 da ppm, BZ 7 de ppm, BZ 4 de ppm, BZ 3 de ppm ve BZ 28 örneğinde ise ppm gibi çok yüksek içeriklerde bulunduğu gözlenmektedir. As nin, 0.7 ppm ile 86.5 ppm arasında yine aynı şekilde geniş bir dağılım gösterdiği gözlenmektedir. Özellikle BZ 28 jipsli çamurtaşı örneğinde 86.5 ppm gibi yüksek bir değere ulaştığı, BZ 6 örneğinde 77.6 ppm, BZ 26 da 68.8 ppm, BZ 29 örneğinde 40.3 ppm ve BZ 6 örneğinde ise 30.1 ppm gibi yüksek içeriklerde olduğu gözlenmektedir. Emelyanov and Shimhus a (1986) göre As nin bu kadar geniş aralıklarda yayılması ve yüksek değerlerde olması volkanizmayla ilişkili olabileceği gibi, indirgeyici (bataklık) ortam koşullarını da temsil etmektedir. Buna göre çalışma alanındaki arazi gözlemlerine göre gölün bazı kısımlarında bataklıkların bulunması As nin neden bu kadar yüksek değerlerde ve geniş yayılımda olduğunu kanıtlamaktadır. 32

43 Çizelge 3.3 Kayaç örneklerine ait eser element (ppm) verileri Ni Co Cu Pb Zn Bi Cd Sn W Mo As Se Sb Ge Te Analizi Ag Yapılan Örnek No ppm BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ

44 Çizelge 3.3 Kayaç örneklerine ait eser element (ppm) verileri (devam) Analizi Yapılan Örnek No Hg Rb Cs Ba Sr Ga Ta Nb Hf Zr Ti Th U Br I ppm BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ

45 Diğer yandan As, Ba ve Ni metalik elementlerinin bu yüksek içeriklere sahip olması, bunların yanında Cu, Pb, Co ve Zn metalik elementlerinin Çizelge 3.3 de görüldüğü gibi bir arada olması ve çoğu örnekte birbiriyle hemen hemen uyum göstermesi de çalışma bölgesinde volkanojenik bir faaliyetin ve hidrotermal etkilerin olduğunu göstermektedir (Tekin ve Varol 1993, Tekin vd. 1994, Emelyanov and Shimhus 1986). Bu metalik elementlerin dışında çalışma alanındaki jips anhidrit kristallerinin Sr içeriklerinin ppm ile 5270 ppm arasında yüksek oranlarda değişmesi göl ortamındaki evaporit oluşumlarının Sr içeriklerine göre oldukça dikkat çekicidir. Özellikle BZ 26 da 5270 ppm, BZ 21 de 4027 ppm, BZ 11 de 2910 ppm, BZ 2 de 2739 ppm, BZ 22 de 2468 ppm ve BZ 24 örneğinde ise 2328 ppm gibi yüksek Sr değerleri tespit edilmiştir. Normalde karasal evaporit ortamlarında Sr değerleri en fazla ppm i geçmemekte (Krauskopf 1979); denizel ortamlarda ise genelde yaklaşık 1000 ile 3000 ppm arasında değişmektedir (Emelyanov and Shimhus 1986, Hasselöv et al. 1999). Ayrıca Orti (1997) ve Orti et al. (2007) Ebro baseninin (İspanya) GD daki gölsel Miyosen evaporitlerinde yaptıkları çalışmalarında buradaki Sr değerlerinin 500 ppm in altında olduğunu ve bu değerler ile evaporitlerin sülfat ve klorür iyon kaynaklarının kaynağının, çevredeki Mesozoyik yaşlı karasal tuzların bulunduğu kayaçlar ve bunların zemin-yüzey suyuyla yıkanması olduğunu açıklanmışlardır. Ayrıca evaporit çökelimini kontrol eden faktörleri ise; aktif tektonizma, yüksek CaSO 4 ce zengin meteorik su döngüsü, yarı kurak iklim şartları ve büyük boyutlu alüvyal yelpaze gelişimleri olarak sıralamışlardır. Yine İspanya da Doğu Betik boğazında yapılan bir çalışmada (Playa et al. 2000) ise Üst Miyosen yaşlı karasal+denizel evaporitlerdeki bandlı-yumrulu-laminalı jipslere ait Sr değerinin ppm arasında olmasını normal deniz suyuna bağlı olduğu, selenitik ve masiv jipslerdeki 2400 ppm olan Sr değerinin de hidrotermal çözeltilere bağlı olarak değiştiği ifade edilmiştir. Çalışma alanımızdaki yüksek Sr değerleri bize denizel ortamı gösterse de çalışma bölgesinde yapılan arazi çalışmalarındaki gözlemler ile jips anhidritlerden elde edilen petrografik ve mineralojik bulgular buranın gölsel sistemde bir evaporit ortamı olduğunu açıkça göstermektedir. Buna göre Sr değerlerinin 5270 ppm e kadar yüksek olmasının nedeni, Tekin vd. (1998) ye göre volkanojenik faaliyetten dolayı çevre volkanik kayaçların, evaporitler 35

46 üzerinde yıkama yapması ve bunların kristal kafesleri içerisinde muhtemelen sölestin mineral kapanımlarını ya da stronsiyanit mineralleşmelerini oluşturmasıdır. Atom numarası 57 olan lantan ile atom numarası 71 olan lutesyum arasında yer alan (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) lantanidler grubunda bulunan 15 adet element, nadir toprak elementleri olarak isimlendirilirler. Bu grupla kimyasal benzeşimleri bulunan, atom numarası 21 olan Sc(skandiyum) ile atom numarası 39 olan Y(yitriyum) elementleri de nadir toprak elementleri ile benzer olan iyonik çapları ve küçük atomik çapları nedeniyle, bu grup içine dahil edilmişlerdir. Yapılan analizler sonucunda, dedeksiyon limitinin üstünde çıkan ancak üç adet nadir toprak elementi (Y, La ve Ce) belirlenebilmiştir (Çizelge 3.4). Çalışma alanında nadir toprak elementlerinin gözlenmesi, bu elementlerin özellikle bölgenin batısında bulunan Yunusemre ilçesi civarındaki ofiyolitik kayaçlarda çok fazla bulunan nadir toprak elementlerinin yüzey sularıyla taşınarak bölgedeki evaporitlerin içerisine yerleşmiş olabileceğini göstermektedir. Tüm jeokimyasal tablolardaki değerler, killerin ve karbonatların eşlik ettiği sülfat (jips-anhidrit) çökelme ortamına hidrotermal gelişlerin etkin olduğu bir volkanik aktivite oluşum sürecinin kimyasını biçimlendirmektedir (Emelyanov and Shimhus 1986, Ünlü ve Stendal 1989). Çizelge 3.4 Kayaç örneklerine ait nadir toprak elementi (ppm) verileri Analizi Yapılan Y La Ce Analizi Yapılan Y La Ce Örnek No ppm Örnek No ppm BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ

47 3.2 Jeoistatistiksel Değerlendirmeler Analiz sonuçlarının grafiksel sunumu Yapılan mineralojik ve petrografik çalışmalar sonucunda belirlenen 31 adet kayaç örneğinde analizlerle, toplam 9 adet esas oksit, 31 adet eser element ve 3 adet nadir toprak elementi belirlenmiştir. Bu elementlere özgü tüm kimyasal veriler değişim diyagramlarına dökülerek, element çiftleri arasındaki dağılım ve gidişlerin gözlemlenmesi yapılmıştır. Daha sonra dağılım ve özelliklerinin daha anlaşılır hale gelebilmesi için, bir istatistik programı olan SPSS 11.5 (Statistical Package for the Social Sciences) kullanılarak tüm element çiftlerine özgü korelasyon katsayıları (r) belirlenmiştir. Yine bu program yardımıyla elementlere ait minimum, maksimum değerler, standart sapma, ortalama değerler, varyans, çarpıklık ve basıklık değerleri gibi istatistiksel değerler elde edilmiştir (Çizelge 3.5, Çizelge 3.6, Çizelge 3.7). Esas oksit, eser elementler ve nadir toprak elementleri arasındaki istatistiksel dağılımın sağlanabilmesi amacıyla tüm kimyasal veriler diyagramlara dökülmüş ve element çifti dağılımlarının sağlanılması gerçekleştirilmiştir. Bu nedenle kimyasal analizler sonucu elde edilen tüm elementler için, her bir element çifti kombinasyonunu kapsayan 942 adet değişim diyagramı bilgisayar aracılığı ile oluşturulmuştur. Bu grafiksel diyagramların yapılmasındaki amaç, elementler arasındaki değişimlerin dağlım ve gidişlerinin gözlemlenerek kimyasal analiz sonuçları hakkında yoruma gitmeye çalışmak ve bunların sonucunda jeoistatistiksel yöntemlere ortam hazırlamaktır. Hazırlanan diyagramların nicel dökümünde, genellikle nokta dağılımlarında izlenmiş olan uyumlu ilişkiler, jeoistatistik bölümüne giriş yapılmasındaki en önemli öğeyi oluşturmaktadır. Analiz sonuçlarına göre oluşturulan bu değişim diyagramları incelenmiş, bazı element çiftleri arasındaki dağılım ve gidişlerde benzer durumların ön plana çıktığı görülmüştür. Bu çalışmadaki tüm grafikler içinden dağılım-uyumlu ilişkileri göz önünde tutularak ve ilerideki köken yorumlamalarına yardımcı olabilmesi amacıyla serbest biçimde seçilmiş 17 adet değişim diyagramları şekillerde sunulmuştur. 37

48 Çizelge 3.5 Esas oksit elementlerine ait istatistiksel değerler Minimum Maksimum Toplam Ortalama Çarpıklık Basıklık Ortalama Std. Hata Std. Sapma Varyans Çarpıklık Std. Hata Basıklık Std. Hata Na 2 O MgO Al 2 O SiO P 2 O K 2 O CaO TiO Fe 2 O SO Çizelge 3.6 Nadir toprak elementlerine ait istatistiksel değerler Minimum Maksimum Toplam Ortalama Çarpıklık Basıklık Ortalama Std. Hata Std. Sapma Varyans Çarpıklık Std. Hata Basıklık Std. Hata Y La Ce

49 Çizelge 3.7 Eser elementlere ait istatistiksel değerler Minimum Maksimum Toplam Ortalama Çarpıklık Basıklık Ortalama Std. Hata Std. Sapma Varyans Çarpıklık Std. Hata Basıklık Std. Hata Co Ni Cu Zn As Br Rb Mo , Ag Sn Zr Sr , , Ba , W Ti Hg Pb U Ga Ge Se Nb Cd Sb Te I Cs Hf Ta Bi Th

50 Değişim (Harker) diyagramlarında kayaçların %SiO 2 değerlerine karşı esas oksit element yüzdeleri ile eser elementlerden olan Ga değerleri konulmak suretiyle farklı kayaç grupları için gösterdikleri çizgisellikler açıkça gözlenebilmekte ve yorumlanabilmektedir (Şekil 3.2). SiO 2 nin Al 2 O 3, K 2 O ve Fe 2 O 3 ile artan ilişkililiği açık biçimde gözlenmektedir. SiO 2 nin bu esas oksitlerle nokta dağılımlarının gidişlerindeki çizgiselliğe özdeş gidişten dar açınımlı dağılımları dikkate değerdir. SiO 2 nin CaO ile olan diyagram ilişkisinde ise yukarda anlatılanların aksine eksilen nispeten uyumlu ilişki dikkati çekmektedir. Bu da ortamda jips-anhidritlerle kil oluşumlarının olabileceğine bir delil teşkil etmektedir. SiO 2 nin Ga eser elementi ile olan değişim diyagramı çizgisel gidişli dar açınımlı artan ilişkili uyumlu bir dağılım sergilemektedir. r=+0.98 r=+0.93 Al2O SiO2 K2O SiO2 r=+0.94 r=+0.94 Fe2O SiO2 Ga SiO2 Şekil 3.2 SiO 2 ye karşın diğer bileşenlere özgü değişim diyagramları 40

51 Al 2 O 3 ün Fe 2 O 3 ve K 2 O esas oksit elementlerine, Ga eser elementine ve Y nadir toprak elementine karşı değişim diyagramlarında nokta dağılımları çizgisel dar açınımlı artan uyumlu ilişkisi açık biçimde gözlenmektedir (Şekil 3.3). Bu da ortamda kil mineralleşmeleri ve/veya dolgularıyla beraber hidrotermal alterasyon zonlarının (hematitleşme, limonitleşme, manganlaşma vb. gibi) olabileceğini düşündürmektedir. Bunlarla beraber SiO 2 de olduğu gibi Al 2 O 3 ün CaO ile olan ilişkisi eksilen ilişkili olup ortamda kil mineralleşmelerinin olduğunu gösterebilir. r=+0.91 r=+0.98 Fe2O3 15,0 10,0 5,0 K2O ,0 0,0 5,0 10,0 15,0 Al2O Al2O3 r=+0.97 r= ,0 15,0 20,0 15,0 Ga 10,0 Y 10,0 5,0 5,0 0,0 0,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 0,0 10,0 20,0 Al2O3 Al2O3 Şekil 3.3 Al 2 O 3 e karşın diğer bileşenlere özgü değişim diyagramları 41

52 Fe 2 O 3 ün Zn ve Ga eser elementleriyle olan değişim ilişkisi Şekil 3.4 te görülmektedir. Ayrıca Fe 2 O 3 ün SiO 2 ve Al 2 O 3 esas oksit elementleriyle olan artan uyumlu ilişkileri de Şekil 3.2 ve Şekil 3.3. de izlenilmektedir. Bu ilişkilerde ortamda hidrotermal alterasyonları (hematitleşme, piritleşme gibi) ifade edebilmektedir. r=+0.93 r=+0.90 Zn Fe2O3 Ga Fe2O3 Şekil 3.4 Fe 2 O 3 e karşın diğer bileşenlere özgü değişim diyagramları Yine esas oksit elementlerinden Na 2 O nun en önemli sülfat bileşenlerinden olan SO = 3 le olan artan uyumlu ilişkisi Şekil 3.5 de görülmektedir ki bu da ortamdaki jips ve anhidrit istiflerinden ileri gelmektedir. Ayrıca bir başka esas oksit element olan K 2 O nu eser elementlerden Ga ile olan artan uyumlu ilişkisi diyagramda görülmektedir. SO3= r= Na2O Ga r= K2O Şekil 3.5 Na 2 O ve K 2 O ya karşın diğer bileşenlere özgü değişim diyagramları 42

53 Bunlarla beraber tüm diyagramlar içinde dikkati çeken diğer diyagramlarda Şekil 3.6 da sunulduğu üzere eser elementlerden olan Ga elementi ile nadir toprak elementleri olan Y ve Ce nin artan pozitif uyumlu ilişkileridir. Ayrıca Nb eser elementinin Y nadir toprak elementi ile olan artan uyumlu ilişkisi de diyagramda gözlenmektedir. r=+0.93 r=+0.90 Y 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 0,0 10,0 20,0 Ga Ce Ga r=+0.91 Y Nb Şekil 3.6 Ga ve Nb ye karşın diğer bileşenlere özgü değişim diyagramları Analiz sonuçlarının jeoistatistiksel sunumu Çalışmalar kapsamında yapılan analizlerin sonuçları hakkında, daha etkin karar verebilmek için, sayısal verilerin toplanması, düzenlenmesi, sunumu, incelenmesi ve yorumlanması gibi işlemlerinin tamamı, istatistik çalışmalarını oluşturmaktadır (Tüysüz ve Yaylalı 2005). Element dağılımlarının iyi anlaşılabilmesi için çok sayıda jeokimya verisinin kullanılması gereklidir. Ancak birçok element için yapılan çeşitli analiz 43

54 sonuçlarının değerlendirmesini daha anlaşılır kılmak için çeşitli jeoistatistiksel yöntemlerden yararlanılmaktadır. Grafiksel sunumda doğrudan göze hitap eden dağılımlar, jeoistatistiksel sunumda matematiksel biçimde ifade edilmektedir. Bunu yapmanın amacı, hataları en aza indirmek ve grafiksel dağılım diyagramının ötesinde daha kolay gözlenebilecek istatistiksel değerler kazanarak daha özgün sonuçlara ulaşmaktır (Ünlü ve Stendal 1989). Jeoistatistiksel çalışmalar yardımıyla, inceleme bölgesi kayaç örneklerinin kimyasal analiz sonuçlarının jeokimyasal anlamları tartışılmış, çeşitli element beraberlikleri kolaylıkla yorumlanabilmiştir. İki değişken arasındaki ilişkinin büyüklüğünü, yönünü ve önemini ortaya koyabilmek için Pearson korelasyon katsayısı r hesaplanır. r nin değerleri +1 ile -1 arasında değişir. Yani iki değişken arasında mükemmel bir ilişki varsa veya ikisi de aynı oranda değişiyorsa r =+1 ve ikisi arasında mükemmel ilişki var, ancak birisinin bir birim artışına karşılık diğeri bir birim azalmakta ise r =-1 dir. r =0 ise iki değişken arasında herhangi bir ilişki yoktur şeklinde yorumlanmaktadır. Jeoistatistiksel bir araştırma yapmak için örnek sayısı az da olsa, 31 adet kayaç örneğine ait kimyasal analiz sonuçları baz alınmış ve toplam 990 adet element çiftine ait korelasyon katsayısı kombinasyonları, SPSS 11.5 (Statistical Package for the Social Sciences) istatistik programı kullanılarak belirlenmiştir (Çizelge 3.8). Yapılan çeşitli araştırmalarda korelasyon katsayısı değerlerinin, alt disiplinlerine ayrılarak elementler arasındaki ilişkilerin daha anlaşılır şekilde ortaya konulduğu görülmüş ve çalışmamıza uygun olarak bu alt disiplinler oluşturulmuştur (Çizelge 3.9). Tüm korelasyon katsayı değerleri (r) kendi içlerinde istatistik olarak gruplanmış ve her topluluk kendi içinde pozitif ve negatif ilişkileri göz önüne alınarak birlikteliklerin oluşturulması sağlanmıştır. Değişim (Harker) diyagramlarıyla daha önce açıklanmaya çalışılan ilişkiler, korelasyon analizleri yöntemiyle tüm esas element oksitlerinin, eser elementlerinin ve nadir toprak elementlerinin birbirleriyle olan ilişkililiğine taşınabilmektedir. 44

55 Çizelge 3.8 Element çiftlerine özgü korelasyon katsayısı değerleri = Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 K2O CaO TiO2 Fe2O3 SO3 Co Ni Cu Zn As Br Rb Mo Ag Sn Zr Sr Ba W Ti Hg Pb U Ga Ge Se Nb Cd Sb Te I Cs Hf Ta Bi Th Y La Ce Na2O 1 MgO -0,64 1 Al2O3-0,53 0,35 1 SiO2-0,61 0,44 0,98 1 P2O5 0,59-0,32 0,14 0,14 1 K2O -0,46 0,31 0,98 0,93 0,12 1 CaO 0,07-0,60-0,61-0,61-0,40-0,60 1 TiO2-0,06 0,12 0,80 0,80 0,65 0,76-0,69 1 Fe2O3-0,58 0,43 0,91 0,94 0,19 0,84-0,58 0,80 1 = SO3 0,99-0,59-0,50-0,57 0,61-0,42-0,04-0,03-0,56 1 Co -0,73 0,52 0,81 0,85-0,20 0,75-0,09 0,53 0,88-0,69 1 Ni -0,65 0,56 0,50 0,60-0,22 0,08-0,37 0,21 0,46-0,58 0,59 1 Cu -0,63 0,65 0,69 0,68-0,20 0,65 0,53 0,07 0,63-0,58 0,71 0,67 1 Zn -0,62 0,49 0,85 0,87 0,06 0,80-0,56 0,65 0,93-0,59 0,89 0,09 0,67 1 As -0,49 0,32 0,25 0,34-0,60 0,21-0,12 0,11 0,08-0,08 0,54 0,32 0,20 0,47 1 Br -0,48 0,57 0,16 0,25-0,28 0,16-0,23-0,09 0,10-0,07 0,34 0,56 0,48 0,13 0,24 1 Rb -0,62 0,60 0,62 0,73 0,08 0,52-0,51 0,46 0,68-0,54 0,78 0,87 0,71 0,64 0,47 0,57 1 Mo -0,11 0,04 0,05 0,09 0,10 0,03-0,01-0,01 0,09-0,60 0,25 0,15-0,01 0,09 0,28 0,13 0,16 1 Ag -0,21-0,25-0,14-0,11-0,20-0,19 0,57-0,23-0,09-0,28 0,04-0,07-0,04-0,06 0,01 0,13-0,02 0,14 1 Sn -0,47 0,07 0,64 0,57-0,32 0,69-0,07 0,29 0,48-0,46 0,49 0,25 0,69 0,48-0,03 0,25 0,21 0,01-0,03 1 Zr -0,48 0,07 0,17 0,25-0,28 0,14-0,07-0,14 0,14-0,08 0,08 0,72 0,09 0,23 0,08 0,70 0,64 0,09 0,13 0,49 1 Sr -0,11-0,03-0,13-0,05-0,08-0,12 0,21-0,22-0,16-0,11-0,05 0,18-0,24-0,08 0,28 0,13 0,10 0,19 0,03-0,30 0,08 1 Ba -0,46 0,16-0,05 0,03-0,32-0,08 0,06-0,24 0,51-0,46 0,29 0,09 0,05 0,07 0,28 0,07 0,20 0,21 0,52-0,02 0,06 0,27 1 W -0,61 0,09 0,27 0,35-0,08 0,19-0,11-0,01 0,33-0,61 0,46 0,08 0,52 0,07 0,24 0,48 0,08 0,13 0,27 0,58 0,34-0,04 0,22 1 Ti -0,08 0,19 0,17 0,23-0,18 0,14 0,06-0,08 0,14-0,07 0,08 0,08 0,09 0,20 0,21 0,64 0,51 0,12 0,50 0,21 0,56 0,06 0,07 0,46 1 Hg -0,08 0,17 0,07 0,15-0,21 0,04 0,14-0,18 0,04-0,35 0,08 0,09 0,34 0,07 0,19 0,70 0,49 0,31 0,09 0,14 0,68 0,22 0,61 0,09 0,87 1 Pb -0,07 0,26 0,75 0,68-0,05 0,80-0,09 0,09 0,53-0,32 0,61 0,29 0,67 0,51 0,07 0,08 0,06 0,15-0,01 0,85 0,25-0,21 0,07 0,08 0,08 0,35 1 U -0,26 0,12-0,04 0,01-0,15-0,06 0,28-0,15-0,04-0,28 0,08 0,16 0,21 0,03 0,05 0,08 0,22-0,07 0,55-0,02 0,32 0,08 0,19 0,23 0,60 0,09 0,04 1 Ga -0,49 0,31 0,97 0,94 0,18 0,95-0,56 0,81 0,90-0,46 0,74 0,08 0,61 0,83 0,17 0,07 0,56 0,01-0,13 0,60 0,06-0,11 0,01 0,19 0,08 0,01 0,67-0,01 1 Ge -0,51 0,27 0,72 0,78 0,14 0,68-0,34 0,62 0,71-0,49 0,71 0,07 0,54 0,61 0,19 0,09 0,59 0,05 0,27 0,50 0,22-0,04 0,07 0,08 0,56 0,54 0,68 0,22 0,71 1 Se -0,25 0,27 0,01 0,07-0,19 0,01-0,02-0,15-0,05-0,19 0,24 0,08 0,08-0,05 0,05 0,77 0,08 0,22 0,26 0,13 0,67 0,03 0,08 0,32 0,76 0,84 0,33 0,08-0,09 0,08 1 Nb -0,49 0,29 0,88 0,87 0,12 0,85-0,49 0,77 0,86-0,48 0,65 0,26 0,51 0,77 0,31 0,06 0,09-0,09-0,01 0,60-0,06-0,14 0,04 0,28 0,03-0,12 0,60-0,01 0,89 0,70-0,17 1 Cd -0,16 0,06-0,03-0,06-0,21-0,07 0,15-0,19-0,07-0,18 0,06 0,09 0,34 0,16-0,08 0,19 0,13 0,07 0,09 0,18 0,25-0,04 0,14 0,34 0,09 0,27 0,11 0,09-0,02 0,04 0,14-0,05 1 Sb -0,13 0,31 0,34 0,25-0,11 0,08-0,29 0,17 0,18-0,12 0,14-0,11 0,27 0,11-0,15 0,21-0,06-0,15-0,12 0,51-0,14-0,16 0,15-0,05 0,04 0,04 0,51-0,04 0,33 0,35 0,17 0,07-0,24 1 Te -0,25 0,12 0,02 0,06-0,17-0,13 0,09-0,09 0,06-0,24 0,18 0,09 0,04 0,09-0,03 0,16 0,12 0,07 0,21 0,07 0,12-0,09 0,29 0,21 0,23 0,21 0,09 0,19 0,02 0,14 0,17-0,04 0,10-0,19 1 I -0,08 0,08 0,05 0,17-0,07-0,01-0,12-0,03 0,16-0,08 0,09 0,28 0,09 0,06 0,03 0,08 0,13-0,08-0,05 0,24-0,14-0,16-0,07 0,08-0,12-0,12-0,06-0,21 0,04 0,07-0,12 0,21-0,20-0,07 0,11 1 Cs -0,08 0,23 0,83 0,76-0,07 0,87-0,09 0,62 0,70-0,08 0,55 0,18 0,56 0,69-0,01-0,04 0,21-0,09-0,14 0,78-0,10-0,29-0,14 0,21-0,01-0,11 0,71-0,14 0,84 0,57-0,09 0,81-0,03 0,47-0,06 0,15 1 Hf -0,09 0,25 0,12 0,14-0,34 0,09 0,09-0,13 0,09-0,08 0,31 0,32 0,58 0,26 0,12 0,58 0,07 0,04 0,50 0,33 0,50-0,12 0,25 0,54 0,77 0,63 0,34 0,69 0,07 0,36 0,61 0,05 0,64-0,03 0,19-0,16 0,11 1 Ta -0,59 0,50 0,07 0,08-0,28 0,31-0,21 0,08 0,06-0,54 0,53 0,50 0,79 0,52 0,19 0,59 0,58 0,09 0,29 0,47 0,54-0,09 0,24 0,64 0,64 0,54 0,46 0,09 0,33 0,09 0,48 0,24 0,71-0,03 0,17-0,07 0,26 0,87 1 Bi -0,29-0,01 0,02 0,07-0,12 0,03 0,25-0,15-0,01-0,26 0,28 0,13 0,22 0,07 0,31 0,61 0,28 0,19 0,47 0,08 0,55 0,21 0,47 0,33 0,81 0,81 0,31 0,67-0,04 0,46 0,72-0,06 0,23 0,06 0,19-0,06-0,09 0,70 0,48 1 Th -0,28-0,01 0,67 0,56-0,10 0,76-0,19 0,06 0,08-0,26 0,46 0,12 0,09 0,08-0,06 0,21 0,12 0,10 0,09 0,73 0,14-0,15 0,11 0,13 0,32 0,28 0,87 0,09 0,63 0,60 0,28 0,55-0,01 0,58 0,07-0,19 0,76 0,26 0,23 0,32 1 Y -0,07 0,19 0,90 0,86 0,26 0,89-0,51 0,86 0,86-0,07 0,64 0,17 0,50 0,75 0,09-0,01 0,07-0,07-0,04 0,60-0,15-0,26-0,01 0,21 0,04-0,06 0,67-0,05 0,93 0,78-0,10 0,91-0,10 0,09 0,01 0,05 0,85 0,06 0,25-0,01 0,64 1 La -0,31 0,11 0,67 0,63-0,06 0,71-0,32 0,54 0,53-0,29 0,08 0,19 0,08 0,51 0,05 0,08 0,19-0,09 0,01 0,59-0,04-0,30-0,10 0,14 0,09-0,04 0,58-0,02 0,65 0,51 0,05 0,70-0,08 0,30 0,03 0,16 0,83 0,22 0,20-0,01 0,70 0,69 1 Ce -0,35 0,21 0,88 0,84 0,18 0,88-0,55 0,80 0,78-0,33 0,57 0,26 0,51 0,70 0,06-0,05 0,07-0,18-0,17 0,61-0,18-0,27-0,21 0,12-0,12-0,23 0,63-0,14 0,90 0,58-0,24 0,87-0,12 0,32-0,04 0,17 0,86-0,05 0,18-0,21 0,57 0,89 0,

56 Çizelge 3.9 Korelasyon katsayısı alt disiplinleri ( Saraç 2007) Korelasyon Pozitif Negatif Katsayısı Korelasyon Korelasyon Alt Disiplinleri Yüksek Korelasyon r> +0,90 r< -0,90 Orta Korelasyon +0,60< r < +0,90-0,60> r >-0,90 Düşük Korelasyon r< +0,60 r> -0,60 Çizelge 3.8 den de takip edilebileceği üzere, Na 2 O esas oksit elementinin sadece SO 3 ile çok yüksek pozitif ilişkili olduğu buna karşın, MgO, SiO 2, Co, Ni, Cu, Zn, Rb ve W ile orta dereceli negatif ilişki, bunların dışındaki tüm esas oksit, eser element ve nadir toprak elementleriyle düşük negatif ilişki göstermektedir. MgO esas oksit elementi Cu ile orta dereceli pozitif, CaO ile orta dereceli negatif ilişki, P 2 O 5, SO 3, Ag, Sr, Bi ve Th ile düşük negatif bir ilişki sergilemektedir. Al 2 O 3 esas oksit elementi, SiO 2, K 2 O, Fe 2 O 3, Ga ve Y elementleriyle çok yüksek pozitif, TiO 2, Co, Cu, Rb, Zn, Sn, Nb, Cs, La ve Ce elementleriyle orta pozitif korelasyon ve CaO esas oksit elementi ile orta negatif korelasyon göstermektedir. SiO 2 esas oksit elementi, K 2 O, Fe 2 O 3 ve Ga elementleriyle çok yüksek pozitif korelasyon, TiO 2, Co, Cu, Zn, Rb, Pb, Ge, Cs, Nb, Y, La ve Ce elementleriyle orta pozitif korelasyon sergilemektedir. P 2 O 5 esas oksit elementi, TiO 2 ve SO 3 ile orta dereceli pozitif ilişki, K 2 O, Fe 2 O 3, Zn, Rb, Mo, Ga, Y ve Ce elementleriyle çok düşük pozitif ilişki ve diğer elementlerin tümüyle çok düşük negatif bir ilişki gösterir. K 2 O esas oksit elementi sadece Ga eser elementi ile çok yüksek pozitif korelasyon gösterirken, TiO 2, Fe 2 O 3, Co, Cu, Zn, Sn, Pb, Ge, Cs, Nb, Th, Y, La ve Ce elementleriyle orta pozitif korelasyon sergiler. 46

57 CaO esas oksit elementi TiO 2 ile orta dereceli negatif bir korelasyon sergilerken, Cu, Sr, Ba, Ti, Hg ve Bi gibi eser elementlerle çok düşük negatif korelasyon sergilemektedir. TiO 2 esas oksit elementi, Fe 2 O 3, Zn, Ga, Ge, Nb, Cs, Y ve Ce elementleriyle orta dereceli pozitif bir ilişki gösterirken, Co, Ni, Cu, As, Rb ve Sn ile çok düşük pozitif korelasyon göstermektedir. Fe 2 O 3 esas oksit elementi Zn ve Ga eser elementleriyle çok yüksek pozitif bir ilişki, Co, Cu, Rb, Ge, Nb, Cs, Y ve Ce elementleri ile orta dereceli pozitif ilişki sergilemektedir. SO 3 ün Co ve W ile orta dereceli negatif korelasyonu görülürken, Co nun Cu, Zn, Rb, Ga, Ge, Pb ve Nb ile orta dereceli pozitif korelasyonu görülmektedir. Ni nin Cu ve Rb elementleri ile ve Cu nun Zn, Rb, Sn, Pb ve Ta elementleri ile orta derecede pozitif bir ilişkisi vardır. Zn eser elementinin Rb, Ga, Ge, Nb, Cs, Y ve Ce elementleriyle orta dereceli pozitif korelasyonu, Ag, Sr ve Se ile çok düşük negatif korelasyonu vardır. Br eser elementinin Zr, Ti, Hg, Se ve Bi elementleriyle orta dereceli pozitif korelasyonu varken Cs, Y ve Ce ile çok düşük negatif korelasyonu görülmektedir. Rb nin Zr ile orta pozitif, Ag ve Sb ile çok düşük negatif korelasyonu görülmektedir. Sn eser elementi Pb, Ga, Nb, Cs, Th, Y ve Ce elementleriyle orta pozitif ilişki gösterirken Sr ve Ba ile çok düşük negatif ilişki göstermektedir. Zr eser elementi Hg ve Se ile orta pozitif ilişki, Nb, Sb, I, Cs eser elementleri ve Y, La, Ce nadir toprak elementleriyle çok düşük negatif ilişki göstermektedir. Sr eser elementi Ni, As, Br, Rb, Mo, Ag, Zr, Ba, Ti, Hg, U ve Bi eser elementleriyle çok düşük pozitif korelasyon sergilerken, diğer tüm esas oksit, eser element ve nadir toprak elementleri ile çok düşük negatif korelasyon sergilemektedir. 47

58 Ti eser elementi Hg, U, Se, Hf, Ta ve Bi elementleriyle orta pozitif korelasyon gösterirken, I, Cs ve Ce ile çok düşük negatif korelasyon göstermektedir. Hg eser elementi ise Se, Hf ve Bi elementleriyle orta pozitif korelasyon sergilerken I, Cs, Nb, Y, La ve Ce ile çok düşük negatif korelasyon sergilemektedir. Pb eser elementinin Ga, Ge, Nb, Cs, Th, Y, La ve Ce elementleri ile orta dereceli pozitif ilişkisi görülmektedir. Ga eser elementi Y ve Ce nadir toprak elementleriyle çok yüksek pozitif ilişki gösterirken, Ge, Nb, Cs, Th ve La elementleri ile orta dereceli pozitif ilişki sergiledikleri görülmektedir. Ge elementi ise Nb, Th ve Y elementleriyle orta dereceli pozitif ilişki göstermektedir. Se eser elementi Hf ve Bi eser elementleriyle orta pozitif korelasyon göstermiştir. Nb elementi Y nadir toprak elementi ile çok yüksek pozitif korelasyon gösterirken, Cs, La ve Ce ile orta pozitif korelasyon göstermektedir. Cd eser elementi Hf ve Th elementleri ile orta pozitif korelasyon sergiler. Cs eser elementinin Th, Y, La ve Ce elementleri ile orta dereceli pozitif bir ilişkisi olduğu görülmektedir. Aynı şekilde Hf, Ta ve Bi ile Th, Y ve La elementleriyle ve Y, La ve Ce ile orta dereceli pozitif korelasyon göstermektedir. Öncelikle artan ve eksilen korelasyon katsayısı değerlerinin yüzdeleri bulunarak, korelasyon katsayısı değerleri kümelenmeye veya gruplanmaya çalışılmıştır (Çizelge 3.10). Bu yüzde dağılımların grafiksel sunumu Şekil 3.7 a,b de, korelasyon katsayılarının kümülatif dağılımları Çizelge 3.11 de ve grafiksel sunumları da Şekil 3.8 a, b de verilmiştir. Korelasyon katsayı alt disiplinlerine göre gruplanmış bulunan element çifti kombinasyonları nicel biçimde Çizelge 3.12 ve Çizelge 3.13 de sunulmuştur. 48

59 Çizelge 3.10 Korelasyon katsayısı nokta sayıları ve yüzde dağılımları Korelasyon Katsayı Değerleri Korelasyon Katsayı Nokta Sayısı Korelasyon Katsayı Yüzdeleri (r>0) (r<0) (r>0) (r<0) ,16 41, ,48 23, ,40 13, ,75 4, ,99 5, ,20 6, ,09 4, ,53 0, , ,39 0 Toplam ,00 100,00 Şekil 3.7 Korelasyon katsayılarının yüzde dağılımı grafiksel sunumu a) r>0 iken korelasyon katsayısı yüzde dağılımı b) r<0 iken korelasyon katsayısı yüzde dağılımı 49

60 Çizelge 3.11 Korelasyon katsayısı kümülatif yüzde dağılımları Korelasyon Katsayı Değerleri Korelasyon Katsayı Kümülatif Yüzdeleri (%) (r>0) (r<0) ,16 41, ,64 64, ,04 78, ,79 82, ,78 88, ,98 94, ,07 99, ,60 100, ,61 100, ,00 100,00 Şekil 3.8 Korelasyon katsayısı kümülatif yüzde dağılımları grafiksel sunumu a) r>0 iken korelasyon katsayısı yüzde dağılımı b) r<0 iken korelasyon katsayısı yüzde dağılımı 50

61 Çizelge 3.12 Pozitif korelasyon katsayısı alt disiplinleri element çiftleri Yüksek pozitif korelasyon (r >+0,90) gösteren element çiftleri SO = 3/Na 2 O SiO 2 /Al 2 O 3 K 2 O/Al 2 O 3 Ga/Al 2 O 3 Y/Al 2 O 3 Fe 2 O 3 /Al 2 O 3 K 2 O/SiO 2 Fe 2 O 3 /SiO 2 Ga/SiO 2 Ga/K 2 O Ga/Fe 2 O 3 Zn/Fe 2 O 3 Y/Ga Ce/Ga Nb/Y Orta pozitif korelasyon (+0,60 < r <+ 0,90) gösteren element çiftleri Cu/MgO Rb/MgO TiO 2 /P 2 O 5 SO = 3/P 2 O 5 Fe 2 O 3 /TiO 2 Zn/TiO 2 Ga/TiO 2 Ge/TiO 2 Nb/TiO 2 Cs/TiO 2 Y/TiO 2 Ce/TiO 2 TiO 2 /Al 2 O 3 Co/Al 2 O 3 Cu/Al 2 O 3 Zn/Al 2 O 3 Rb/Al 2 O 3 Sn/Al 2 O 3 Pb/Al 2 O 3 Ge/Al 2 O 3 Nb/Al 2 O 3 Cs/Al 2 O 3 Th/Al 2 O 3 La/Al 2 O 3 Ce/Al 2 O 3 TiO 2 /SiO 2 Co/SiO 2 Ni/SiO 2 Cu/SiO 2 Zn/SiO 2 Rb/SiO 2 Pb/SiO 2 Ge/SiO 2 Nb/SiO 2 Cs/SiO 2 Y/SiO 2 La/SiO 2 Ce/SiO 2 TiO 2 /P 2 O 5 SO = 3/P 2 O 5 Fe 2 O 3 /TiO 2 Zn/TiO 2 Ga/TiO 2 Ge/TiO 2 Nb/TiO 2 Cs/TiO 2 Y/TiO 2 Ce/TiO 2 Co/Fe 2 O 3 Cu/Fe 2 O 3 Zn/Fe 2 O 3 Rb/Fe 2 O 3 Ge/Fe 2 O 3 Nb/Fe 2 O 3 Cs/Fe 2 O 3 Y/Fe 2 O 3 Ce/Fe 2 O 3 TiO 2 /K 2 O Fe 2 O 3 /K 2 O Co/ K 2 O Cu/ K 2 O Zn/ K 2 O Sn/ K 2 O Pb/ K 2 O Ge/ K 2 O Nb/ K 2 O Cs/ K 2 O Th/ K 2 O Y/ K 2 O La/ K 2 O Ce/ K 2 O Cu/Co Zn/Co Rb/Co Pb/Co Ga/Co Ge/Co Nb/Co Y/Co Cu/Ni Rb/Ni Zr/Ni Zn/Cu Rb/Cu Sn/Cu Pb/Cu Ga/Cu Ta/Cu Rb/Zn Ga/Zn Ge/Zn Nb/Zn Cs/Zn Y/Zn Ce/Zn Zr/Br Ti/Br Hg/Br Se/Br Bi/Br Pb/Sn Ga/Sn Nb/Sn Cs/Sn Th/Sn Y/Sn Ce/Sn Rb/Zr Hg/Zr Se/Zr Hg/Ti U/Ti Se/Ti Hf/Ti Ta/Ti Bi/Ti Se/Hg Hf/Hg Bi/Hg Ba/Hg Ga/Pb Ge/Pb Nb/Pb Cs/Pb Th/Pb Y/Pb Ce/Pb Hf/U Bi/U Ge/Ga Se/Ga Cs/Ga Th/Ga La/Ga Nb/Ge Th/Ge Y/Ge Hf/Se Bi/Se Cs/Nb La/Nb Ce/Nb Hf/Cd Ta/Cd Th/Cs Y/Cs La/Cs Ce/Cs Ta/Hf Bi/Hf W/Ta Y/Th La/Th La/Y Ce/Y 51

62 Çizelge 3.12 Pozitif korelasyon katsayısı alt disiplinleri element çiftleri (devam) Düşük pozitif korelasyon (r <+ 0,60) gösteren element çiftleri P 2 O 5 /Na 2 O CaO/Na 2 O Al 2 O 3 /MgO SiO 2 /MgO K 2 O/MgO TiO 2 /MgO Fe 2 O 3 /MgO Co/MgO Ni/MgO Zn/MgO As/MgO Br/MgO Mo/MgO Sn/MgO Zr/MgO Ba/MgO W/MgO Ti/MgO Hg/MgO Pb/MgO U/MgO Ga/MgO Ge/MgO Se/MgO Nb/MgO Cd/MgO Sb/MgO Te/MgO I/MgO Cs/MgO Hf/MgO Ta/MgO Y/MgO La/MgO Ce/MgO P 2 O 5 /Al 2 O 3 Ni/Al 2 O 3 As/Al 2 O 3 Br/Al 2 O 3 Mo/Al 2 O 3 Zr/Al 2 O 3 W/Al 2 O 3 Ti/Al 2 O 3 Hg/Al 2 O 3 Se/Al 2 O 3 Sb/Al 2 O 3 Te/Al 2 O 3 I/Al 2 O 3 Hf/Al 2 O 3 Ta/Al 2 O 3 Bi/Al 2 O 3 P 2 O 5 /SiO 2 As/SiO 2 Br/SiO 2 Mo/SiO 2 Sn/SiO 2 Zr/SiO 2 Ba/SiO 2 W/SiO 2 T/SiO 2 Hg/SiO 2 U/SiO 2 Se/SiO 2 Sb/SiO 2 Te/SiO 2 I/SiO 2 Hf/SiO 2 Ta/SiO 2 Bi/SiO 2 Th/SiO 2 K 2 O/P 2 O 5 Fe 2 O 3 /P 2 O 5 Zn/P 2 O 5 Rb/P 2 O 5 Mo/P 2 O 5 Ga/P 2 O 5 Ge/P 2 O 5 Nb/P 2 O 5 Y/P 2 O 5 Ce/P 2 O 5 Ni/K 2 O As/K 2 O Br/K 2 O Rb/K 2 O Mo/K 2 O Zr/K 2 O W/K 2 O Ti/K 2 O Hg/K 2 O Se/K 2 O Sb/K 2 O Hf/K 2 O Ta/K 2 O Bi/K 2 O Cu/CaO Ag/CaO Sr/CaO Ba/CaO Ti/CaO Hg/CaO U/CaO Cd/CaO Te/CaO Hf/CaO Bi/CaO Co/TiO 2 Ni/TiO 2 Cu/TiO 2 As/TiO 2 Rb/TiO 2 Sn/TiO 2 Pb/TiO 2 Sb/TiO 2 Ta/TiO 2 Th/TiO 2 La/TiO 2 As/Fe 2 O 3 Br/Fe 2 O 3 Mo/Fe 2 O 3 Sn/Fe 2 O 3 Zr/Fe 2 O 3 Ba/Fe 2 O 3 W/Fe 2 O 3 Ti/Fe 2 O 3 Hg/Fe 2 O 3 Pb/Fe 2 O 3 Sb/Fe 2 O 3 Te/Fe 2 O 3 I/Fe 2 O 3 Hf/Fe 2 O 3 Ta/Fe 2 O 3 Th/Fe 2 O 3 La/Fe 2 O 3 Ni/Co Zn/ Co As/Co Br/Co Mo/Co Ag/Co Sn/Co Zr/Co Ba/Co W/Co Ti/Co Hg/Co U/Co Se/Co Cd/Co Sb/Co Te/Co I/Co Cs/Co Hf/Co Ta/Co Bi/Co Th/Co La/Co Ce/Co Zn/Ni As/Ni Br/Ni Mo/Ni Sn/Ni Sr/Ni Ba/Ni W/Ni Ti/Ni Hg/Ni Pb/Ni U/Ni Ga/Ni Ge/Ni Se/Ni Nb/Ni Cd/Ni Te/Ni I/Ni Cs/Ni Hf/Ni Ta/Ni Bi/Ni Th/Ni As/Cu Br/Cu Zr/Cu Ba/Cu W/Cu Ti/Cu Hg/Cu U/Cu Ge/Cu Se/Cu Nb/Cu Cd/Cu Sb/Cu Te/Cu I/Cu Cs/Cu Hf/Cu Bi/Cu Th/Cu Y/Cu La/Cu Ce/Cu As/Zn Br/Zn Mo/Zn Sn/Zn Zr/Zn Ba/Zn W/Zn Ti/Zn Hg/Zn Pb/Zn U/Zn Cd/Zn Sb/Zn Te/Zn I/Zn Hf/Zn Ta/Zn Bi/Zn Th/Zn La/Zn Br/As Rb/As Mo/As Ag/As Zr/As Sr/As Ba/As W/As Ti/As Hg/As Pb/As U/As Se/As Nb/As Ga/As Ge/As I/As Hf/As Ta/As Bi/As Y/As La/As Ce/As Rb/Br Mo/Br Ag/Br Sn/Br Zr/Br Sr/Br Ba/Br W/Br Pb/Br U/Br Ga/Br Ge/Br Nb/Br Sc/Br Sb/Br Te/Br I/Br Hf/Br Ta/Br Bi/Br Th/Br La/Br Mo/Rb Sn/Rb Sr/Rb Ba/Rb W/Rb Ti/Rb Hg/Rb Pb/Rb U/Rb Ga/Rb Ge/Rb Se/Rb Nb/Rb Cd/Rb Te/Rb I/Rb Cs/Rb Hf/Rb Ta/Rb Bi/Rb Th/Rb Y/Rb La/Rb Ce/Rb Ag/Mo Sn/Mo Zr/Mo Sr/Mo Ba/Mo W/Mo Ti/Mo Hg/Mo Pb/Mo Ga/Mo Ge/Mo Se/Mo Cd/Mo Te/Mo Hf/Mo Ta/Mo Bi/Mo Th/Mo Zr/Ag Sr/Ag Ba/Ag W/Ag Ti/Ag Hg/Ag U/Ag Ge/Ag Se/Ag Cd/Ag Te/Ag Hf/Ag Ta/Ag Bi/Ag Th/Ag La/Ag Zr/Sn W/Sn Ti/Sn Hg/Sn Ge/Sn Se/Sn Cd/Sn Sb/Sn Te/Sn I/Sn Hf/Sn Ta/Sn Bi/Sn La/Sn Sr/Zr Ba/Zr W/Zr Ti/Zr Pb/Zr U/Zr Ga/Zr Ge/Zr Cd/Zr Te/Zr Hf/Zr Ta/Zr Bi/Zr Th/Zr Ba/Sr Ti/Sr Hg/Sr U/Sr Se/Sr Bi/Sr W/Ba Ti/Ba Pb/Ba U/Ba Ga/Ba Ge/Ba Se/Ba Nb/Ba Cd/Ba Sb/Ba Te/Ba 52

63 Çizelge 3.12 Pozitif korelasyon katsayısı alt disiplinleri element çiftleri (devam) Düşük pozitif korelasyon (r <+ 0,60) gösteren element çiftleri (devam) Hf/Ba Ta/Ba Bi/Ba Th/Ba Ti/W Hg/W Pb/W U/W Ga/W Ge/W Se/W Nb/W Cd/W Te/W I/W Cs/W Hf/W Ta/W Bi/W Th/W Y/W La/W Ce/W Pb/Ti Ga/Ti Ge/Ti Nb/Ti Cd/Ti Sb/Ti Te/Ti Th/Ti Y/Ti La/Ti Pb/Hg U/Hg Ga/Hg Ge/Hg Cd/Hg Sb/Hg Te/Hg Ta/Hg Th/Hg U/Pb Se/Pb Cd/Pb Sb/Pb Te/Pb Hf/Pb Ta/Pb Bi/Pb Y/Pb Ge/U Se/U Cd/U Te/U Ta/U Th/U Sb/Ga Te/Ga I/Ga Hf/Ga Ta/Ga Se/Ge Cd/Ge Sb/Ge Te/Ge I/Ge Cs/Ge Hf/Ge Ta/Ge Bi/Ge La/Ge Ce/Ge Cd/Se Sb/Se Te/Se Ta/Se Th/Se La/Se Sb/Nb I/Nb Hf/Nb Ta/Nb Th/Nb Te/Cd Bi/Cd Cs/Sb Bi/Sb Th/Sb Y/Sb La/Sb Ce/Sb I/Te Hf/Te Ta/Te Bi/Te Th/Te Y/Te La/Te Cs/I Y/I La/I Ce/I Hf/Cs Ta/Cs Th/Hf Y/Hf La/Hf Bi/Ta Th/Ta Y/Ta La/Ta Ce/Ta Th/Bi Ce/Th Çizelge 3.13 Negatif korelasyon katsayısı alt disiplinleri element çiftleri Orta negatif korelasyon (- 0,60 > r > - 0,90) gösteren element çiftleri MgO/Na 2 O SiO 2 /Na 2 O Co/Na 2 O Ni/Na 2 O Cu/Na 2 O W/Na 2 O Zn/Na 2 O Rb/Na 2 O MgO/CaO Al 2 O 3 /CaO SiO 2 /CaO As/P 2 O 5 CaO/TiO 2 Co/SO = 3 Mo/SO = 3 W/SO = 3 CaO/K 2 O 53

64 Çizelge 3.13 Negatif korelasyon katsayısı alt disiplinleri element çiftleri (devam) Düşük negatif korelasyon (r > - 0,60) gösteren element çiftleri Al 2 O 3 / Na 2 O K 2 O/ Na 2 O TiO 2 / Na 2 O Fe 2 O 3 / Na 2 O As/Na 2 O Br/Na 2 O Mo/Na 2 O Ag/Na 2 O Sn/Na 2 O Zr/Na 2 O Sr/Na 2 O Ba/Na 2 O Ti/Na 2 O Hg/Na 2 O Pb/Na 2 O U/Na 2 O Ga/Na 2 O Ge/Na 2 O Se/Na 2 O Nb/Na 2 O Cd/Na 2 O Sb/Na 2 O Te/Na 2 O I/Na 2 O Cs/Na 2 O Hf/Na 2 O Ta/Na 2 O Bi/Na 2 O Th/Na 2 O Y/Na 2 O La/Na 2 O Ce/Na 2 O P 2 O 5 /MgO SO = 3/MgO Ag/MgO Sr/MgO SO = 3/Al 2 O 3 Ag/Al 2 O 3 Sr/Al 2 O 3 Ba/Al 2 O 3 U/Al 2 O 3 Cd/Al 2 O 3 SO = 3/SiO 2 Ag/SiO 2 Sr/SiO 2 Cd/SiO 2 CaO/P 2 O 5 Co/P 2 O 5 Ni/P 2 O 5 Cu/P 2 O 5 Br/P 2 O 5 Ag/P 2 O 5 Sn/P 2 O 5 Zr/P 2 O 5 Ba/P 2 O 5 W/P 2 O 5 Ti/P 2 O 5 Hg/P 2 O 5 Pb/P 2 O 5 U/P 2 O 5 Se/P 2 O 5 Cd/P 2 O 5 Sb/P 2 O 5 Te/P 2 O 5 I/P 2 O 5 Cs/P 2 O 5 Hf/P 2 O 5 Ta/P 2 O 5 Bi/P 2 O 5 Th/P 2 O 5 La/P 2 O 5 SO = 3/K 2 O Ag/K 2 O Sr/K 2 O Ba/K 2 O Cd/K 2 O Te/K 2 O I/K 2 O Fe 2 O 3 /CaO SO = 3/CaO Co/CaO Ni/CaO Zn/CaO As/CaO Br/CaO Rb/CaO Mo/CaO Sn/CaO Zr/CaO W/CaO Pb/CaO Ga/CaO Ge/CaO Se/CaO Nb/CaO Sb/CaO I/CaO Cs/CaO Ta/CaO Th/CaO Y/CaO La/CaO Ce/CaO SO = 3/TiO 2 Br/TiO 2 Mo/TiO 2 Ag/TiO 2 Zr/TiO 2 Sr/TiO 2 Ba/TiO 2 W/TiO 2 Ti/TiO 2 Hg/TiO 2 U/TiO 2 Se/TiO 2 Cd/TiO 2 Te/TiO 2 I/TiO 2 Hf/TiO 2 Bi/TiO 2 SO = 3/Fe 2 O 3 Ag/Fe 2 O 3 Sr/Fe 2 O 3 U/Fe 2 O 3 Se/Fe 2 O 3 Cd/Fe 2 O 3 Bi/Fe 2 O 3 Ni/SO = 3 Cu/SO = 3 Zn/SO = 3 As/SO = 3 Br/SO = 3 Rb/SO = 3 Ag/SO = 3 Sn/SO = 3 Zr/SO = 3 Sr/SO = 3 Ba/SO = 3 Ti/SO = 3 Hg/SO = 3 Pb/SO = 3 U/SO = 3 Ga/SO = 3 Ge/SO = 3 Se/SO = 3 Nb/SO = 3 Cd/SO = 3 Sb/SO = 3 Te/SO = 3 I/SO = 3 Cs/SO = 3 Hf/SO = 3 Ta/SO = 3 Bi/SO = 3 Th/SO = 3 Y/SO = 3 La/SO = 3 Ce/SO = 3 Sr/Co Ag/Ni Sb/Ni Mo/Cu Ag/Cu Sr/Cu Ag/Zn Sr/Zn Se/Zn Sn/As Cd/As Sb/As Te/As I/As Cs/As Th/As Cs/Br Y/Br Ag/Rb Sb/Rb U/Mo Nb/Mo Sb/Mo I/Mo Cs/Mo Y/Mo La/Mo Ce/Mo Sn/Ag Pb/Ag Ga/Ag Nb/Ag Sb/Ag I/Ag Cs/Ag Y/Ag Ce/Ag Sr/Sn Ba/Sr U/Sn Nb/Zr Sb/Zr I/Zr Cs/Zr Y/Zr La/Zr Ce/Zr W/Sr Pb/Sr Ga/Sr Ge/Sr Nb/Sr Cd/Sr Sb/Sr Te/Sr I/Sr Cs/Sr Hf/Sr Ta/Sr Th/Sr Y/Sr La/Sr Ce/Sr I/Ba Cs/Ba Y/Ba La/Ba Ce/Ba Sb/W I/Ti Cs/Ti Ce/Ti Nb/Hg I/Hg Cs/Hg Y/Hg La/Hg Ce/Hg Ga/U Nb/U Sb/U I/U Cs/U Y/U La/U Ce/U Se/Ga Cd/Ga Bi/Ga Nb/Se I/Se Cs/Se Y/Se Ce/Se Cd/Nb Te/Nb Bi/Nb Sb/Cd I/Cd Cs/Cd Th/Cd Y/Cd La/Cd Ce/Cd Te/Sb I/Sb Hf/Sb Ta/Sb Cs/Te Ce/Te Hf/I Ta/I Bi/I Th/I Bi/Cs Ce/Hf Y/Bi La/Bi Ce/Bi 54

65 Çok değişkenli jeoistatistiksel analizler Çok değişkenli istatistiksel yöntemler, herhangi bir gözlemsel birimde birden fazla değişkene ait verilerin analizini yapar. Bu yöntemler aynı anda birden fazla değişkenin dikkate alınması ile birçok problemin kolaylıkla çözülmesine olanak sağlar ve jeolojide birçok araştırmanın temelini oluştururlar (Howarth 1983). Bu tez çalışmasında SPSS 11.5 istatistik programı kullanılarak, çok değişkenli istatistiksel yöntemlerden jeolojide en fazla kullanılan diskriminant, cluster ve faktör analizi yöntemleri kullanılarak jeokimyasal analiz sonuçlarının daha kolay yorumlanabilmesi amaçlanmıştır Diskriminant (ayırma) analizi Diskriminant analizi örnek gruplarını en iyi şekilde ayırtabilmek ve değişkenlerin doğrusal bir fonksiyonu olan yeni değişkenler belirlemek için kullanılmaktadır. Bu değişkenler daha sonra herhangi bir gruba ait olmayan örneklerin sınıflandırılmasında kullanılır (Cooley and Lohens 1971). Dolayısıyla, diskriminant analizi; a)grupları birbirinden ayırmayı sağlayan fonksiyonları bulur, b)hesaplanan fonksiyonlar yardımıyla yeni gözlenen bir birimi hatası en az olacak şekilde belirlenen gruplardan herhangi birine yerleştirerek çalışmaların daha kolay bir şekilde yapılmasına olanak verir (Tüysüz ve Yaylalı 2005). Bu analizde, her ayrımlanmış grup içindeki her bir elemente özgü standart sapma ve ortalama değerlerden yararlanılır. Bu yöntem iz, esas oksit ve nadir toprak elementlerinin tümüne uygulanmış ve sonuçta, toplam 44 adet elementle temsil ettiğimiz sahamızın, 18 element ile (Al 2 O 3, SiO 2, P 2 O 5, K 2 O, CaO, TiO 2, Fe 2 O 3, SO = 3, Co, Ni, Cu, As, Br, Rb, Ag, Sr, Cd, Ta) temsil edilebileceği görülmüştür. Analiz sonucunda elde edilen iki adet fonksiyona ait bilgilerler Çizelge 3.14 de verilmiştir. Fonksiyonlara ait bu bilgiler kullanılarak çeşitli gruplar oluşturulmuş ve bu grupların iki fonksiyona göre dağılım grafiği Şekil 3.9 da verilmiştir. 55

66 Çizelge 3.14 Fonksiyonlara ait bilgiler Fonksiyon Özdeğer Varyans (%) Kümülatif (%) Standart Korelasyon Şekil 3.9 Grupların fonksiyonlara göre dağılım grafiği Cluster (kümeleme) analizi Kümeleme analizi birimleri ya da değişkenleri birbirinden farklı homojen sınıflara ayırabilme tekniklerinden biridir. Bu sınıflandırma teknikleri genel olarak 4 gruba ayrılırken bunların içinde en yaygın olarak kullanılanı aşamalı kümeleme yöntemidir. Bu yöntem, veri matrisindeki değişkenlerin başlangıç aşamasında kaç küme oluşturduğuna ve küme elemanlarının belirlenmesinde başlangıçta hangi kriterin seçileceğine göre a) birleştirici ve b) ayırıcı aşamalı kümeleme yöntemi olarak ikiye ayrılmaktadır. Bunlardan birleştirici aşamalı kümeleme yöntemi yaygın olarak kullanılır ve değişkenlerin birbirleriyle hangi aşamada ve hangi benzerlik düzeyinde ortak özellikler gösterdiğine bakar. Pratik olarak hesaplamalarda korelasyon analiz sonuçlarından yararlanılmaktadır. Sonuç olarak bu yöntem korelasyon matrisinde en 56

67 yüksek pozitif korelasyon katsayısına sahip değişkenleri birbirleriyle bağlayarak işleme başlar ve azalan korelasyon katsayılarına göre diğer ilişkili değişkenleri işleme katarak kümelemeyi tamamlar (Tüysüz ve Yaylalı 2005). Oluşturulan bu kümelemenin yorumlaması ise dendogramlar yardımıyla yapılmaktadır. Bu amaçla, yalnızca eser elementleri ve esas oksit+nadir toprak elementleri içeren dendogramlar hazırlandığı gibi, tüm elementleri bir arada içeren dendogram da hazırlanarak element beraberliklerinin daha kolay ayırt edilmesi sağlanmıştır (Şekil 3.10, Şekil 3.11 ve Şekil 3.12). Şekil 3.10 Eser elementlerin benzerlik derecesini gösteren dendogram Şekil 3.11 Esas oksit+nadir toprak elementlerin benzerlik derecesini gösteren dendogram 57

68 Şekil 3.12 Tüm elementlerin benzerlik derecesini gösteren dendogram 58

69 Şekil 3.12 de değişkenlerin birbirleriyle olan benzerlik ilişkisi açıkça gözlenebilmektedir. Bu dendograma göre tüm elementlerimizin oluşturduğu 3 ayrı grup ortaya çıkmaktadır. I. grup; Al 2 O 3, Ce, K 2 O, Ga, SiO 2, Fe 2 O 3, Nb, Zn, Co, Cs, Cu, Pb, Th, W, As, I, Mo ve Sr elementlerinden oluşur ve korelasyon katsayısı çoğunlukla r>+0,90 (yüksek pozitif) ve bazı durumlarda da +0,60<r<+0,90 (orta pozitif) değerlerini gösterir. II. grup; MgO, La, Ni, Rb, Zr, Hf, Ta, Ti, Hg, Se, Br, U ve Ba elementlerinden oluşur ve genellikle r<+0,60 (düşük pozitif) korelasyon katsayısı değerlerini sergilemektedir. Burada her birlikteliğe özgü elementler kendi içlerinde pozitif ilişki sergilerken aynı zamanda bu elementler I. grup elementleriyle de belli ölçülerde de olsa pozitif ilişki içerisinde uyum sergilemektedir. III. grup ise, Na 2 O, Y, SO 3 ve CaO elementlerinden oluşur ve Na 2 O/SO 3 element çifti dışında r<-0,60 (düşük negatif) korelasyon katsayısı değerleri gösterir. Burada en önemli unsur, her iki grup birbiriyle artan korelasyon ilişkisi göstermekte ancak III. grupla eksilen korelasyon ilişkisi göstermektedir. Yani I. ve II. grubun elementleri artarken III. grubun elementleri azalmakta, I. ve II. grubun elementleri azalırken III. grubunki azalmaktadır. Cluster analizi çalışması ile, bir çok element bileşeninden oluşan büyük bir küme içindeki, birbirleri ile birlikte ve karşıt hareket eden elementler somutlaştırılmış, küme daha da daraltılmış ve jeokimyasal açıdan bu bileşenlerin birlikte hareket davranışları istatistiksel olarak şekillendirilmiştir. Buradaki element birlikteliklerini, çalışma bölgesinde yapılan arazi gözlemleri, mineralojik ve petrografik bulgularla birleştirilerek, kaynak (köken) yorumlarında yardımcı olması açısından kullanmak mümkündür. I. gruptaki SiO 2, Al 2 O 3 ve K 2 O oksitlerin üçüncü gruptaki CaO ve SO 3 (CaSO 4 ) ile olan ilişkisine bakıldığında birbirleriyle ters ilişkili olduğu gözlenir. Bu da jipsler içerisinde kil mineralleşmesinin olabileceğine işaret etmektedir. Özellikle Porsuk formasyonuna ait Plaket-killi kireçtaşı fasiyesi (NP3) içerisinde oldukça geniş yer tutan plaket killi kireçtaşlarının bulunması ve yine bu formasyona ait Masiv jips fasiyesi (NP4) içerisinde de kalın masiv jipsler içerisinde kiltaşı-marn ardalanmalarının olması bu durumu desteklemektedir. 59

70 Yine I. gruptaki Fe 2 O 3, Co, Zn, Cu, Pb ve Ga elementlerinin, geç hidrotermal fazların sülfit parajenezlerine karşılık gelmeleri ve bir arada pozitif uyum sergilemeleri, gölsel basende zaman zaman hidrotermal etkinliklerin meydana geldiğini işaret etmektedir. Ayrıca, I gruptan olan Zn, Pb, Co, Sr ve Cu metalik elementlerinin ve II. gruptan olan Ba, Zr ve Ni elementlerinin kendi aralarında beli oranlarda uyumluluk içerisinde olduğu gözlenmektedir. Bu elementlerin belli oranlarda bir arada bulunması, evaporitli birimleri içeren playa gölüne volkanizmanın ve buna bağlı geç zamanlı hidrotermal faaliyetin aktif olduğu dönemde zemin suları sayesinde geldiğini desteklemektedir (Baysal and Ataman 1979, Hardie 1984, Emelyanov and Shimhus 1986, Orti el al. 2002, Yağmurlu and Helvacı 1994). Birinci gruptan olan W, Th ve Mo elementleri ile ikinci gruptan olan Ti ve U elementleri, dendogramda da görüldüğü üzere kendi aralarında birbirine yakın ve uyumlu şekilde dağılmıştır. Bu elementlerin belli oranlarda birbiriyle belli derecelerde uyumluluk içerisinde playa türü gölsel koşullarında oluşan evaporitlerin içerisinde olması, bunların yüzey suları sayesinde volkanik kayaçlardan taşınarak beslendiğini desteklemektedir (Mason and Moore 1982, Krauskopf and Bird 1995). Ayrıca gölün bazı kısımlarında bataklıkların gözlenmesi, gölün buharlaşması esnasında bazı kısımlarının oksijensiz kalarak burada indirgeyici ortam koşullarının hüküm sürdüğünü göstermektedir. Üçüncü grupta bulunan Na 2 O ile SO 3 elementlerinin birbirleriyle çok yüksek pozirif korelasyon (r=+0,99) sergilemesi, evaporitik göl ortamında Na 2 SO 4 bileşimli değişik evaporit minerallerine (tenardit, mirabilit, globerit gibi) rastlanılabileceğini işaret etmektedir. Sonuç olarak inceleme alanının güney-batı kısımlarında volkanik kayaç yüzleklerinin bulunması, bu tür eser element zenginleşmeleriyle beraber yoğun bir kil mineralleşmesinin ve/veya dolgularının bulunması bölgede volkanik bir faaliyetin hüküm sürdüğünü göstermektedir. Bu elementlere göre evaporitleşme sırasında göl suyu kimyasının; hidrotermal çözeltiler, yüzey suları, zemin suyu ve indirgeyici ortam koşulları denetimi altında olduğu görülmektedir. Volkanik faaliyetin yanısıra, havzayı 60

71 sınırlayan faylardan ve kırık sistemlerinden yükselen hidrotermal eriyikler, bölgedeki evaporitli serilerin arasında hidrotermal alterasyon izini yansıtan ara zonlar oluşturmuşlardır Faktör analizi Faktör analizi, jeokimyasal veri kümelerinin değişkenleri arasındaki karşılıklı ilişkileri araştıran birçok değişkenli yöntemdir. Bu yöntem ile bir veya birden çok karakteristik jeokimyasal tipin belirlemesi yapılabilir. Çalışmalarda yaygın olarak kullanılana faktör analizi yöntemi olan R-tipi faktör analizinde tek tek elementler arasındaki karşılıklı ilişikler ve bağımlılıklar ortaya çıkarılabilir (Ünlü ve Stendal 1989). Bu yöntemde önce değişkenler arasındaki ilişkinin ifadesi olan korelasyon katsayıları hesaplanır. Bir sonraki adımda ise faktörlerin sayısını hesaplamada kullanılmak üzere özgün değerler bulunur. Daha sonra faktör döndürmesi yöntemlerinden en sık kullanılan yöntem olan varimax rotation yöntemi uygulanarak faktörler yeniden hesaplanır. Bu yöntemin faydası, tek tek faktör değerlerinin daha açık olarak ortaya konulmasıdır. Diğer bir değişle veri azaltma yöntemi olan faktör analizi yardımıyla sahamızı temsil edebileceğimiz yeni değişkenler oluşturulabilmektedir. Bu amaçla yöntem jeokimyasal analizler sonucunda elde edilen tüm elementlere uygulandığı gibi, ayrıca eser elementlere ve esas oksit+nadir toprak elementlerine de ayrı olarak uygulanmış ve element beraberlikleri daha kolay belirlenmiştir. Bu veri azaltma yöntemi ile toplam 13 adet esas oksit+nadir toprak elementimizin 3 faktör yani 3 yeni değişkenle (Çizelge 3.15), 31 adet eser elementimizin 7 faktör ile yani 7 yeni değişkenle (Çizelge 3.16) ve toplam 44 adet elementimizin de 9 faktör ile yani 9 yeni değişkenle temsil edileceği görülmüştür (Çizelge 3.17). Çizelge 3.15 Esas oksit+nadir toprak elementlerine ait faktör verileri Faktör Başlangıç Özdeğerleri Döndürme (varimax) Sonrası Değerler Toplam Varyans (%) Kümülatif (%) Toplam Varyans (%) Kümülatif (%)

72 Çizelge 3.16 Eser elementlere ait faktör verileri Başlangıç Özdeğerleri Döndürme (varimax) Sonrası Değerler Faktör Toplam Varyans (%) Kümülatif (%) Toplam Varyans (%) Kümülatif (%) Çizelge 3.17 Tüm elementlere ait faktör verileri Başlangıç Özdeğerleri Döndürme (varimax) Sonrası Değerler Faktör Toplam Varyans (%) Kümülatif (%) Toplam Varyans (%) Kümülatif (%) Uygulanan bu yöntemle, sahamızı temsil eden tüm elementler, daha önceden belirlenmiş olan 9 faktör içerisinden seçilen 3 faktör ışığında grafiğe dökülmüş ve elementlerin kendi içlerinde gruplara ayrıldığı görülmüştür (Şekil 3.13). Özellikle bu grupların cluster analizi ile belirlenen grup beraberliklerine oldukça benzerlik gösterdiği tespit edilmiştir. Sonuç itibariyle bu yöntem yardımıyla, jeokimyasal analizler sonucu elde edilen verilerimizin, ortam ve köken yorumları yapmak adına doğru gruplandırıldıkları görülmektedir. 62

73 Şekil 3.13 Faktör analizine göre gruplanmış tüm elementleri gösteren grafik Tüm bu çok değişkenli jeoistatistiksel yöntemlerin dışında tanımlayıcı istatistik olarak nitelendirilen ve yine SPSS 11.5 istatistik programı yardımıyla Tsplot grafikleri oluşturulmuştur. 31 adet kayaç örneğimize ait eser element, esas oksit ve nadir toprak elementleri verilerinin her bir kayaç örneğindeki atışları ve azalışlarını çizgisel olarak görebileceğimiz grafikler Şekil 3.14, Şekil 3.15 ve Şekil 3.16 de sunulmuştur. Şekil 3.14 de özellikle BZ 24(dolomikrit+jips) ve BZ 26(masiv jips) numaralı örneklerde tüm eser elementlerin düzenli bir artış gösterdiği, buna karşın BZ 25(jips arenit )ve BZ 27(jips arenit) numaralı örneklerde ise tüm eser elementlerin düzenli bir azalış gösterdiği görülmüştür. Şekil 3.15 ve Şekil 3.16 de de buna benzer ilişkileri takip etmek mümkündür. 63

74 Şekil 3.14 Tüm kayaç örneklerindeki eser elementlerin değişimini gösteren grafik 64

75 Şekil 3.15 Tüm kayaç örneklerindeki esas oksit+nadir toprak elementlerinin değişimini gösteren grafik Şekil 3.16 Tüm kayaç örneklerindeki tüm elementlerin değişimini gösteren grafik 65

76 3.3 Evaporitlerin Duraylı İzotop Jeokimyası İnceleme kapsamında yapılan izotop jeokimyası çalışmalarıyla, evaporitler için en fazla kullanılan δ 18 O, δ 34 S ve δ 13 C duraylı izotopları kullanılarak, bölgedeki evaporit istifine kökensel bir yaklaşım sağlamak hedeflenmiştir. Her türlü atmosferik olaylara açık ve mevsimsel değişimlerden etkilenen gölsel evaporitlerin (jips-anhidrit) incelenebilmesi, oluşum koşullarının belirlenmesi ve kökeninin tespit edilmesinde zaman zaman arazi ve klasik laboratuar çalışmaları (petrografik ve mineralojik çalışmalar) yetersiz kalmaktadır. Özellikle bu litoloji topluluklarındaki diyajenetik etkilerin meydana getirdiği farklı mineralojik ve dokusal değişiklikler oluşum ortamının tayininde zorluklar çıkarmaktadır. Bu gibi durumlarda çeşitli türden duraylı izotop tayinleri, bu problemlerin aşılmasında önemli katkı sağlamaktadır. Çalışma alanını kapsayan Pliyosen yaşlı Porsuk formasyonuna ait evaporitik birimler içerisinden seçilen kayaç örnekleri öncelikle toz haline getirilmiş, 250 nolu elekten geçirilmek suretiyle δ 18 O, δ 34 S ve δ 13 C duraylı izotop analizleri yapılmak üzere 19 adet kayaç örneği Kanada daki Act Labs. a gönderilmiştir. İzotop analizleri Finnigan MAT Mass Spectrometresinde ölçülmüş, izotop analizi için örneklerden yalnızca 11 adetine δ 34 S analizi, 8 adetine δ 13 C izotopu analizi ve tümüne δ 18 O izotopu analizi yapılmıştır. Bu 19 adet kayaç örneğinin alındığı yerler, tanımlamaları, yapılan izotop analiz türü ve analizler sonucu elde edilen sonuçlar Çizelge 3.18 te, analiz için seçilen örneklerin alındığı yerler Şekil 3.17 daki örnek dağılım haritasında ayrıca gösterilmiştir. δ 18 O için kullanılan standart, izotopik olarak homojene yakın olan okyanus suları (deniz suyu) yani SMOW (Standard Mean Ocean Water-Okyanus Suyu Standart Ortalaması), δ 34 S için CDT (Canon Diablo meteoritindeki triolit FeS fazındaki kükürt) ve δ 13 C için ise PDB (Pee Dee Belemniti) standartlarından hesaplanmışlardır. Bu tez çalışmasında yapılan izotop analizi çalışmalarının ( 18 O, 34 S ve δ 13 C) ayrıntıları, analizlerde kullanılan teknikler ile bunların kökensel ve oluşum koşulları açısından yorumlanmaları birer alt başlık olarak incelenmiştir. 66

77 Çizelge 3.18 İzotop analizi yapılan örneklere ait veriler PORSUK FORMASYONU ( PLİYOSEN ) Sıra No Analizi Yapılan Örnek No 1 BZ 1 2 BZ 2 3 BZ 3 4 BZ 4 5 BZ 5 6 BZ 6 7 BZ 7 8 BZ 8 9 BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ BZ 30 Alındığı yer NP 4 üyesine ait Ömerler Köyü civarı NP 4 üyesine ait Sazılar Mevkii, Akyüz Madencilik Jips Ocağı NP 4 üyesine ait Sazılar Mevkii, Akyüz Madencilik Jips Ocağı NP 4 üyesine ait Biçer Köyü civarı NP 3 üyesine ait Gençali Köyü civarı NP 4 üyesine ait Gençali Köyü civarı NP 4 üyesine ait Gençali Köyü civarı NP 3 üyesine ait Gençali Köyü civarı NP 4 üyesine ait Yassıhöyük (Gordion) Köyü civarı NP 4 üyesine ait Yassıhöyük (Gordion) Köyü civarı NP 2 üyesine ait Üçbaş Köyü civarı NP 4 üyesine ait Ömerler Köyü civarı NP 2 üyesine ait Ömerler Yaylası NP 2 üyesine ait Ömerler Yaylası NP 2 üyesine ait Ömerler Yaylası NP 4 üyesine ait Sazılar Jips Ocağı NP 4 üyesine ait Sazılar Jips Ocağı NP 4 üyesine ait Sazılar Jips Ocağı NP 2 üyesine ait Sazak Köyü civarı * İzotop ölçümü yapılmayan örnekler Kayaç Tanımlaması Dolomit+Berlinit (Al 2 PO 4 ) İzotop Türü ( ) δ 18 O SMOW δ 34 S CDT δ 13 C PDB 32.3 * -5.0 Masiv Anhidrit * Masiv Jips * Dolomikrit 19.9 * -1.6 Pelleoidal Kireçtaşı 19.4 * -0.9 Dolomikrit 28.4 * -2.3 Alabastrin Dokulu Jips Pıhtılı dokulu Kireçtaşı * 19.7 * -0.6 Masiv Jips * Anhidritli Jips * Karbonat/ Çamurtaşı 22.0 * 5.9 Masiv Jips * Jipsli Kireçtaşı 19.6 * -0.3 Masiv Anhidrit * Masiv Jips * Jips Arenit * Jips Arenit * Jipsli Çamurtaşı 27.2 * 2.5 Masiv Jips * 67

78 QAL2 NP1a QAL1 QAL2 SAZAK QAL2 NP2 NP1a HOLOSEN EOSEN BZ30 TRKd QAL1 QAL2 NP3 NP2 NP2 NP3 QAl2 GENÇ ALÜVYON QAl1 ESKİ ALÜVYON NP3 ÜÇBAŞ T RŞm TRŞm NP1a Sd-k AHIRÖZÜ BZ14 Svb NP4 NP3 BİÇER NP4MASİV JİPS FASİYESİ NP3 PLAKET-KİLLİ KİREÇTAŞI FASİYESİ NP2 JİPSLİ ÇAMURTAŞI FASİYESİ NP1b DELTAİK KONGLOMERA-KUMTAŞI ALTFASİYESİ NP1a KIRMIZI RENKLİ KONGLOMERA-KUMTAŞI ALTFASİYESİ Sj JİPS FASİYESİ Sd-k DOLOMİT/KİREÇTAŞI-KIRINTILI FASİYESİ Svb VOLKANİT FASİYESİ Em2 MAMUCA FORMASYONU KİLTAŞI-MARN FASİYESİ TRKd METADETRİTİKLER MAVİŞİSTLER GRANODİYORİT NP3 NP2 Ada Tepe Svb Svb BZ4 A Ç I K L A M A L A R 13 C NP4 QAL2 QAL2 NP2 NP2 NP2 İLÖREN 18 ve O izotop NP3 analizi yapılan numunelerin alındığı noktalar S ve O izotop analizi yapılan numunelerin alındığı noktalar 0 3 km Em2 NP3 NP3 NP4 NP3 BZ22 BZ20 QAL2 QAL2 QAL2 7 NP3 NP4 GENÇALİ BZ23 KF NP3 NP2 BZ6 BZ7 BZ8 BZ5 Karasivri T. BZ2 BZ18 BZ3 Yarımcanınsivri T. BZ1 ÖMERLER Kabadağ T. NP4 DF Devegediği T. NP3 NP2 QAL2 BZ25 QAL2 Taşhüyük T. NP4 KÖSELER QAL2 SAZILAR Kayacık T. BZ27 BZ28 BEYLİKKÖPRÜ QAL2 QAL2 NP4 NP4 NP2 QAL2 K K.HARMANI YASSIHÖYÜK (GORDİON) Sj Şekil 3.17 İzotop analizi yapılan kayaç örneklerinin örnek dağılım haritası 68

79 3.3.1 İnceleme alanında yapılan oksijen izotopu çalışmaları (δ 18 O) Oksijen elementinin oksijen-16, oksijen-17 ve oksijen-18 olmak üzere üç doğal izotopu bulunmaktadır. Okyanuslardaki oksijenin çoğu oksijen-16 dan meydana gelirken, oksijen-18 toplam oksijen miktarının %0.2 sine sahip olduğundan ölçülebilen bir değerdir. Jeolojik bakımdan önemli bazı malzemelerdeki δ 18 O değerleri Şekil 3.18 de olduğu gibi belirlenmiş olup, sedimanter kayaçların en ağır, meteorik suların ise en hafif δ 18 O izotopu bileşimine sahiptirler (Gökçe 1993). Şekil 3.18 Jeolojik olarak önemli bazı kayaçlardaki δ 18 O değerleri (Hoefs 1987) Göller iklimsel değişimlerden çok çabuk etkilendiğinden, su kimyasının takibinde ve çözümlenmesinde duraylı izotop değerleri önemli ipuçları sağlamaktadır. Özellikle δ 18 O değerlerinde izlenen değişimler gölsel evaporitlerin sıcaklığı ve tuzluluğu hakkında bilgi verebilmektedir. Çizelge 3.19 te de δ 18 O sonuçları SMOW ile referans edilerek sunulmuştur. 69

80 Çizelge 3.19 δ 18 O izotop analizi sonuçları Sıra No Analizi Yapılan Örnek No Kayaç Tanımlaması δ 18 O İzotop Değeri ( ) (SMOW) 1 BZ 1 Dolomit+Berlinit (Al 2 PO 4 ) BZ 2 Masiv Anhidrit BZ 3 Masiv Jips BZ 4 Dolomikrit BZ 5 Pelleoidal Kireçtaşı BZ 6 Dolomikrit BZ 7 Alabastrin Dokulu Jips BZ 8 Pıhtılı dokulu Kireçtaşı BZ 10 Masiv Jips BZ 11 Anhidritli Jips BZ 14 Karbonat/Çamurtaşı BZ 18 Masiv Jips BZ 20 Jipsli Kireçtaşı BZ 22 Masiv Anhidrit BZ 23 Masiv Jips BZ 25 Jips Arenit BZ 27 Jips Arenit BZ 28 Jipsli Çamurtaşı BZ 30 Masiv Jips 14.1 Karasal evaporitlerdeki δ 18 O değerleri, denizel evaporitlerinkine oranla daha yüksek ve daha az benzer değerler sergilemektedirler (Palmer et al. 2004). Yapılan çalışmalarda; Beypazarı, Çankırı-Çorum, Yozgat, Gürün ve Sultançayır karasal evaporitlerinin ortalama δ 18 O değeri +18,1 civarı iken denizel evaporitlerin ortalama δ 18 O değeri 14 olduğu tespit edilmiştir. Çalışma alanındaki δ 18 O değerleri pozitif ve yüksek değerler sergilemekte ve ile değerleri arasında geniş bir aralıkta değiştiği görülmektedir. Sadece BZ 23 ( +10.7) ve BZ 25 ( +12.8) örneklerinde düşük olan δ 18 O değeri denizel evaporitlere yakın bir değer verirken, diğer evaporit örneklerinde δ 18 O değerlerinin çok yüksek olması ( BZ , BZ , BZ , BZ gibi); bölgede kurak iklim koşullarının hakim olduğunu, buharlaşma ve 70

81 tuzluluk oranlarının yüksek olduğunu işaret etmektedir (Kuşçu ve Cengiz 2006). Ayrıca örneklerimizdeki δ 18 O in en yüksek değerleri, su eksilmesi veya negatif su dengesini ve hatta gölün kuruması şeklinde yorumlanabilmektedir (Karakaş ve Varol 1994). Atmosferik koşullardan çok kolay etkilenen gölsel ortamların su özelliğinin de hızlı değişmesi, ortamdaki izotoplarında ani yükseliş ve düşüşüne neden olmaktadır. Bu tür özellikler, Polatlı-Sivrihisar baseni için de tipik olup, duraylı izotop değerlerinde izlenen farklıklar bunu desteklemektedir. Gölsel evaporitlerdeki pozitif δ 18 O duraylı izotop değerlerinin oluşum mekanizması genellikle kuru iklim şartlarındaki buharlaşmalardan çok etkilendiklerini göstermektedir (Karakaş ve Varol 1994). Tekin vd. (1994) ile Tekin (1995) te Sivas havzası için yaptıkları Alt Miyosen ve Oligosen denizel jipsleri için δ 18 O izotopu değerleri de çalışma alanımızdaki değerlere benzer değerler sergilemektedirler. Bunlarla beraber δ 18 O değerlerinin geniş bir aralıkta değişmesi kümülatif eğride de görüldüğü üzere (Şekil 3.19), değerler arasında bazen büyük farklılıkların oluşu, gölün kapalı bir sistemde buharlaşmadığını, buharlaşma süresince zaman zaman yüzey veya zemin sularından etkilendiğini göstermektedir O Değerleri (SMOW) Örnek Sıra No Şekil 3.19 Örneklerin δ 18 O değerlerinin kümülatif dağılımı 71

82 3.3.2 İnceleme alanında yapılan karbon izotopu çalışmaları (δ 13 C) Doğada karbonun 12 C ve 13 C olmak üzere radyoaktif olmayan iki izotopu bulunur. 12 C, 13 C e nazaran daha fazla bulunduğundan deniz suyundaki karbonun büyük bir kısmını karbon-12 oluşturmaktadır. İzotop jeokimyası incelemelerinde 13 C/ 12 C oranı analiz edilmekte ve sonuçlar δ 13 C değerleri şeklinde ifade edilmektedir. Standart olarak da PDB (Chicago Pee Dee Belemnite) kullanılmaktadır (Gökçe 1993). Jeolojik anlamda önemli bazı malzemelerdeki δ 13 C değerleri Şekil 3.20 de olduğu gibi belirlenmiştir. Standart olarak kullanılan PDB denizel bir malzeme olduğundan, denizel karbonatlar 0 a çok yakın δ 13 C değerlerine sahiptirler. Tatlı su karbonatları, denizel karbonatlara göre 12 C bakımından daha zengin olup, oldukça değişken 13 C değerlerine sahiptirler. Bu durum, bitki solunumu (fotosentez) ve topraktaki bitki artıklarının oksidasyonu ile meydana gelen CO 2 den kaynaklanabilir. Bununla beraber CO 2 hem okyanuslarda hem de karalarda yaşayan organik maddenin parçalanması ile de oluşur. Şekil 3.20 Jeolojik olarak önemli bazı kayaçlardaki δ 13 C değerleri (Hoefs 1987) Karbonat sedimantasyonu Faneroziyik boyunca sürekli olduğu içi bu dönemde sabit karbon izotop kaydı bulunmaktadır. Bunun yanı sıra, evaporit sedimantasyon kaydı daha düzensizdir. Bunun sebebi, evaporitlerin korunması ve oluşumu için daha özel koşullar (kurak iklimlerde izole olmuş denizel basenler) gerekmektedir. Bu yüzden evaporitlerin oluşmadığı yada korunamadığı zamanlarda S izotopu kayıtlarında daha 72

83 geniş aralıklar oluştururlar (Şekil 3.21). Fenerazoyik te S ve C izotop kayıtları birbirleriyle doğrusal ilişki sergilerler. Şekil 3.21 Denizel evaporit ve karbonatlarının δ 34 S ve δ 13 C izotop bileşimleri arasındaki ilişki (Garrels and Lerman 1984) Çalışma kapsamında, analizler sonucunda elde edilen δ 13 C değerleri Çizelge 3.20 de PDB ile referans edilerek sunulmuştur. Genellikle δ 13 C değerleri ortamdaki organik faaliyetleri ifade etmektedir. δ 13 C ün (-) değerleri ortamdaki yüksek bakteri etkinliğinin işaretçisidir. Bazik sularda organik faaliyet sonucunda CO 2 açığa çıkar bu durumda su asidik karakterli hale gelir ve 12 C değerleri yükselirken 13 C değerlerinde azalma görülür. Bunların dışında göl sularındaki buharlaşmalar sonucunda 12 C değerleri azalırken, 13 C değerlerinde artma gözlemlenir (Varol ve Alçiçek 2004). Çizelge 3.20 δ 13 C izotop analizi sonuçları Sıra No Analizi Yapılan Örnek No 1 BZ 1 Kayaç Tanımlaması δ 13 C İzotop Değeri ( ) (PDB) Dolomit+Berlinit (Al 2 PO 4 ) BZ 4 Dolomikrit BZ 5 Dolomikrit BZ 6 Pelleoidal Kireçtaşı BZ 8 Pıhtılı dokulu Kireçtaşı BZ 14 Karbonat/Çamurtaşı BZ 20 Jipsli Kireçtaşı BZ 28 Jipsli Çamurtaşı

84 Çizelge 3.20 de görüldüğü üzere örneklerimizdeki δ 13 C değerleri -5.0 ile +5.9 arasında oldukça geniş bir alanda değişmektedir. Örneklerdeki düşük δ 13 C değerleri (BZ 1-5.0, BZ 6-2.3, BZ gibi) göl alanında sınırlı havalandırma koşullarının etkili olduğunu göstermekte ve bu nedenle de CO 2 üretiminin bölgesel biyojenik kaynaklara bağlı olduğu düşündürmektedir. Ayrıca δ 13 C ün (-) değerleri, okside olmuş organik karbonu ifade etmektedir. Bu durumda karbon; bakteri faaliyeti sonucu, sülfat indirgemesinden yada metan oksidasyonundan elde edilir. Buda ortamda tatlı suyun etkisinin olduğunu göstermektedir. Yüksek δ 13 C değerleri (BZ ve BZ ) ise ortamdaki zaman zaman artan buharlaşmayı işaret etmektedir. Şekil 3.22 den de takip edildiği gibi, δ 13 C değerleri arasında, δ 18 O değerlerinde olduğu gibi, büyük farklılıkların olması Polatlı-Sivrihisar göl baseninde evaporit çökeliminin meydana geldiği en tuzlu koşullarda bile ortamın tam bir playa gölü karakterini almadığı düşünülmektedir (Karakaş ve Varol 1994) C Değerleri (PDB) Örnek Sıra No Şekil 3.22 Örneklerin δ 13 C değerlerinin kümülatif dağılımı 74

85 3.3.3 İnceleme alanında yapılan kükürt izotopu çalışmaları (δ 34 S) Kükürt, doğada bulunan dört duraylı izotopa sahip olmasına kaşın, bunlardan en bol bulunanları 32 S ve 34 S izotoplarıdır. Bu izotopların oransal bollukları 32 S = % 95,02 ve 34 S = % 4,2 değerlerindedir (Ohmoto and Rye 1974, Spiker et al. 1994). Genellikle kükürt, volkanik olarak bilinen bölgelerin kayaçlarında ya da evaporitik kayaçlarda ve okyanuslarda sülfat olarak oksitlenmiş bir şekilde bulunmaktadır. δ 34 S değerinin hesaplanmasında 34 S/ 32 S oranının binde biri alınmaktadır. Bu da Diablo kanyonundaki meteoritlerden (triolit FeS) elde edilen standart değere karşılık gelmektedir ( Schneider and Johnson 1970). Güncel okyanuslardaki denizel sülfatlar +18 ile +20 arasında ortalama bir δ 34 S değerine ( +21) sahiptir (Rees et al ve Ohmoto 1986). Ancak eski denizel evaporitlerin δ 34 S değeri +10 ile +30 aralığında değişiklikler göstermektedir (Şekil 3.23). Okyanus suyu içindeki sülfatın kükürt izotopları bileşimi çeşitli jeolojik devirler boyunca değişiklikler göstermiş olduğu görülmektedir (Şekil 3.24). Şekil 3.23 Denizel sülfatların δ 34 S değerlerinin Diablo kanyonu meteoritinin değerleriyle karşılaştırılması (Degens 1965) 75

86 Şekil 3.24 Evaporitlerin δ 34 S izotop bileşimleri (Garrels and Lerman 1984) Kükürt izotopları incelemeleri, sülfatlı minerallerin yapısında bulunan kükürtün kökeni ve mineraller arası izotopsal ayrımlanma özelliklerinden yararlanarak sülfatlı minerallerin oluşumları hakkında bilgiler vermektedir. Sülfatlı (evaporitik) minerallerde δ 34 S değerleri +5 ile +25 arasında, sedimanter ve metamorfik kayaçlarda ise daha geniş aralıkta değişen δ 34 S değerleri görülmektedir. Bunların dışında kükürt izotopları, magmatik kayaçlarda 0 a yakın değerler vermektedir (Şekil 3.25). Şekil 3.25 Jeolojik olarak önemli bazı kayaçlardaki δ 34 S değerleri (Hoefs 1987) 76