YÜKSEK LİSANS TEZİ GRANİTİK KAYAÇLARIN FİZİKO-MEKANİK ÖZELLİKLERİ İLE CERCHAR AŞINMA İNDEKS DEĞERLERİ ARASINDAKİ İLİŞKİ. Jeoloji Mühendisi Selman ER

Transkript

1 İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ GRANİTİK KAYAÇLARIN FİZİKO-MEKANİK ÖZELLİKLERİ İLE CERCHAR AŞINMA İNDEKS DEĞERLERİ ARASINDAKİ İLİŞKİ Jeoloji Mühendisi Selman ER Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Uygulamalı Jeoloji Programı Danışman Prof.Dr. Atiye TUĞRUL Haziran, 2012 İSTANBUL

2

3 ÖNSÖZ Bu çalışma, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, Uygulamalı Jeoloji Programında Granitik Kayaçların Fiziko-Mekanik Özellikleri ile Cerchar Aşınma İndeks Değerleri Arasındaki İlişki konulu yüksek lisans tezi olarak hazırlanmıştır. Çalışma konusunun seçiminden, tezin sonuçlanmasına kadar geçen sürede hiçbir özveriden kaçınmayan tez danışmanım Prof. Dr. Atiye TUĞRUL a, Tez süresince değerli fikirlerinden yararlandığım Maden Yatakları-Jeokimya Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Prof. Dr. Sabah Yılmaz ŞAHİN e, Arazi çalışmaları sırasında yardımlarını esirgemeyen, deneysel çalışmalar sırasında öneri ve görüşlerinden yararlandığım Araş. Gör. Murat YILMAZ' a, Bazı deneysel çalışmalarımı yapmam için laboratuvar olanaklarından yararlanmamı sağlayan İTÜ Maden Fakültesinden Prof. Dr. Hanifi ÇOPUR' a, İnce kesit fotoğraflarının çekiminde yardımcı olan Prof.Dr. Sinan ÖNGEN ve Doç. Dr. Namık AYSAL' a, Yard. İnce kesitlerin hazırlanmasında yardımlarından dolayı Araş. Gör. Cem KASAPÇI ya, Akademik çalışmalarımın her aşamasında maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen aileme sonsuz şükran ve teşekkürlerimi sunarım. Haziran, 2012 Selman ER i

4 İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ... i İÇİNDEKİLER... ii ŞEKİL LİSTESİ... v TABLO LİSTESİ... viii SEMBOL LİSTESİ... x ÖZET... xi SUMMARY... xii 1. GİRİŞ ÇALIŞMANIN AMACI İNCELEME ALANLARININ TANITIMI Coğrafya Ulaşım GENEL KISIMLAR ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Araştırma Bölgesi İle İlgili Çalışmalar Araştırma Konusu İle İlgili Çalışmalar MALZEME VE YÖNTEM ARAZİ ÇALIŞMALARI LABORATUVAR ÇALIŞMALARI Petrografik İncelemeler Deneysel Çalışmalar BULGULAR ÇALIŞMA ALANLARININ JEOLOJİK ÖZELLİKLERİ Balaban Bölgesi (Kırklareli) ii

5 Tepecik-Saray Bölgesi (İstanbul-Tekirdağ) Fıstıklı Bölgesi (Yalova) Erdek Bölgesi (Balıkesir) Kozak- Kestanbol Bölgesi (İzmir Çanakkale) Yaylak- Sipahi Bölgesi (Aksaray) Bulancak ve Asarcık Bölgesi (Giresun) LABORATUVAR ARAŞTIRMALARI Granitik Kayaçların Minerolojik, Petrografik ve Kimyasal Özellikleri Balaban Bölgesi (Kırklareli) Tepecik Bölgesi (İstanbul) Saray Bölgesi (Tekirdağ) Fıstıklı Bölgesi (Yalova) Erdek Bölgesi (Balıkesir) Kestanbol Bölgesi (Çanakkale) Kozak Bölgesi (İzmir) Bulancak Bölgesi (Giresun) Yaylak Bölgesi (Aksaray ) Sipahi Bölgesi (Aksaray) Asarcık Tamzara Bölgesi (Giresun) Asarcık Tamdere Bölgesi (Giresun) Granitik Kayaçların Mühendislik Özellikleri Fiziksel ve Mekanik Özellikler Özgül Ağırlık Kuru Birim Ağırlık Atmosfer Basıncında Su Emme Toplam Gözeneklilik (Porozite) iii

6 Schmidt Çekici Sertlik İndeksi Shore Sertliği P dalga Hızı Pürüzlülük ve Dalgalılık Değerleri Tek Eksenli Basınç Dayanımı Nokta Yük Dayanım İndeksi Dolaylı Çekme Dayanımı Böhme Aşınma Direnci Cerchar Aşınma İndeksi (CAI) DENEYSEL VERİLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ SONUÇLAR KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ EK I iv

7 ŞEKİL LİSTESİ Şekil 1.1: İncelenen granitlerin alındığı ocak yerlerini gösteren yer bulduru haritası... 2 Şekil 4. 1:Balaban Bölgesi (Kırklareli) nin jeoloji haritası MTA, (2002) den değiştirilerek alınmıştır 20 Şekil 4. 2:Tepecik-Saray Bölgesi (İstanbul-Tekirdağ) nin jeoloji haritası MTA, (2002) den değiştirilerek alınmıştır Şekil 4. 3: Fıstıklı Bölgesinin jeoloji haritası Dereköy,(2006) den değiştirilerek alınmıştır Şekil 4. 4: Kapıdağ Yarımadası-Erdek Bölgesinin jeoloji haritası MTA, (2002) den değiştirilerek alınmıştır Şekil 4. 5: Kozak Kestanbol Bölgelerinin jeoloji haritası (Dilek-Altunkaynak, 2007 den değiştirilerek alınmıştır) Şekil 4. 6: Aksaray Bölgesinin jeoloji haritası (MTA, 2002 den değiştirilerek alınmıştır) Şekil 4. 7: Giresun Bulancak-Asarcık Bölgesinin jeoloji haritası (MTA, 2002 den değiştirilerek alınmıştır) Şekil 4. 8: Görüntü analiz sonuçlarına göre granitik kayaçların QAP (Streckeisen, 1979) diyagramına göre sınıflandırılması Şekil 4. 9: Şekil 4.9: İncelenen granitik kayaçların Q-ANOR diyagramına (Stereckeisen ve Le Maitre, 1979) göre sınıflandırılması Şekil 4. 10: Kırklareli-Balaban dan alınan granit örneğindeki plajiyoklaz (Pl) epidotlaşma (Ep) ve kataklastik dokunun genel görünümü (Çift Nikol, 25X) Şekil 4. 11: Kataklastik doku gösteren Tepecik kataklastik granitinin polarizan mikroskoptaki görüntüsü (plj: plajioklas, ku: kuvars) (Çift Nikol, 25X) Şekil 4. 12: Saray monzodiyoritindeki milonitik doku ve plajiyoklazlardaki serizitleşmenin genel görünümü (Q: kuvars, Pl: plajiyoklaz, Amp: amfibol ) (Çift Nikol, 25X) Şekil 4. 13: Fıstıklı granodiyoritinin genel görünümü ( Pl: plajiyoklaz, Q: kuvars, Amp: amfibol) (Çift Nikol, 10X) Şekil 4. 14: Erdek granitinin mikroskopta genel görünümü (Q: kuvars, Pl: plajiyoklaz, Bt: biyotit, ) (Çift Nikol, 25X) v

8 Şekil 4. 15: Kestanbol graniti içindeki monzonitik dokunun genel görünümü (Or: ortoklaz, Pl: plajiyoklaz, Bt: biyotit, OM: opak mineral) (Çift Nikol, 25X) Şekil 4. 16: Kozak granodiyoritinin polarizan mikroskobundaki görüntüsü ( Or: Ortaklaz, Pl: plajiyoklaz, Bt: biyotit, Q: kuvars) (Çift Nikol, 25X) Şekil 4. 17: Bulancak kuvars monzonitinin polarizan mikroskobundaki genel görüntüsü (Amp: amfibol, Q: kuvars, Pl: plajiyoklaz, Or: ortaklaz, OM: opak mineral) (Çift Nikol, 25X) Şekil 4. 18: Bulancak kuvars monzonitinin polarizan mikroskobundaki genel görüntüsü (Zrn: zirkon, Ttn: titan, OM: opak mineral) (Çift Nikol, 25X) Şekil 4. 19: Yaylak granitinin polarizan mikroskobundaki genel görüntüsü ( Q: kuvars, Pl: plajiyoklaz, Bt: biyotit, OM: opak mineral) (Çift Nikol, 25X) Şekil 4. 20: Sipahi granitlerinin polarizan mikroskobundaki genel görüntüsü (Q: kuvars, Or: ortaklaz, Bt: biyotit, Chl: klorit, Pl: plajoklaz) (Çift Nikol 25X) Şekil 4. 21: Tamzara granitinin polarizan mikroskobundaki genel görüntüsü ( Q: kuvars, Pl: plajiyoklaz, Bt: biyotit, Or: ortaklaz) (Çift Nikol, 25X) Şekil 4. 22: Tamdere kuvars monzonitinin polarizan mikroskobundaki genel görüntüsü (bi: biyotit, q: kuvars, plj: plajiyoklaz, or: ortaklaz, amf: amfibol, op: opak mineral ) (Çift Nikol, 25X) Şekil 4. 23: Deneysel çalışmalar için hazırlanmış karot numuneleri Şekil 4. 24: Pürüzlülük ve dalgalılığın genel yapısına ait görüntü Şekil 4. 25: Taylor Hobson marka Formtalysurf 50 model cihaz Şekil 4. 26: CAI pin ucunun okunması yönteminin gösterilmesi Şekil 5. 1: Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile SiO 2 içeriği arasındaki ilişki...74 Şekil 5. 2: Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile kuvars içeriğinin arasındaki ilişki Şekil 5. 3: Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile kuvars boyutu arasındaki ilişki Şekil 5. 4: Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile Schmidt sertlik değeri arasındaki ilişki76 Şekil 5. 5: Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile Shore sertliği arasındaki ilişki Şekil 5. 6: Ra pürüzlülük değeri ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki.. 78 Şekil 5. 7: Wa dalgalılık değeri ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki vi

9 Şekil 5. 8: Wshc dalgalılık pik sayısı ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki Şekil 5. 9: Cerchar aşınma indeksi(hrc 55) ile Ra (pürüzlülük) arasındaki ilişki Şekil 5. 10: Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile Wa (dalgalılık) arasındaki ilişki Şekil 5. 11: Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile Wshc (dalgalılık pik sayısı) arasındaki ilişki Şekil 5. 12: Tek eksenli basınç dayanımı (MPa) ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki Şekil 5. 13: Cerchar aşınma İndeksi ile Tek eksenli basınç dayanımı arasındaki Şekil 5. 14: Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile nokta yükleme dayanımı arasındaki ilişki Şekil 5. 15: Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile dolaylı çekme dayanımı arasındaki ilişki Şekil 5. 16: Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile böhme aşınma direnci arasındaki ilişki Şekil 5. 17: Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki Şekil 5. 18: Cerchar (HRC35) ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki Şekil 5. 19: Cerchar aşınma indeksi (HRC35*) ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki Şekil 5. 20: Cerchar aşınma indeksi (HRC35*) ile Ra* pürüzlülük değeri arasındaki ilişki Şekil 5. 21: Cerchar aşınma indeksi (HRC55*) ile Ra* pürüzlülük değeri arasındaki ilişki Şekil 5. 22: HRC35 sertliğindeki pin ile HRC55 sertliğindeki pinin çekiç kullanılarak elde edilmiş yüzeydeki sonuçları vii

10 TABLO LİSTESİ Tablo 4. 1: Granitlerin görüntü analiz sonuçlarına göre mineral içerikleri Tablo 4. 2: Görüntü analiz sonuçlarına göre granitik kayaçlardaki mineral boyları Tablo 4. 3: Granitlerin ana element oksit içerikleri Tablo 4. 4: Granitik kayaçların alındığı bölgeler ile doku, mineralojik bileşim, ayrışma durumları ve sınıflandırılmaları Tablo 4. 5: Granitlerin özgül ağırlık değerleri Tablo 4. 6: İncelenen örneklere ait kuru birim ağırlık değerleri Tablo 4. 7: İncelenen örneklerin atmosfer basıncında su emme değerleri Tablo 4. 8: İncelenen örneklere ait toplam porozite değerleri Tablo 4. 9: İncelenen örneklere ait Schmidt çekici sertlik indeksi değerleri Tablo 4. 10: İncelenen örneklere ait Shore sertlik değerleri Tablo 4. 11: İncelenen örneklere ait P dalga hızı değerleri Tablo 4. 12: Granitlerin pürüzlülük ve dalgalılık değerleri Tablo 4. 13: İncelenen örneklerin tek eksenli basınç dayanımları Tablo 4. 14: İncelenen örneklerin düzeltilmiş nokta yük dayanım indeksleri Tablo 4. 15: İncelenen örneklerin dolaylı çekme deneyi sonuçları Tablo 4. 16: İncelenen örneklerin böhme aşınma direnci deney sonuçları Tablo 4. 17: Aşındırıcılık sınıflaması (Cerchar, 1986) Tablo 4. 18: Cerchar aşındırıcılık indeksi deney sonuçları Tablo 5. 1: Çoklu regresyon analizinde Ra pürüzlülük değeri ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki 80 Tablo 5. 2: Çoklu regresyon analizinde Wa dalgalılık değeri ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki 80 Tablo 5. 3: Çoklu regresyon analizinde Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile kuvars içeriği, kuvars boyutu ve tek eksenli basınç dayanımı arasındaki ilişki..84 viii

11 Tablo 5. 4: Çoklu regresyon analizinde Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile kuvars içeriği, kuvars boyutu ve nokta yükleme dayanım indeksi arasındaki ilişki...85 Tablo 5. 5: Çoklu regresyon analizinde Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile kuvars içeriği, kuvars boyutu ve dolaylı çekme dayanımı arasındaki ilişki 86 ix

12 SEMBOL LİSTESİ CAI : Cerchar Aşınma İndeksi G s γ d : Özgül ağırlık : Kuru Birim Ağırlık w a : Atmosfer Basıncında Su Emme n t : Toplam Porozite SHV: Schmidt Sertlik değeri SH Vp : Shore Sertlik Değeri : P Dalga Hızı Ra : Ortalama Pürüzlülük Değerini Wa : Ortalama Dalgalılık Değerini Wshc: Toplam Dalgalılık Pik Sayısı σ B Is σ c Δ b : Tek Eksenli Basınç Dayanımı : Nokta Yükleme Dayanımı : İndirekt Çekme Dayanımı : Böhme Aşınma Direnci x

13 ÖZET GRANİTİK KAYAÇLARIN FİZİKO-MEKANİK ÖZELLİKLERİ İLE CERCHAR AŞINMA İNDEKS DEĞERLERİ ARASINDAKİ İLİŞKİ Bu çalışma, yılları arasında İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, Uygulamalı Jeoloji Programında Yüksek Lisans Tezi olarak hazırlanmıştır. Son yıllar da madencilik faaliyetleri ve tünel yapımında ki hızlı gelişmeler, kullanılan kazı makine sayısını hızla arttırmaktadır. Mekanik kazı makinelerinden beklenen yararlara ulaşabilmek için, bu makinelerin kazılacak kayaçların özelliklerine uygun olarak seçilmeleri gerekmektedir. Bu nedenle, mekanik kazı makinelerinin seçilmesinden ve uygulanmasından önce, kayaçların petrografik, fiziko-mekanik özellikleri ve aşındırıcılık özelliklerinin belirlenmesi gereklidir. Granitik kayaçların fiziko-mekanik özellikleri açısından birçok kayaç türüne göre üstün özelliklere sahip olabilmelerine karşın, kazılma zorluklarının yanısıra, keski maliyetlerini arttırdıkları bilinmektedir. Araştırmalar örnek çeşitliliği sağlamak amacıyla; ağırlıklı olarak Marmara Bölgesi olmak üzere Türkiye nin farklı bölgelerinde işletilmekte olan granit ocaklarından alınan örnekler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Granitik kayaçların öncelikle jeolojik, petrografik, mineralojik, kimyasal, mekanik ve yüzey (pürüzlülük, dalgalılık) özellikleri belirlenmiş, daha sonra bu özellikler ile CAI değeri arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Çalışma sonucunda; granitik kayaçların petrografik özelliklerinden kuvars içeriği ve mineral boyutunun CAI değerini arttırdığı, sertlik değerleri, tek eksenli basınç dayanımı, nokta yükleme ve dolaylı çekme dayanımı arttıkça CAI değerinin de arttığı ancak, böhme aşınma dayanımı arttıkça CAI değerinin azaldığı bulunmuştur. Ayrıca, granitik kayaçların yüzey pürüzlülük ve dalgalılık değerleri de arttığında CAI değerinin arttığı saptanmıştır. xi

14 SUMMARY THE RELATIONSHIPS BETWEEN PHYSICO-MECHANICAL PROPERTIES AND CERCHAR ABRASIVITY INDEX (CAI) OF GRANITIC ROCKS This study was prepared as a master thesis, in Istanbul University, Department of Geological Engineering, Applied Geology Programme between 2008 and 2012 years. In recent years, the rapid developments in mining operations and tunnel construction rapidly increase the number of excavation machines in uses. In order to achieve the expected benefits of mechanical excavation machines, these machines should be selected in accordance with characteristics of rocks. Therefore, before the selection and the implementation of excavating machines, petrographic characteristics, abrasiveness and physico-mechanical properties of the rocks should be determined. It s known that, physico-mechanical properties of granitic rocks are generally better than many rock types although they cause some difficulties in excavation and increase the cutter costs. The aim of this study is to determine the relationships between cerchar abrasiveness index and physical-mechanical properties of different granitic rocks. Studies were conducted on samples from granite quarries especially from Marmara Region and from different regions of Turkey to obtain varying samples. Firstly geological, petrographical, mineralogical, chemical, mechanical and surface (roughness, waviness) properties of granitic rocks were determined. The relationships between these properties and Cerchar Abrasiveness Index (CAI) were also determined. According to evaluation of the test results; it is found that quartz content, size, surface roughness and waviness of granitic rocks cause an increase of CAI. Beside this, the uniaxial compressive, point load and indirect tensile strengths of granitic rocks increase while CAI increases. On the contrary, Bohme abrasion resistance increases while CAI decreases. xii

15 1 1. GİRİŞ 1.1. ÇALIŞMANIN AMACI Ülkemizde yapılan mühendislik yapılarında kullanılan mekanik kazıcıların keski miktarını, kayaçların petografik ve fiziko-mekanik özellikleri belirlemektedir. Projeler de kullanılacak keski miktarlarını tahmin edebilmek için çeşitli yöntemler önerilmiş son dönemde ise Cerchar Aşınma İndeksi yöntemi daha fazla kullanılmaya ve önerilmeye başlanmıştır. Bu araştırmanın amacı ise keski miktarlarının en çok tüketildiği kayaç gruplarından granitik kayaçlar ile Cerchar Aşınma İndeksi arasındaki ilişkileri belirlemektir. Yapılan ayrıntılı ulusal ve uluslararası literatür incelemelerine göre; Cerchar Aşınma İndeksi ile kayaçların özellikleri arasındaki ilişkiyi inceleyen yayınlar mevcuttur. Ancak bu yayınlarda granitik kayaçların kimyasal, petrografik, fiziko-mekanik özellikleri ve pürüzlülük parametreleri ile olan ilişkileri detaylı olarak incelenmemiş, Cerchar Aşınma İndeksi ile olan ilişkilerinden bahsedilmemiştir. Bu tez kapsamında granitik kayaçların kimyasal, petrografik ve fiziko-mekanik özelliklerini ortaya koyulmuş ve bunların Cerchar Aşınma İndeksi ile olan ilişikleri belirlenmiştir.

16 İNCELEME ALANLARININ TANITIMI Araştırma ve örneklemenin yapıldığı inceleme alanları; Marmara Bölgesi nde yer alan Kırklareli-Kofçaz, Kırklareli- Balaban, Çatalca-Şeytandere, Gebze-Sancaktepe, Yalova-Fıstıklı, Balıkesir- Erdek, Tekirdağ-Saray, Çanakkale-Kestanbol, Ege Bölgesi nde yer alan İzmir- Kozak, Karadeniz Bölgesi nde yer alan Giresun- Bulancak, Giresun-Asarcık, İç Anadolu Bölgesi ndeki Aksaray-Yaylak, Aksaray- Sipahi bölgelerini kapsamaktadır (Şekil 1.1). K Şekil 1.1: İncelenen granitlerin alındığı ocak yerlerini gösteren yer bulduru haritası Coğrafya Tez çalışmaları sırasında Türkiye nin 12 farklı bölgesinde bulunan granit ocaklarından alınan örnekler kullanılmıştır. Kırklareli ili Balaban Bölgesi Marmara Bölgesinin kuzey batısında, Çatalca-Tepecik, Tekirdağ-Saray Bölgeleri Marmara Bölgesinin batısında yer alır. Yalova- Fıstıklı Marmara Denizi nin doğusunda Gemlik Körfezinin kuzeyindedir. Balıkesir ilinin ilçesi olan Erdek, Marmara Bölgesi'nin Marmara Denizi ne doğru uzanan Kapıdağ Yarımadası nda Erdek Körfezi nde yer alır.

17 3 Ege Bölgesinde yer alan Çanakkale Kestanbol bölgesinin kuzeyinde Çanakkale (merkez), doğusunda Bayramiç, batısında Bozcaada ve güneyinde Ayvacık ilçeleri bulunmaktadır. İzmir- Bergama Ege Bölgesinin en batı kısmında Ege Denizi'ne kıyısı olan bir bölgedir. Giresun İli Karadeniz bölgesinde yer alırken doğudan Trabzon ve Gümüşhane, güneydoğuda Erzincan, güney ve güneybatıda Sivas, batıda Ordu illeri ile kuzeyde de Karadeniz ile çevrilidir. Aksaray, İç Anadolu Bölgesi'nde Niğde'nin batısında, Konya'nın doğusunda, Ankara'nın güneyinde yer alır Ulaşım Kırklareli Balaban Bölgesinde ulaşım TEM, D- 100 (E-5) ve D-020 uluslar arası yolları ve bu yolları ilçelere bağlayan devlet kara yolu ile sağlanmaktadır. Köyler ile ilçelerin ulaşımı kısmen asfalt kısmen stabilize kaplama yollar ile sağlanmaktadır. Çatalca Bölgesinde ulaşım değişik yollardan yapılabilmektedir. İstanbul a uzaklığı 59 km. olan Çatalca ya E-5 (D-100) ve TEM üzerinden ulaşılabilir. Demir yolu ile kentin kuzeydoğusundan geçen Sirkeci-Edirne demiryolu kullanılarak yapılmaktadır. Gemlik e 37 km lik, Yalova ya ise 55 km lik karayolu ile bağlı olan Armutlu- Fıstıklı nın Mudanya ve İstanbul ile ise deniz ulaşımı mevcuttur. İstanbul ve Bursa İlleri arasında köprü vazifesi görmesi sebebi ile Armutlu önemli bir yerleşim yeri olmuştur. Erdek, Kapıdağ Yarımadasının en büyük ve başlıca yerleşim yeridir. Yarımadanın güneybatı sahilinde yer alır. Deniz yolu ile İstanbul dan Bandırma'ya, Bandırma dan ise Erdek e ulaşım sağlanabilmektedir. Bunun dışında İstanbul, İzmir, Bursa ve Çanakkale'den de yine düzenli olarak otobüs seferleriyle Erdek'e ulaşılabilir.

18 4 Havayolu ile ise Bursa, Çanakkale, İstanbul ve İzmir üzerinden Erdek e ulaşım mümkündür. Kestanbol Bölgesinde Ezine ye ulaşım Çanakkale- İzmir Devlet Karayolu vasıtası ile sağlanır. Çanakkale Ezine arası 45 km dir. İnceleme alanında birçok tali yol bulunup bunların çoğu asfalt ve sathi kaplama yollarıdır. Giresun il merkezine Samsun yönünde 14 km. uzaklıkta bulunan Bulancak İlçesi Piraziz ilçesi ve kovanlık beldesine asfalt yol ile bağlıdır. Aksaray a ulaşım 225 km uzunluğundaki Aksaray-Ankara devlet kara yolu ile sağlanır. E-90 devlet karayolu üzerinde bulunan il Konya ya 148, Niğde ye 123 km uzaklıktadır.

19 5 2. GENEL KISIMLAR 2.1 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Önceki incelemeler, araştırma bölgesi ve araştırma konusu ile ilgili olarak iki kısımda sunulmuştur. İnceleme alanı ve yakın çevresinde bir çok araştırmacı tarafından; jeolojik, mineralojik, petrografik, stratigrafik, jeokronolojik, metalojenik, enerji ve jeotermal olanaklar gibi konularda araştırmalar yapılmıştır. Bu çalışmanın amacına yönelik olarak ise inceleme alanında yapılan araştırmalar oldukça sınırlıdır Araştırma Bölgesi İle İlgili Çalışmalar Ketin (1946): çalışmasında bölgenin 1/ ölçekli haritasını yapmış, yarımadadaki granitoyidleri incelemiş, adanın her iki yanındaki granitoyidleri Doğu ve Batı plutonu olarak adlandırmıştır. Metamorfik kayaçların Alt Kambriyen ya da Alt Paleozoyik yaşlı olup, içine önce batıdaki plutonun daha sonra da doğudaki plutonun Hersiniyen Orojenezi ile sintektonik olarak yerleştiğini, granitik magmanın aralarına girdiği metamorfik kayaçları daha çok metamorfize ettiğini ve granitin bir miktar gnaysik yapı kazandığını belirtmiştir. Pamir ve Baykal (1947): Istranca Dağları nda yaptıkları çalışmalarında; metamorfik kayaları; gnays, fillat, kuvarsit, mikalı şist ve mermer olarak ayrı ayrı haritalamış ve tümünün Alt Kambriyen yaşında olduğunu belirtmişlerdir. Erentöz (1953): Çatalca-Şeytandere nin de içinde bulunduğu yaklaşık 2000 km 2 lik bir alanda çalışmalar yapmıştır. Çalışma sonucu, bölgede bulunan kristalen şist, mermer ve fillatlardan oluşan metamorfik kayalara "Çatalca Serisi" adını vermiştir. Bu seriyi İstanbul Paleozoyik istifinin Üst Siluriyen tabakaları ile karşılaştırmış, fillat ve kuvarsitlere Alt Siluriyen yaşını vermiştir. Diğer metamorfik kayaların ise Alt Siluriyen'den daha yaşlı olduklarını savunmuştur. Üst Devoniyen-Eosen zaman

20 6 aralığında hiçbir formasyonun olmadığını ve Eosen tabakalarının Alt Devoniyen ve Devoniyen üzerine transgresif olarak geldiğini tespit etmiştir. Devoniyen'den Eosen'e kadar masif çevresinin su üzerinde kaldığını ve Eosen'de transgresyona uğradığını belirtmiştir. Eosen sonundan Sarmasiyen'e kadar olan zamanda tekrar bir kara ve erozyon devri olduğunu söylemiştir. Erentöz, inceleme alanındaki resifal kireçtaşları içerisinde ilk defa Lütesiyen fosillerine rastlamıştır. Neojen'de ise sadece Miyosen birimlerinin olduğunu belirtmiştir. Bürküt (1966): Kazdağı metamorfitlerinin devamı olan düşük dereceli kloritli, serisitli, grafitli mika şist serilerinin, Kestanbol Plutonunu kestiğini ve bu kayaçlarda kontakt metamorfizma geliştiğini, Tersiyer yaşlı volkanik, subvolkanik (andesit, dasit, trakit) lavların, Neojen sedimentleri ile örtüldüğünü belirtmiştir. Akartuna (1968): Araştırmacı Armutlu- Fıstıklı Bölgesini ayrıntılı olarak incelemiş ve yörenin stratigrafik yapısı hakkında bilgi sunarak, bölgede bulunan granitik plütonlara daha önceki çalışmalara dayanarak Paleozoyik yaşını vermiştir. Brinkmann (1972): Ezine Bölgesi nin kuzeyden, Kuzey Anadolu bloğu ile güneyden ise İzmir- Ankara Zonu ile sınırlandığını, Mesozoyik ve Üst Tersiyer e ait andezit örtüleri içerdiğini belirtmiştir. Araştırmacıya göre; Üst Tersiyer deki andezit volkanizması karakteristik olup Alp Orojenezinin ürünüdür. Ayhan vd.(1972): Istranca masifinin 1/ ölçekli jeolojik haritasını yapmışlardır. Demirköy çevresindeki kristalize kireçtaşlarının Triyas,Dereköy-Armutveren çevresindeki kristalize kireçtaşlarının Jura yaşlı olduklarını ileri sürmüşlerdir. Andaç (1973): Kestanbol Plutonu ve civarındaki metamorfik kayaçları çalışmış, bunları hornblend-biyotitli şist, kalkerli muskovit şist, kristallenmiş kalker olarak ayırtlamıştır. Ezine Siyenit Masifi olarak nitelediği plütonun homojen bir litolojiye sahip olmadığını, kuvarslı siyenit, monzonit, monzodiyorit gibi kayaç türlerini içerdiğini ve birbirleriyle geçiş gösterdiklerini tespit etmiştir. Ayrıca Kestanbol Plütonunun sahil kumlarında radyoaktif ve ağır mineral incelemesi yapmıştır.

21 7 Ayhan (1973): Istranca Masifinin jeolojisini inceledikleri çalışmada; en eski birim olarak kendi içlerinde kimyasal bileşim ve mineral iriliği yönünden gnaysları ayırmışlardır. Bunları alttan üste doğru, Albit granitik gnays, Albit granit-albit granodiyoritik gnays ve Albit granodiyoritik gnays olarak üçe ayırarak adlandırmışlar ve bunların kesin bir sınırının olmadığını vurgulamışlardır. Gnaysların üzerine diskordan olarak gelen şist serisini üç grupta inceleyen araştırmacılar, bunları alttan itibaren; 1) Kuvars-feldspat-biyotit-muskovit-serisit ve hornblentli şistler 2) Killi-talklı, grafit şistler ve fillatlar 3) Metamorfik kireçtaşları (mermerler) ve benekli siyah şistler şeklinde adlandırmışlardır. Bu şistlerin ve mermerlerin hepsi birbirine geçişli olup, bunların üzerine yine geçişli olarak gelen alt seviyeleri kalkşist, üste doğru yer yer masif kireçtaşı halinde devam eden karbonatlar, serinin sonunu oluşturmaktadır. Aydın (1974): Istranca Masif'inin petrografik incelemesinde en yaşlı birim olarak Amfibol şistler" olarak adlandırdığı şistleri görmektedir. Bunları pembe renkli, mikroklinli Kırklareli Metagraniti nin kestiğini ve anklavlar halinde içine aldığını belirtmektedir. Yaptığı radyometrik yaş tayinine göre; Metagranitlerin Hersiniyen Orojenezine bağlı olarak yerleştiğini, elde ettiği değerin ise 245 my olduğunu ifade etmiştir. Amfibolit şist ve metagranitlerin üzerine bu birimlerin çakıllarını içeren ve bir konglomera ile başlayan fillitlerin geldiğini ve bu birimin metagranit çakılları içerdiğinden Permiyen'den genç olması gerektiğini, üstüne diskordansla gelen Kapaklı formasyonunun Jura yaşında olması gerektiğini söylemiştir. Yazar, bu birimleri kesen gabro-diyorit-monzonit-siyenit sokulumlarının kontakt metamorfizma oluşturduğunu da vurgulamaktadır. Boncev (1974): Istranca Masifinin nötr-asidik kayaçlar içerdiğini, Subhersiniyen magmatik yay graniyotidlerince simgelenen bu kayaçların, tüm Mesozoyik ve Senozoyik boyunca Tetis in kuzey kolunun aktif kıta kenarı olan Karpat-Balkan-Pontid kuşağının Srednogorie- Istranca zonu içinde yer aldığını belirtmiştir. Ayrıca çalışmasında, Istranca Masifinin, Türkiye Tektonik Birliklerinden birini oluşturan Pontidlerin KB ucunda Doğu Rodop ve Srednogorie yapısal- metalojenik zonlarının Türkiye uzantısı içinde yer aldığını belirtmiştir.

22 8 Boyadjiev (1974), Milev ve Bogdanov (1974), Boccaletti vd. (1978), Gocev (1979): Yaptıkları çalışmalarla Rodop masifinin, Prekambriyen yaşlı temel kristalin; bunları örten Paleozoyik - Mezozoyik yaşlı epimetamorfik kayaçlar ve bunlar içine sokulan Laramiyen yaşlı granodiyoritlerden oluştuğu ortaya koymuşlardır. Yılmaz (1976): Çalışmasında jeokronometrik yöntemle Sancaktepe granit masifinin mutlak yaşı ile jeolojik, petrografik ve jeokimyasal veriler ile kökenini saptamıştır. Rb- Sr izokron yöntemi ile granitin yaşını 255 ± 5 milyon yıl bulmuştur. Granitten ayrılan biyotitler üzerinde uyguladığı K-A yöntemiyle yaptığı ölçümler ise 254 milyon yıl yaşını vermiştir. Bu iki yöntemle vardığı sonuç benzerliği granitin bir tek zamanda, Saksoniyen de (Permiyen) post orojenik olarak yerleştiğini ortaya koymaktadır. Fytlkas vd. (1976): Kuzeybatı Anadolu ve Ege Adalarındaki volkanizmanın özellikleri ve gelişimi üzerine birçok araştırma yapan yazarlar, Kestanbol Plutonunun yaşını 28±0.88 my. olarak belirlemişlerdir. Moore vd. (1979): Jeokronolojik çalışmalarla Istranca Masifindeki sokulum kayaçlarının yaşını 80 milyon yıl olarak bulmuşlardır. Yalçınlar (1979): Demirköy-Balaban çevresinde 1952 yılında bulduğu fosillere dayanarak, örtü kayaçlarının çoğunun Paleozoyik, Dereköy çevresindeki kireçtaşlarının ise Jura yaşlı olduklarını belirtmiştir. Öztunalı ve Üşümezsoy (1981): Istranca Masifi nin çekirdeğini oluşturan K-feldspat megakristalleri içeren biyotitli granit görünümlü kayaç ile; açık renkli kuvars, muskovit ve plajiyoklastan oluşan milonitik kayaçların ilişkilerini ve petrojenetik evrimlerini ortaya koymak amacı ile bir çalışma yapmışlardır. Yazarlara göre, Istranca Masifinde söz konusu çekirdek üzerine Triyas, Jura yaşlı meta çökellerden oluşan örtü metamorfikleri gelmektedir. Metaçökel kayaçları; kuvarsit-arkoz-şeyl ve kireçtaşlarının metamorfizma geçirmesiyle oluşan kuvars, mikaşist, fillit ve kristalize kireçtaşımermerlerden oluşmaktadır. Taner (1981): Istranca Masifindeki Sokulum kayaçlarının; yayılımlarına göre sırasıyla

23 9 granodiyorit, monzodiyorit, hiperstenli monzonit ile yer yer izlenen mikrogranodiyorit porfir, lamprofir, ve aplit dayklarından oluşmakta olduğunu, en iyi şekilde Şükrüpaşa ve çevresinde incelendiğini belirtmiştir. Üşümezsoy (1982): "Istranca Masifinin Petrojenik Evrimi" isimli doktora çalışmasında Istranca Masifi ni; Kırklareli Grubu (kıtasal temel), Istranca Grubu (kıta kenarı metamorfizma kuşağı), Istranca Batoliti olmak üzere üç ana grupta incelemiştir. Yazar, Kırklareli Grubu'nu Triyas öncesi yaşlı Kurudere Tronjemiti ve Kırklareli Graniti olarak ele almış, Istranca Grubu'nu Triyas-Jura yaşlı olarak Elmacık formasyonu, Koruköy formasyonu, Demirköy formasyonu ve Dereköy formasyonu olarak ayırtlamıştır. Bu formasyonların içerisinde de sintektonik olarak Sivriler Tonaliti ile posttektonik olarak İkiztepeler Granit'inin Jura sonunda geliştiğini belirtmiştir. Üst Jura'da da bütün grup deformasyon geçirerek metamorfizmaya uğramıştır. Araştırmacı Istranca Batolit'ine Üst Kretase-Paleosen olarak yaş vermiş ve bu grubun üç farklı kristalizasyon gelişimi gösteren Demirköy, Dereköy ve Karacadağ plütonitlerinden oluştuğunu ve eş magmasal kökenli subvolkanik, sığ plütonik sokulumlar tarafından kesildiğini ve örtüldüğünü belirtmiştir. Aydın (1982): Doçentlik tezinde, Istranca masifini incelemiş ve masifi oluşturan temel kayalarının Paleozoyik- Triyas-Jura yaşlı metamorfikler ile bunları kesen granitik kayalar olduğunu saptamıştır. Taner ve Çağatay (1983): Sokulum kayaçları üzerinde Moore ve diğerleri (1979) tarafından K/Ar yöntemi ile yapılan jeokronolojik yaş tayinleri; Demirköy çevresi için milyon yıl değerlerini vermiştir. Elde edilen sonuçlar sokulum kayaçlarının Laramiyen'de yerleştiklerini göstermektedir. Çalışmalarında yaptıkları arazi gözlemleri ile bunların sığ sokulum özelliğinde olduğunu vurgulamışlardır. Umut vd. (1983): Trakya Bölgesi Tersiyer havzasının 1983 yılında güneyini;1984 yılında ise kuzeyini incelemişlerdir. Her iki çalışmada da Paleozoyik i, Permiyen ve daha öncesi yaşlı gnaysik granit-granitik gnays ve milonitik gnays olarak ele alan araştırmacılar, Mesozoyik'i Kuvarsitler-Şistler-Mermerler ve Kalkşistler-Meta kumtaşları olarak ayırtlamışlar ve Triyas yaşını vermişlerdir.

24 10 Gözler vd. (1984): Kestanbol Plütonunun monzonit, kuvarslı monzonit, granodiyorit bileşimli olduğunu ve çevre metamorfik kayaları keserek kontakt metamorfizmaya uğrattığını belirtmişlerdir. Miyosen yaşlı volkaniklerle örtülen plütonun yaşının Üst Kretase- Miyosen aralığında olduğunu ileri sürmüşlerdir. Göncüoğlu vd. (1987): Araştırmacılara göre; Armutlu Yarımadasında Üst Kretase öncesinde bir araya gelmiş İznik metamorfikleri ve Pamukova metamorfik birimi olarak adlandırılan iki büyük tektostratigrafik birim yer almaktadır. Pamukova metamorfik biriminin en alt bölümünde İstanbul biriminin Prekambriyen temeli ile deneştirilen metabaziklere, metakırıntılılara ve bunları kesen granodiyoritlere değinmişlerdir. Kasar (1987): Edirne- Kırklareli- Saray (Kuzey Trakya) Bölgesinin Jeolojisi adlı çalışmasında, Trakya havzasının kuzey şelfinin stratigrafik ve ortamsal yorumuna yeni bir yaklaşım getirmiştir. Birkle (1992): Kestanbol- Karaköy plütonları ve bu plütonların çevresinde yer alan genç volkaniklerin bir kesiminde jeokimya, izotop ve detay haritalama çalışmaları yapmıştır. Yılmaz vd. (1995): Armutlu metamorfik topluluğunun taban kısımlarını nispeten yüksek dereceli metamorfik kayaçların oluşturduğunu, daha sonra bunların metamorfik birimler tarafından örtüldüğünü belirtmişlerdir. Aksoy (1995): Kapıdağ Yarımadası ve Marmara Adasını kapsayan çalışmasında bölgedeki granitleri Ocaklar ve Çeltikli Granitleri olarak tanımlamış ve bunların Alpin Orojenezi sırasında yerleştiğini belirtmiştir. Karacık (1995): Biga Yarımadası batı kesiminde yaptığı çalışmada metamorfik kayaçları formasyon bazında ayırtlamıştır. Kestanbol Plutonu çevresindeki volkanik kayaçları daha detaylı çalışmış, bunları da formasyon ve üyelere ayırarak ayrıntılı olarak incelemiştir.

25 11 Şen vd. (1998): Küçükçekmece-Çatalca dolayında, Trakya Havzası doğusunun jeolojisi üzerinde çalışmalar yapmışlardır. Trakya Havzasının doğusunda yer alan Küçükçekmece-Çatalca ve Selimpaşa arasındaki bölgenin, sözü edilen havzanın doğusunun özelliklerinin belirlenmesi ve havzanın gelişiminin daha iyi anlaşılabilmesi için önemli bir konuma sahip olduğu belirtilmiştir. Genç (1998); İznik-İnegöl (Bursa) arasındaki Tektonik Birliklerin Jeolojik ve Petrolojik İncelenmesi isimli doktora çalışmasında, bölgede yer alan birimlerin tanımlamasını yapmıştır. Özellikle magmatik ve metamorfik birimlerin yaş, ortam, dokanak ilişkileri, minerolojik, petrografik-petrolojik, jeokimyasal özellikleri ve metamorfizma türleri üzerinde çalışan yazar, bölgenin ayrıntılı 1/ ölçekli jeoloji ve yapı haritasını hazırlayarak, derlediği veriler ışığında bölgenin jeolojik evrimine bir yaklaşımda bulunmuştur. Altunkaynak ve Yılmaz (1998); Elde ettikleri yapısal ve sedimantolojik verilerden yararlanarak Kozak magmatik merkezinin, Batı Anadolu nun K-G sıkışma rejiminde şekillendiğini belirlemişlerdir. KD-GB ve K-G doğrultulu oblik fayların, magmatizmanın gelişimi süresince şekillendiği belirtmişlerdir. Yalınız vd. (1998); Orta Anadolu granitoyidlerinde (Aksaray-Sarıkaraman) homblend minerali üzerinde K-Ar yöntemiyle yaptıkları yaş tayinlerinde bu kayaçlann 81.5 My (Üst Kretase) yaşlı olduklarını tespit etmişlerdir. Delaloye ve Bingöl (2000); Batı Anadolu da pek çok plütonu çeşitli yaş tayini yöntemlerine göre yaşlandırmışlardır. Bunlardan Armutlu Yanmadası nda Esenköy Granitoyidi nin K-Ar yöntemiyle yapılan yaş tayinlerinde yaşının 34.3±0.9 My. ile My. arasında sınırlandığı tespit edilmiştir. Aldanmaz vd. (2000); Orta Eosen den başlayarak tüm batı Anadolu da yaygın bir magmatik faaliyetin meydana geldiğini, çarpışma sonrasında meydana gelen bu magmatik aktivitenin Orta Eosen döneminde kuzey alanlarda etkin olduğunu ve sırasıyla Oligosen ve Miyosen dönemlerinde kesiksiz olarak güneye doğru gençleşerek

26 12 devam ettiğini ve yaygın alanlar kapladığını ifade etmişlerdir. İlbeyli vd. (2004); Orta Anadolu Bölgesinde Baranadağ plütonunun monzonit ve kuvars monzonitten meydana geldiğini ve aplitik-pegmatitik dayklar tarafından kesildiğini belirtilmiştir. Monzonitlerin koyu gri renkli, orta taneli porfirik dokulu ve prizmatik beyaz feldispat megakristalli olduğunu, kuvars monzonitlerin ise gri, orta taneli bir hamur içinde açık pembe renkli alkali feldispat megakristallerinin olduğunu saptamışlardır. Bu çalışmada, birimlerin jeokimyasal incelemeleri de gerçekleştirilmiştir. Gedik vd. (2005); Hazırladıktan MTA raporunda, Kocaeli Yanmadası nın jeolojisini incelemiş olup, 1/ ölçekli jeoloji haritasını hazırlamışlardır. Sunal vd. (2006); Trakya Bölgesinde, Kırklareli ili ve kuzeyinde yüzeylenen granitik kayaçlar Bölgesel jeoloji içerisinde değerlendirildiğinde, Batı Pontid ana tektonik birliği içerisindeki Istranca masifi, Permiyen öncesi yaşlı metamorfik temel kayaçlar ile bunlar içerisine sokulum yapan intrüzif kayaçlardan oluştuğu belirtilmektedir. Tüm bu kayaçların ise Triyas metasedimanter örtü kayaçlan ile üzerlendiklerini belirtmişlerdir. Kayrak (2006); Armutlu Yanmadası nda yüzeylenen İncebel formasyonunun üzerinde, Üst Eosen yaşlı volkanik breş ve aglomeralar ile bazalt ve andezit lavlanndan oluşan volkanitlerin uyumsuz olarak yer aldığını belirtmiştir. Karacık ve Tüysüz (2010); Çalışmalarında Trakya masifine ait Demirköy plutonunun petrojenezini çalışmışlardır. Çalışma sonucunda Demirköy plutonunun milyon yıl yaşında olduğunu bulmuşlardır. Köksal vd. (2011); Çalışmalarında Ağaçören Intrüzif Grubunda granitik kayaçları fasiyes düzeyinde tanımlamışlar ve tektono-magmatik evrimini ortaya koymuşlardır. Tüm kayaç jeokimyası ve izotop jeokimyası çalışmalarının yanısıra jeokronolojik çalışmalar da gerçekleştirilmiş olup, bu çalışmada farklı fasiyesteki granitlerin Üst Kretase yaşlı olduklarını saptamışlardır.

27 Araştırma Konusu İle İlgili Çalışmalar West (1989): Kömür içeren sedimanter kayaçları kullanarak yaptığı çalışmalar sonucunda Cerchar aşındırıcılık indeksi ile ifade edilen kayaç aşındırıcılığının kayacın kuvars içeriği ve Mohs sertlik ölçütü ile doğru orantılı olduğunu belirtmiştir. Al-Ameen ve Waller (1994): Yaptıkları çalışmada, az miktarda aşındırıcı mineraller içeren yüksek dayanımlı bazı kayaçların yüksek aşındırıcılık indeksine sahip olabildiklerini belirlemişlerdir. Diğer taraftan, çok yüksek aşındırıcı mineral içeriğine sahip olan bazı düşük dayanımlı kayaçların, düşük aşındırıcılık indeksine sahip olabildikleri de görülmüştür. Araştırmacılar, kayaçların aşındırıcı mineral içeriklerinin ve çimentolanma özelliklerinin, Cerchar aşındırıcılık indeksi üzerinde bir etkisinin olduğunu ifade etmişlerdir. Plinninger vd. (2003): Farklı kökenli kayaçlar üzerinde farklı uzunluklarda çizik atarak CAI ile kayaç özelliklerini kıyaslamışlardır.1 cm lik çiziklerden sonra CAI de değişimin çok az olduğunu ayrıca homojen olmayan kayaçlarda CAI değişim aralığının daha fazla olduğunu bulmuşlardır. Kaba (2004): Farklı bölgelerden alınan 27 farklı sedimanter (kireçtaşı, dolomit) mağmatik ve metamorfik kayaç türünün aşındırıcılık özellikleri ile petrografik analiz sonuçları arasındaki ilişkileri incelemiştir. Fosilli kireçtaşı, plaketli kireçtaşı, dolomitik kireçtaşının Cerchar aşınma indeksi değerlerinin 0.70 ile 1.00 arasında değişmekte olduğunu, diyabaz, traki andezit, bazaltik andezit, dolomitik kireçtaşı ve andezitlerin Cerchar aşınma indeksi değerinin 1.10 ile 1.92 arasında olduğunu, kuvars diyorit, granit, alkali granit, altere diyabaz, siyenit, traki andezit ve bozunmuş, koyu ve açık renkteki andezit kayaçlarında ise Cerchar aşınma indeksinin 2.16 ile 3.82 arasında değiştiğini belirlemiştir. Yaralı (2005): Yaptığı calışmada Zonguldak yöresi çevre kayaçlarının aşındırıcılıklarını kayaçların mekanik, petrografik özellikleriyle birlikte değerlendirmiştir. Çalışmada

28 14 kayaçların aşındırıcılıkları ile tek eksenli basınç dayanımı ve ortalama kuvars tane boyutu arasında doğrusal artan bir ilişki olduğunu bulmuştur. Ruehl ve Alber (2006): Çalışmalarında gerilme koşullarının Cerchar Aşındırıcılık İndeksi üzerindeki etkilerini araştırmışlardır. Özellikle kumtaşları üzerindeki gerilmelerin CAI üzerindeki etkisinin fazla olduğunu bulmuşlardır. Michalakopoulos vd. (2006): HRC 55 ve HRC 40 sertliğinde pimler hazırlayarak Metal sertliğinin Cerchar Aşındırıcılık İndeksi ile olan ilişkisini araştırmışlardır. Bu iki metal arasında 0,5 CAI fark bulmuşlardır. Mammen vd. ( 2007) : Doygun ve yarı doygun kumtaşlarının nem içeriğinin kazı performansına etkisini araştırmışlar ve nem içeriğinin azalmasıyla kazı performansının azaldığı, CAI değerinin ise arttığını bulmuşlardır. Yaralı (2008): Zonguldak Bölgesine ait farklı kökenli (sedimanter, metamorfik ve magmatik) kayaçların delinebilirlik ve aşındırıcılık özelliklerini belirlemek için laboratuvarda birçok deneyler yapmıştır. Bu çalışmada seksendokuz farklı kökenli kayacın Cerchar aşınma indeksine göre aşındırıcılıkları bulunmuş ve aşındırıcılık değer aralıkları verilmiştir. Magmatik kökenli kayaçların aşındırıcılıklarının genel olarak aşındırıcı ve çok aşındırıcı olduğunu belirtmiştir. Benzer durum kömür çevre kayacı olan kumtaşları için de geçerli olduğunu ifade etmiştir. Bu tip formasyonlarda mekanize yapılacak olan kazı veya delme işlemlerinde uç tüketiminin fazla olacağının beklendiğini, Zonguldak Bölgesi nde çokça karşılaşılan dolomit ve kireçtaşı gibi formasyonların dahi aşındırıcı olduklarını belirlemiştir. Stanford ve Hagan (2009): Farklı sertliklerdeki metallerin Cerchar Aşındırıcılık İndeksi üzerine etkilerini araştırmışlar ve etkisinin az olduğunu bulmuşlardır.

29 15 Deliormanlı (2011) : Farklı mermerler kullanarak CAI ile böhme aşınma direnci ve tek eksenli basınç dayanımı arasındaki ilişkiyi araştırmıştır. Araştırma sonucunda CAI ile tek eksenli basınç dayanımı arasında doğru orantılı bir ilişki, fakat CAI ile böhme aşınma direnci arasında ters orantılı ilişki bulmuştur.

30 16 3. MALZEME VE YÖNTEM Yüksek Lisans Tez çalışması kapsamında arazi, laboratuvar ve büro çalışmaları yapılmıştır. Çalışmalar tez konusunun belirlenmesinden sonra literatür derleme ile başlamış ve tez çalışması süresince devam etmiştir. Arazi çalışmaları ile çalışma alanının jeolojisi önceki çalışmaların rehberliğinde gözden geçirilmiştir. Araziden getirilen bloklardan deneyler için numuneler hazırlanmıştır. Bir program dahilinde deneyler ve incelemeler gerçekleştirilmiş, büro çalışmalarında ise elde edilen tüm veriler bir arada değerlendirilmiştir. Yapılan çalışmalara aşağıda, başlıklar halinde kısaca değinilmiştir ARAZİ ÇALIŞMALARI Arazi çalışmaları 2009 yılı Temmuz-Ekim ayları arasında gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada literatürden derlenen jeolojik çalışmalar ışığında araştırma bölgelerinin jeolojileri gözden geçirilmiş, ikinci aşamada ise Kırklareli, İstanbul, Tekirdağ Balıkesir, Çanakkale, İzmir, Giresun ve Akasaray da işletilen ve/veya işletilmiş olan ocaklardan blok numuneler derlenmiştir. Arazi çalışmaları esnasında yeni bir jeoloji haritası yapılmamış ancak, önceki çalışmalarda elde edilen bulgular yerinde gözlemlenerek bazı düzeltmeler yapılmıştır LABORATUVAR ÇALIŞMALARI Laboratuvar çalışmaları 2009 Kasım ayı ve 2011 yılı Ağustos ayları arasında iki aşamada gerçekleştirilmiştir.

31 Petrografik İncelemeler Numunelerden ince kesitler hazırlanarak bunlar polarizan mikroskobu yardımıyla incelenmiştir. Petrografik incelemeler Mineraloji Petrografi Anabilim Dalı Optik İnceleme Laboratuvarında yapılmıştır. Bu araştırmalar da kayacın mineral bileşimi, dokusu, mineral boyutu, minerallerin birbirleri ile olan ilişkileri ve ayrışmanın varlığı araştırılmıştır Deneysel Çalışmalar Çalışma alanlarından elde edilen bloklardan deneyler için numuneler sağlanmıştır. Deneysel çalışmalar için iri blok numunelerden karotiyer yardımı ile BX çapında standartlara uygun numuneler hazırlanmıştır. Numune hazırlama çalışmaları İstanbul Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümünde yapılmıştır. Hazırlanan numuneler üzerinde TS EN 699 (2009) a uygun, fiziksel ve mekanik deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar ve incelemeler İstanbul Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü Doğal Yapı Malzemesi Laboratuvarları ile İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Kaya Mekaniği Laboratuvarların da gerçekleştirilmiştir.

32 18 4. BULGULAR 4.1. ÇALIŞMA ALANLARININ JEOLOJİK ÖZELLİKLERİ Bu çalışma; Türkiye deki farklı granit ocaklardan derlenen kayaç örnekleri üzerinde gerçekleştirilmiştir. Kırklareli-Balaban, Kırklareli-Kofçaz, Çatalca-Tepecik, Balıkesir- Erdek, Yalova-Fıstıklı, Tekirdağ-Saray Bölgeleri Marmara Bölgesinde yer alır. Bununla birlikte Bergama-Kozak ve Çanakkale-Kestanbol Ege Bölgesinde; Giresun- Bulancak, Giresun-Asarcık ise Karadeniz Bölgesin de; Aksaray-Yaylak, Aksaray Sipahi İç Anadolu Bölgesinde yer almaktadır. Bu bölümde bazı inceleme alanları birleştirilerek anlatılacaktır Balaban Bölgesi (Kırklareli) Kırklareli ve çevresindeki kayaçlar incelendiğinde Istranca masifinin temelini Erken Kambriyen yaşlı temel metagranitik kayaçların oluşturduğu gözlenmektedir (Yılmaz- Şahin vd. 2012). Masif Permiyen öncesi yaşlı metamorfik temel kayaçlar ile bunlar içine sokulum yapan intrüzif kayalardan oluşmakta ve bu tüm kayalar Triyas yaşlı metasedimanter örtü kayaçları üzerlemektedir. (Sunal vd. 2006). Bölgede bulunan Demirköy formasyonunun yaşı Koruköy ve İğneada formasyonlarının yaşları ile sınırlanmış olup Üst Jura dan genç, Üst Kretase den daha yaşlıdır. Birimin biyotitlerinde K/Ar yöntemi ile yapılan radyometrik yaş tayini sonucu mutlak yaşının 83.1 ± ± 2.5 my. olduğu saptanmıştır (Aydın, 1982). Trakya Bölgesi nin kuzeybatısında bulunan inceleme alanının çevresindeki gnayslar, Öztunalı ve Üşümezsoy (1981) tarafından porfiroblastik biyotitli gnays, porfiroblastik kuvarlı gnays, plajiyoklazlı gnays şeklinde ayrılmış olduğu belirtilmiştir. Ayrıca bu kayaçların yitim zonundaki eski bir kıta kabuğu özelliği taşıdığı, K-feldspat megablastlarının alkali metasomatizma sonucu geliştiği vurgulanmıştır. Yalçınlar (1979) Demirköy-Balaban çevresinde 1952 yılında bulduğu fosillere dayanarak, örtü kayaçlarının çoğunun Paleozoyik, Dereköy çevresindeki kireçtaşlarının ise Jura yaşlı olduklarını belirtmektedir. Ayhan ve diğ. (1972) şistlerin ve Demirköy çevresindeki kristalize

33 19 kireçtaşlarının Triyas, Dereköy-Armutveren evresindeki kristalize kireçtaşlarının Jura yaşlı olduklarını ileri sürmüştür. Aydın (1973)'a göre temel kristalin kayaçlar üzerine gelen şistler Triyas, kireçtaşları Jura yaşlıdır. Kireçtaşları, şistlerle ardalanma oluşturur. Bölgesel metamorfizma sonucu rekristalize olan kireçtaşları yer yer dolomitik özelliktedir. Çalışma bölgesinde tüm birimleri örten Eosen yaşlı kireçtaşı diğer birimler ile uyumsuz olarak bulunmaktadır. İstifin yaygın olduğu yörelerden biri olan Kırklareli ilinin adı bir çok araştırmacı tarafından, Eosen yaşlı resifal karbonatları içeren üye ya da formasyon adı olarak kullanılmıştır (Yurtsever, 1996). Balaban bölgesinde granitik kayaçlar bol kırık-çatlak içermekte olup, bu çatlaklar boyunca yaklaşık 0,5-3 cm kalınlığına kadar altere yüzeyler bulunmaktadır. Kayacın genelinde yeşilimsi-gri renk hakim olup, hidrotermal alterasyon göstermektedir.

34 20 Şekil 4. 1:Balaban Bölgesi (Kırklareli) nin jeoloji haritası MTA, (2002) den değiştirilerek alınmıştır Tepecik-Saray Bölgesi (İstanbul-Tekirdağ) İstanbul Yarımadası ndaki geniş alüvyonlar Kuvarterner yaşlı olup Büyükçekmece Gölü ile Küçükçekmece Gölü kuzeyindeki vadilerde uzanır. Beyaz, kirli beyaz renkli, alt seviyesi kiltaşı- kireçtaşı ardalanmalı, yeşil renkli ince katmanlı kil ara seviyeli, maktralı kireçtaşlarından oluşan Bakırköy formasyonu, ilk kez Arıç (1955) tarafından litoloji birimi olarak haritalanmıştır. Büyükçekmece Gölü nün güneybatısında Mimarsinan, Güzelce, Türkoba ve Karaağaç köyleri arasında geniş alanlarda yüzeylenen Danişment formasyonuna İstanbul Yarımadası nda Üst Oligosen-Alt Miyosen (Oktay vd.,1992), Mimarsinan ve Güzelce sahilinde Orta Miyosen yaşı

35 21 verilmiştir (Ülkümen vd.,1993). İstanbul Yarımadası nda ve Terkos Gölü çevresinde geniş alanlar kaplayan İhsaniye formasyonu, Terkos Gölü nün doğu ve batısından, güneyde Büyükçekmece ve Küçükçekmece Göllerine kadar olan alanda geniş yüzeylenmeler sunar. Trakya havzasında ve Çatalca yöresinde yapılmış çalışmalara göre, İhsaniye formasyonunun alt düzeyleri Üst Eosen; üst düzeyleri olasılı Alt Oligosen yaşındadır (Dizer vd., 1983; Yurtsever, 1996; Çağlayan ve Yurtsever, 1998). Bölgede gözlenen yaygın tektonik olaylardan dolayı granitin kataklastik dokuda bulunduğu gözlenmektedir. Yer yer temiz görünümlü granitoyit sokulumların da yer aldığı bu granitoyid kütlesi yaklaşık KD-GB konumlu faylarla sık sık kesilmektedir. Literatürde tanımlanan Çatalca fayının da etkisinde kalan birim, kataklastik deformasyon izlerini yoğun olarak taşımaktadır. Grimsi renkli, orta-iri taneli, tüm kristalli ve tanesel dokuludur. Mineralojik bileşim olarak kuvars minerallerince zengin bir kayaç olup, feldispatlardan plajiyoklazın daha baskın olduğu, koyu renkli minerallerden ise hornblend ve biyotitin yer aldığı bir kayaçtır (Yılmaz Şahin ve diğ, 2009). Çatalca dolaylarında küçük bir yüzeylenme gösteren Serves metagrovağı, Mahya şistlerinin orta-üst kısmında daha kaba taneli türbiditik seviye olarak yer alır. Üşümezsoy (1990), birimi metagrovak ve metavolkanik olarak tanımlamış, Umut vd. (1983) ise, şistler kapsamında değerlendirmiştir. Istranca Zonunun en güneydoğu ucunda yer alan Çatalca bölgesinde Prekambriyen yaşlı Çatalca metagraniti temel kayaçları içerisinde yüzeylenir (Yılmaz Şahin ve diğ, 2009).

36 22 Şekil 4. 2:Tepecik-Saray Bölgesi (İstanbul-Tekirdağ) nin jeoloji haritası MTA, (2002) den değiştirilerek alınmıştır.

37 Fıstıklı Bölgesi (Yalova) Kuzeybatı Anadolu da Fıstıklı (Yalova) civarından alınan örnekler, bölgesel jeoloji içerinde değerlendirildiğinde; bölgedeki kayaçlar beş farklı birimin olduğu görülmektedir. Bu birimler yaşlıdan gence doğru Paleozoyik yaşlı Armutlu Metamorfikleri, Alt Eosen yaşlı Esenköy Granodiyoridi, Orta Eosen yaşlı İncebel Formasyonu, Üst Eosen yaşlı Sarısu Volkanikleri ve Kuvaterner yaşlı çökellerdir (Yılmaz vd. 1995). Fıstıklı bölgesinin geneline yönelik en kapsamlı ilk çalışmayı Akartuna, (1968) gerçekleştirmiş ve granitin bugünkü sınırlarını belirlemiştir. Elmas ve Yiğitbaş (2001) a göre, Armutlu Yarımadası nın temelini oluşturan yüksek dereceli metamorfik kayaları Neoproterozoyik ofiyolitine ve bu ofiyolitle ilişkili volkanik yay birlikteliğine karşılık gelmektedir. Armutlu metamorfik topluluğunun temelinde amfibolit, hornblend-şist, metadiyabaz ve metamorfize olmuş, gnaysik dokulu löko-granit bulunmaktadır (Yılmaz vd. 1995). Bu kayaçlar topluluğun yüksek dereceli metamorfizma geçirmiş üyeleridir (Yiğitbaş ve Elmas, 2001; Robertson ve Ustaömer, 2004). Bu serinin üzerindeki klastik birimlerin yaşı hakkındaki tartışmanın sürmesi nedeniyle genel bir ifadeyle Paleozoyik olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte klastik birimler içinde en yaşlı üyenin Ordovisiyen-Silüriyen (Göncüoğlu vd. 1992) ve en genç üyenin ise Devoniyen (Yılmaz vd., 1997) olduğu araştırmalarda ileri sürülmüştür. Armutlu metamorfik topluluğu içindeki volkanoklastik kayaçların yaşı ise kesin olarak bilinememekle birlikte Paleozoyik olarak öngörülmektedir. Fıstıklı graniti kabukta sığ derinliklere kadar yükselmiş bir yüksek seviye granitik kütle niteliğindedir. (K-Ar) yöntemiyle yapılan yaş tayinlerinde granitin yaşının 34.3±0,9 milyon yıl ile 48.2±1 milyon yıl arasında sınırlandığı tespit edilmiştir (Delaloye vd., 2000). Bu elde edilen değerler daha önce Yılmaz ve diğ. (1990) tarafından öngörülen yaş ile uyuşmaktadır. Dereköy (2006) da yaptığı çalışmada granitin çarpışma sonrası granitik kayaları temsil ettiği sonucuna varmıştır. İnceleme alanında Kızderbent volkaniti bölgenin kuzeydoğu kesimlerinde yüzeylenir. Birim ilk olarak Bargu (1978) tarafından İznik-Yenişehir Bölgesinde Derbent formasyonu olarak adlandırmıştır. Armutlu Yarımadası nın ortasında, doğu-batı uzanımlı olarak genişçe bir alanda yayılım gösteren bu volkanikler daha önceleri Erendil vd. (1991) tarafından Sarısu Volkanitleri olarak adlandırılmıştır. Yılmaz vd.

38 24 (1990) bölgenin genelinde yaptıkları çalışmalarında bu birimi Kızderbent Volkanitleri olarak adlandırmışlardır. Kızderbent Volkanitleri Armutlu metamorfik topluluğu ve Sakarya Kıtası birimlerinin metamorfik eşdeğeri olan iznik metamorfik topluluğu üzerinde yer alır. Birim andezitik lav ve bu lavlarla ilişkili piroklastik birimler ile temsil olunmaktadır. Ayrıca, daha bazik bileşimli kayaçlar, andezitik lav ve piroklastik kayaları dayklar halinde kesmektedir (Genç ve Yılmaz, 1997). Volkanitlerin yaşı ilk olarak arazi çalısmaları ile bu birimin stratigrafik olarak altında yer alan fosil kayıtlarından faydalanılarak yapılmıştır. Bu çalışmalara göre volkanik topluluk Lütesiyen yaşlıdır (Akartuna, 1968; Göncüoğlu vd., 1987; Yılmaz vd.,1990). Ercan vd. (1998) araştırmalarında, volkanik topluluğun yaşını radyometrik (K-Ar) yöntemlerle belirlemişlerdir. Buna göre birim 42,0±0,8 milyon yıl (Lütesiyen-Bartoniyen) yaşlıdır. Şekil 4. 3: Fıstıklı Bölgesinin jeoloji haritası Dereköy,(2006) den değiştirilerek alınmıştır.

39 Erdek Bölgesi (Balıkesir) Kapıdağ Yarımadasında örneklerin alındığı alanda gözlenen en yaşlı birim kristalin şistlerdir. Bu birim iki granitoyid arasında yer almaktadır. Bürküt (1966) tarafından kristalin şistlerin yaşı Paleozoyik olarak olarak verilmiştir. Kapıdağ Yarımadasının batısında ve kuzeyindeki granitik kayaçlar, İhsan Ketin tarafından Batı Granit Masifi olarak 1946 yılında ilk defa adlandırılmıştır. Ketin bu birimi, granit, gnaysik granit ve gnays olarak üç gruba ayırmıştır. Sonraki çalışmalarda bu birim, Batı Granodiyorit Plutonu (Bürküt, 1966), Batı Plutonu (Sarıalioğlu,1982) ve Ocaklar Granodiyoriti (Aksoy, 1995) olarak tanımlanmıştır. Bölgenin kuzey ve batısının büyük bir kısmını kaplayan Batı Plutonu, güneyde, doğuda ve batıda Erdek Karmaşığı ile kontakt yapar. Alüvyonlar, Kapıdağ Yarımadası nda yaygın olarak gözlenen kristalin şistler ve granitlerin ayrışması sonucu kil, silt, kum boyutundaki malzemenin vadilerden akan dereler vasıtası ile kıyı kesimlere taşınıp çökelmesi sonucu oluşmuş ve kıyı kesimlerindeki düz alanları oluşturmuştur.

40 26 Şekil 4. 4: Kapıdağ Yarımadası-Erdek Bölgesinin jeoloji haritası MTA, (2002) den değiştirilerek alınmıştır Kozak- Kestanbol Bölgesi (İzmir Çanakkale)

41 27 Batı Anadolu da Kozak (Bergama) ve Kestanbol (Çanakkale) bölgelerinde yüzeylenen kayaçlardan örnekler alınmıştır. Plütonik ve volkanik kayaçlar içeren Kozak magmatik kompleksi, Batı Anadolu da yaygın olarak yüzeylenen çarpışma sonrası magmatizma ürünlerinden biridir. Batı Anadolu daki magmatizma ve magmatik kayaçlar üzerine, Ercan vd. (1984); Dora vd. (1987); Yılmaz (1988); McKenzie ve Yılmaz (1991); Güleç (1991); Seyitoğlu ve Scott (1991) ve Seyitoğlu vd. (1997) tarafından yapılmış çalışmalar bulunurken, daha lokal anlamda Kozak magmatik plütonu üzerine İzdar (1968); Akyürek ve Soysal (1983); Kaya ve Mostler (1992); Altunkaynak (1996); Altunkaynak ve Yılmaz (1995,1998, 1999) tarafından çalışmalar yapılmıştır. Güncel çalışmalarda Kozak Plütonu olarak adlandırılan (Altunkaynak, 1996; Altunkaynak, Yılmaz, 1999) birim Üst Oligosen- Alt Miyosen yaşındadır. Batı Anadolu da Ayvalık, Bergama ve Burhaniye ilçeleri arasında yer alan Kozak Dağı, KD-GB uzanımlı magmatik bir merkez ve yükselti olarak şekillenmiştir. Bu yapının güneyinde Bergama grabeni ve kuzeyinde Korucu platosu yer alır. Bu alanda birçok volkanik ve plütonik kayaçlar mostra vermektedir. Plüton, sedimanter kayaçlar tarafından çevrelenmiştir. Çanakkale- Kestanbol Bölgesinin stratigrafisine bakıldığında temeli düşük seviyeli metamorfik şistler, rekristalize kireçtaşları ve üst seviyelerde metaklastiklerden oluşan Karadağ metamorfik topluluğu oluşturur (Karacık, 1995). Karadağ metamorfik topluluğunun en alt kesimini oluşturan düşük dereceli metamorfiklerden oluşan fillat ve mikaşistler Geyikli formasyonu olarak tanımlanmıştır. Gri, yeşil ve siyahımsı renkli, yer yer 3-4 cm boya sahip K-feldispatlı andezit, trakiandezit lav ve piroklastiklerden oluşan Ezine volkanikleri Öngür (1973) tarafından tanımlanmıştır. Birim yer yer Tersiyer öncesi temel kayaçlar üzerinde gözlenir. Biga Yarımadasında Oligosen yaşlı volkanizmayada köken oluşturan genellikle granodiyoritik bileşimli sığ sokulumlar Oligosen-Erken Miyosen aralığında bölgeye yerleşmiştir. Çeşitli araştırmacılar tarafından yapılan jeokronolojik yaşlandırmalardan birimin yaşının Oligosen-Erken Miyosen olduğu tespit edilmiştir. Tez kapsamında yer alan Kestanbol granitoyidinin yaşının 28 milyon yıl (Fytikas vd., 1976) olduğu tespit edilmiştir. Kestanbol Granitoyidi ilk kez Bingöl (1968) ve daha sonra Ercan ve vd. (1984) tarafından adlandırılmıştır. Bu bölgede çalışmış birçok araştırmacı tarafından incelenen birim Andaç (1973) tarafından Kestanbol Siyeniti, Bürküt (1966) tarafından ise

42 28 Kestanbol Masifi olarak adlandırılmıştır. Bu bölgede çalışma yapan Karacık (1995) ise birimi Kestanbol Plutonu olarak adlandırmış, güncel çalışmalarda ise Kestanbol Granitoyidi olarak isimlendirilmiştir (Yılmaz-Şahin vd. 2009, 2010). En genç birim olan başlıca sarı-bej renkli killi kireçtaşı, kireçtaşı, fosilli kireçtaşından ve daha az oranda ise silttaşı, kumtaşı ve çakıltaşından oluşur. Formasyonun yaşı tartışmalıdır. Ozansoy (1973) tarafından yaşı Erken Pliyosen, Tekkaya (1974) Erken Pliyosen ortası, Becker-Platen vd, (1975) Orta-Geç Miyosen, Saka (1979) Erken Pliyosen ortası, Kaya (1986) Geç Miyosen olarak saptamıştır. Bölgede yer alan alüvyon ise akarsu yataklarında, eski çukurluklar üzerinde ve kıyı kuşaklarındaki düzlükler üzerinde gelişmiş çakıl, kum ve çamur çökelleridir.

43 29 Şekil 4. 5: Kozak Kestanbol Bölgelerinin jeoloji haritası (Dilek-Altunkaynak, 2007 den değiştirilerek alınmıştır)

44 Yaylak- Sipahi Bölgesi (Aksaray) Orta Anadolu kristalin kompleksine ait birimlerden oluşan granitoyidlerden iki farklı bölgeden örnek alınmıştır. Aksaray ve çevresinde temeli teşkil eden şist ve mermerler, Alt Palezoyik veya daha yaşlı bir denizin çökelleridir. Bu çökellerin kıvrımlanıp kırıklanmaları ve denizin bölgeden çekilmesi ile Eosene kadar devam eden uzun bir karasal dönem yaşanmıştır. Bu karasal dönemde, Üst Kretase esnasında plütonizma olaylarına bağlı olarak plütonlarla damar kayaçları oluşmuş ve şist ve mermerleri etkileyen bu kayaçlar, onların içerisine damarlar halinde yerleşip, onları kontakt metamorfizmaya uğratmıştır. Karakaya ultramafiti; gabro, gabronorit ve diyorit türü kayaçlardan oluşmuştur. Birimin Kampaniyen-Maestrihtiyen dönemindeki Bozkır ofiyolit naplarına ait ve Kretase yaşlı olduğu belirtilmiştir (Uygun, 1982), Bu plüton, diyorit, diyorit porfir, tonalit, granit, granodiyorit, monzonit ve siyenitlerden oluşmuştur. Ortaköy granitoyidi; Seymen (1981) in Baranadağ plütonuna karşılık gelmekte olup Ağaçören (Panlı) granitoyidi ve Ekecikdağ granitoyidi olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. Baranadağ plütonunun yaşı hakkında değişik görüşler vardır. Ayan (1963) Eosen, Ketin (1963), Seymen (1984), Uygun, (1982) Paleosen, Ataman (1972) Üst Kretase, Arıkan (1975) Üst Kretase-Paleosen yaşlarını vermişlerdir. Karasal dönemde, bir taraftan göl ve akarsu ortamına ait çökeller oluşurken, bir yandan volkanizma olayları gelişmiş ve Cihanbeyli formasyonu meydana gelmiştir. Birbirini takip eden birden fazla volkanizma sonucu oluşan bu kayaçlar gölsel birimlerle yer yer tedrici geçişli durumlar gösterirler. Bölgede volkanizma olaylarının son bulması, göl-akarsu ve kara ortamına ait traverten, çakıl, kum birikintileri ile alüvyon malzemelerin oluşması ve bunlara paralel olarak meydana gelen aşınma, taşınma, ayrışma ve depolama olaylarının tümü, alanın bugünkü karakterini oluşturmuştur (Kara, 2008). Çalışma alanının GB ında, dere kenarlarında çakıl, kum, ve kilden oluşan Kuvaterner yaşlı alüviyal çökeller gözlenmektedir (Atabey, 1989)

45 31 Şekil 4. 6: Aksaray Bölgesinin jeoloji haritası (MTA, 2002 den değiştirilerek alınmıştır).

46 Bulancak ve Asarcık Bölgesi (Giresun) Giresun- Ordu ili Dereli ilçesinin güneyinde yer alan Üst Kretase yaşlı Çatak Formasyonu, Batlama Deresi (Dereli Yavuzkemal), Karabulduk, Yağlıdere güneyi ve Harşit (Doğankent) çevresinde oldukça geniş bir alanda yüzeylenir. Birim çoğunlukla bazalt-andezit karakterli lav ve piroklastlardan oluşur. Yer yer birim içinde ara seviye olarak kumtaşı, tüf, marn ve kırmızı-bordo renkli kireçtaşları da izlenir. Bu volkanik kayaçlar Gri-yeşil-siyahımsı renkli yer yer masif ve sıkı dokulu, kompakt az çatlaklı ve kırıklı bir yapı sunarlar ve yer yer de hidrotermal alterasyon nedeni ile ayrışmaya uğramışlardır (Dada, 2006). Bölgesel olarak Kaçkar Granitoyidi olarak isimlendirilen granitoyidler sahilin yaklaşık 30 km güneyinde Dereli nin güneyinde mostra vermektedir. Çoğunlukla granit, granodiyorit, kuvarslı diyorit bileşiminde ve Üst Kretase yaşlıdır. (Yılmaz ve Boztuğ, 1996). Şebinkarahisar-Asarcık arasında Şebinkarahisar Kuvarssiyeniti olarak adlandırılan granit, kuvarzsiyenit bileşiminde Eosen yaşlı granitoyidler bulunmaktadır (Yılmaz vd., 2004).

47 33 Şekil 4. 7: Giresun Bulancak-Asarcık Bölgesinin jeoloji haritası (MTA, 2002 den değiştirilerek alınmıştır).

48 LABORATUVAR ARAŞTIRMALARI Keski aşınması, kazı esnasında keski ile kayaç arasında meydana gelen sürtünmenin sonucudur. Keskilerle "kayacı kesme" prensibine dayanan TBM (Tunnel Boring Machine) kazı makinalarının keski tüketimi işletme masrafları açısından önemli sorunların başında gelmektedir. Ayrıca, bu makinaların maliyeti de oldukça yüksektir. Bu yüzden, "hangi keskiyle, ne tür kayaç ekonomik olarak kazılabilir?" sorusu günümüzde hala önemini korumaktadır. Bu sorular, araştırmacıları keski aşınmasında etkin parametrelerin belirlenmesine ve bunlarla ilgili bazı değerlerin elde edilmesine yöneltmiştir (Arı, 1990). Bu araştırmada; Türkiye nin faklı bölgelerinden alınan granitlerin Fiziko-mekanik özellikleri ile Cerchar Aşınma İndeksi (CAI) arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Araştırmalara Cerchar Aşınma İndeksi (CAI) üzerine yapılan çalışmaların derlenmesi ile başlanmıştır. Bir sonraki aşamada örnek alınacak alanların jeoloji incelemesi yapılmış ve mineralojik, petrografik ve kimyasal analizler ile deneysel çalışmalarda kullanmak üzere örnekler alınmıştır. Daha sonra granitlerden laboratuvar tipi karotiyer kullanılarak standartlara uygun BX çaplı numuneler hazırlanmıştır Granitik Kayaçların Minerolojik, Petrografik ve Kimyasal Özellikleri Bir önceki bölümde jeolojik özellikleri verilen alanlardan alınan oniki farklı granit örneğinden laboratuvarda ince kesitler hazırlanarak, bunlar polarizan mikroskobunda incelenmiştir. Bu incelemeler ile granitlerin mineral bileşimleri, dokuları, mineral boyutları, minerallerin birbirleri ile ilişkileri ve ayrışma özellikleri belirlenmiştir (Tablo 4.4). Granitlerdeki ana mineralar genellikle, plajiyoklaz, ortoklaz ve kuvarslardır. Kuvars mineralleri öz şekilsiz, feldispatların ve diğer minerallerin arasını doldurur şekilde, genellikle renksiz ve temiz yüzeyli olarak gözlenmektedir. Bazı kesitlerde kuvarslar kataklazma etkisinden dolayı çatlaklı olarak bazı kesimlerde ise metamorfizma sebebi ile dalgalı sönme ve şeker dokusu göstermektedir.

49 35 Plajiyoklazlar genellikle polisentetik ikizlenmeli olarak, nadiren de çift yönde polisentetik ikizlenmeli, gri girişim renkli, prizmatik biçimli, yarı özşekilli-özşekilli gözlenmektedir. Ortoklazlar ise; prizmatik biçimli yarı özşekilli-özşekilsiz iri fenokristaller halinde, karlsbad ikizlenmeli, yer yer pertitik dokulu olarak gözlenmektedir. Plajoklazlar bazı granit örneklerinde ileri derecede pertitleşme ile yer yer mikrokline, yer yer de albite dönüşmüş olarak gözlenmektedir. Alterasyon bütün granitlerde belli ölçüde bulunmakla birlikte özellikle KB, AY, GB ve GA II kodlu granitlerde diğerlerine göre daha fazla oranda bulunmaktadır. Bu alterasyonlar neticesinde; Kırklareli-Balaban (KB) granitlerinde plajiyoklazlarda serizitleşme, Aksaray-Yaylak (AY) granitlerinde ortoklazlarda killeşme ve serizitleşme gözlenmiştir. Ayrıca Giresun-Vizon, Aksaray-Yaylak, Giresun-Asarcık Tamzara ve Aksaray- Sipahi granitlerinde opak minerallere rastlanmıştır. Granitlerin polarizan mikroskobundaki görüntüleri kullanılarak Autocad (2010) programı yardımıyla görüntü analizi yapılmıştır. Bu analizler ile granitlerin mineral oranları (Tablo 4.1) ve boyutları (Tablo 4.2) belirlenmiştir. Daha sonra bu veriler kullanılarak granitler QAP (Streckeisen, 1979) diyagramına göre sınıflandırılmıştır (Şekil 4.8). Tablo 4. 1: Granitlerin görüntü analiz sonuçlarına göre mineral içerikleri Örnek Kodu Kuvars (%) Plajiyoklaz (%) Ortaklaz (%) Biyotit (%) Amfibol (%) Ayrışmış min( %) YF 25,1 36,8 17,1 8,2 5,8 7 IT 21,1 29,9 20 3,8 2,2 23 KB 19,3 35,3 21,8 1,2 4,1 18,3 AS 28,4 33,6 21,3 7,6 4,4 4,7 AY 25,2 30,7 27,4 4,1 11,6 CK 18,9 40,4 21,7 7,2 9,9 1,9 GB 6,8 31,8 38,3 5,3 2,7 15,1 IK 21,7 37,9 21,7 9,6 8,4 0,7 GA II 5,6 37,4 39,7 2,5 14,8 GA I 29,1 29,9 19,8 12,6 6,7 1,9 BE 34, ,1 7,9 2,2 TS 5,2 33,6 16,5 0,5 44,1 4,1

50 36 Şekil 4. 8: Görüntü analiz sonuçlarına göre granitik kayaçların QAP (Streckeisen, 1979) diyagramına göre sınıflandırılması Tablo 4. 2: Görüntü analiz sonuçlarına göre granitik kayaçlardaki mineral boyları Örnek Kodu Kuvars Plajiyoklaz Ortoklaz Bioyotit Amfibol (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) TS 0,16 0,25 0,4 0,25 2,1 GA I 0,52 0,5 0,81 0,75 0,75 BE 0,75 0,58 0,9 0,7 AS 0,72 0,6 1,1 0,7 0,95 GAII 0,25 0,65 1,3 0,35 CK 0,42 0,69 1,7 0,5 0,4 KB 0,48 0,71 2,2 0,45 0,35 IT 0,42 0,75 2,2 0,7 0,8 IK 0,45 0,78 2,3 0,5 1,6 YF 0,56 0,78 2,4 0,4 1,4 AY 0,57 0,9 2,5 0,5 GB 0,35 1,2 3,1 0,4 1,3

51 37 Granitik kayaçların jeokimyasal özelliklerini belirlemek için hazırlanan örnekler İstanbul Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği, Mineroloji-Petrografi Anabilim Dalı, Numune Hazırlama Laboratuvarı nda öğütülülerek uygun boyuta getirilmiştir. Analizler Set Beton AŞ. Ambarlı Laboratuvarlarında bulunan Thermo marka Arl model XRF cihazında ICP-MS yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen ana element oksit yüzdeleri Tablo 4.3 de verilmiştir. Ayrıca kimyasal analizler sonucunda elde edilen veriler yardımıyla granitik kayaçlar Streckeisen ve Le Maitre (1979) nin Albit-Anortit Ortaklaz diyagramına göre sınıflandırılmışlardır (Şekil 4.9). Örnek Kodu SiO 2 (%) Tablo 4. 3: Granitlerin ana element oksit içerikleri Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O (%) (%) (%) (%) (%) Na 2 O (%) YF 68,94 14,85 4,34 1,49 0,87 2,71 4,63 IT 63,8 13,57 4,5 0,09 0,51 3,99 4,5 KB 66,43 15,94 5,11 1,25 1,84 3,79 4,32 AS 72,45 13,86 2,76 0,73 0,51 3,75 3,69 AY 70,22 14,86 3,8 1,05 0,66 3,97 3,79 CK 62,81 15,98 6,71 2,67 2,15 4,41 4,2 GB 57,93 16,84 7,23 2,48 1,51 5,66 3,87 IK 66,35 15,79 5,52 2,45 1,97 3,51 3,95 GA II 55,85 17,6 10,91 3,96 2,75 4,41 3,8 GA I 68,44 15,64 5,43 1,75 1,51 3,56 3,41 BE 73,19 14,8 3,34 0,96 0,61 3,33 3,89 TS 48,34 16,57 12,76 9,31 7,76 1,26 3,13

52 38 Şekil 4. 9 İncelenen granitik kayaçların Q-ANOR diyagramına (Stereckeisen ve Le Maitre, 1979) göre sınıflandırılması Bu bölümde ayrıca; Kırklareli-Balaban, İstanbul-Tepecik, Tekirdağ-Saray, Çanakkale- Kestanbol, Yalova-Fıstıklı, İzmir-Kozak, Giresun-Bulancak, Balıkesir-Erdek, Aksaray-

53 39 Yaylak ve Giresun-Asarcık Bölgelerinden alınan granitik kayaç örneklerinin makroskobik ve mikroskobik özellikleri sırası ile tanımlanmıştır Balaban Bölgesi (Kırklareli) Kırklareli ili Balaban köyü çevresinde yapılan arazi çalışmalarında yeşil renkli, ince - orta taneli granitik kayaçlar, metamorfizma etkisinden dolayı metagranit olarak tanımlanmıştır. Bu kayaç Streckeisen, (1979) sınıflmasına göre monzogranit (Şekil 4.8), Streckeisen ve Le Maitre (1979) sınıflmasına göre de granit olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4.9). Granitin dokusal olarak incelenmesi sonucunda blastohologranüler dokuya sahip olduğu görülmektedir. Mineral bileşimi olarak kuvars, ortoklaz, plajiyoklaz ve amfibolden (hornblend) oluşmaktadır. Tali mineral olarak ise epidot, sfen ve opak mineral içermektedir (Şekil 4.12). İkincil mineral olarak muskovit ve klorit içermektedir. Feldspatlarda killeşme, serizitleşme ve kloritleşme gözlenmiştir. Kesitte görülen plajiyoklazlar son derece ayrışmış ve ayrışma yüzeyi tamamen serizitleşmiş hatta muskovite dönüşmüştür. Ortoklazlarda ise pertitleşme görülmektedir. Metamorfizma sebebi ile koyu renkli minerallerce belirginleşen yönlü doku- gnays dokusu oluşmuştur. Düşük dereceli metamorfizmayı gösteren bir diğer özellik ise, metamorfizma sonucu oluşan yeşil renkli mineraller (muskovit, epidot, klorit) ile kataklastik dokudur (Şekil 4.10). Görüntü analizi sonuçlarına göre kuvars içeriğinin % arasında, boyutunun ortalama 0,5 mm olduğu (Tablo 4.1), feldispat içeriğinin ise % arasında, boyutunun 0,71mm ile 2,2 mm arasında değiştiği bulunmuştur (Tablo 4.2).

54 40 Şekil 4. 10: Kırklareli-Balaban dan alınan granit örneğindeki plajiyoklaz (Pl) epidotlaşma (Ep) ve kataklastik dokunun genel görünümü (Çift Nikol, 25X) Tepecik Bölgesi (İstanbul) İstanbul ili Çatalca ilçesi Tepecik bölgesinde yapılan saha çalışmalarında granitik gnays olarak tanımlanan kayaç ince kesit çalışmalarında metagranit olarak tanımlanmıştır. İnce orta taneli, holokristalin tanesel dokulu olan granit Streckeisen, (1979) sınıflamasında monzogranit (Şekil 4.8), Streckeisen ve Le Maitre (1979) sınıflmasına göre ise Alkali Feldispat Granit olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4.9). Granitin dokusal olarak incelenmesi sonucunda holokristalen tanesel dokuya sahip olduğu görülmektedir. Çatalca metagraniti mineralojik bileşim olarak ortoklaz, kuvars, plajiyoklaz ve biyotit minerali içermekte olup, ayrışma sonucu klorit gelişmiştir (Şekil 4.14). Bununla birlikte ayrışmaya uğramış mineral oranının da oldukça fazla olduğu görülmektedir.

55 41 Kuvars mineralleri diğer minerallerin arasını doldurur şekilde, öz şekilsiz, temiz yüzeyli olarak gözlenmektedirler. Metamorfizma göstergesi olan kuvarslar da dalgalı sönme özelliği görülmektedir. Klorit ve biyotit gibi mafik mineraller de ise yönlenme görülmektedir. Feldispat minerallerinden plajiyoklazlar, orta-iri taneli, çubuğumsuprizmatik biçimli yarı-özşekilli-özşekilli kristaller halinde olup, polisentetik ikizlenme göstermektedirler. Ortoklazlar ise yarı özşekilli- özşekilsiz iri fenokristaller halinde, karlsbad ikizlenmeli, yer yer albitleşmiş olarak gözlenmektedir. Feldispatlarda serizitleşme ve killeşme türü ayrışmaya rastlanılmaktadır. (Şekil 4.11) Görüntü analizi sonuçlarına göre kuvars içeriğinin % arasında, boyutunun ortalama 0,54 mm olduğu (Tablo 4.1), feldispat içeriğinin ise % arasında, boyutunun 0,75 mm ile 2,2 mm arasında değiştiği bulunmuştur (Tablo 4.2). Şekil 4. 11: Kataklastik doku gösteren Tepecik kataklastik granitinin polarizan mikroskoptaki görüntüsü (plj: plajioklas, ku: kuvars) (Çift Nikol, 25X)

56 Saray Bölgesi (Tekirdağ) Tekirdağ ili, Saray ilçesinin doğusunda yapılan arazi çalışmalarında granitik kayaçlar amfibollü gnays olarak tanımlanmıştır. Örnek, Streckeisen, (1979) sınıflandırmasına göre monzodiyorit (Şekil 4.8), Streckeisen ve Le Maitre (1979) sınıflmasına göre de monzodiyorit olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4.9). İnce kesit çalışmalarında ince taneli milonitik bir dokuya sahip olduğu gözlenen Saray Monzodiyoritin kuvars mineralleri özşekilsiz olarak, feldispat ve diğer minerallerin arasını doldurur şekilde gözlenmiştir (Şekil 4.12). Genellikle kataklazma etkisinden dolayı çatlaklı ve öz şekilsizdir. Ortoklaz mineralleri çok yaygın olarak pertitleşme göstermektedir. Plajiyoklaz mineralleri tüm feldispatllar içerisinde ortoklazdan az bulunmaktadır. Plajiyoklazlarda da serizitleşme ve pertitleşme görülmektedir. İkincil mineral olarak amfibol bol miktarda bulunmaktadır. Bu kayaç üzerinde yapılan görüntü analizi sonuçlarına göre kuvars içeriğinin % 5-6 arasında, boyutunun ortalama 0,16 mm olduğu (Tablo 4.1), feldispat içeriğinin ise % arasında, boyutunun 0,25 mm ile 0,4 mm arasında değiştiği bulunmuştur (Tablo 4.2).

57 43 Şekil 4. 12: Saray monzodiyoritindeki milonitik doku ve plajiyoklazlardaki serizitleşmenin genel görünümü (Q: kuvars, Pl: plajiyoklaz, Amp: amfibol ) (Çift Nikol, 25X) Fıstıklı Bölgesi (Yalova) Yalova ili, Armutlu Yarımadası, Fıstıklı Köyü bölgesinden alınan granitler el örneği olarak incelendiğinde granodiyorit olarak tanımlanmış olup, ince kesit incelemeleri de bunu destekler niteliktedir. İncelenen örnek Streckeisen, (1979) a göre granodiyorit (Şekil 4.8), Streckeisen ve Le Maitre (1979) a göre ise yine granodiyorit olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4.9 ). Örneğin ince kesit çalışmalarında orta-iri taneli holokristelen dokuya sahip olduğu gözlenmiştir. Kuvars, plajiyoklaz ve ortoklaz bol miktarda görülürken, mafik minerallerden ise amfibol görülmektedir. Ortoklazlar yarı özşekilli-özşekilsiz, gri ve tonlarında killeşme gösteren toprağımsı görünümdedirler. Plajiyoklazlar genellikle polisentetik ikizlenmeli olarak, gri girişim

58 44 renkli, prizmatik biçimli, yarı özşekilli-özşekillidir (Şekil 4.16). Oluşan kloritleşme ve serizitleşme minerallerin tamamını etkilemediği için bu duruma zayıf hidrotermal alterasyon sebep olduğu düşünülmektedir. İncelenen örnek üzerinde yapılan görüntü analizi sonuçlarına göre kuvars içeriğinin % arasında, boyutunun ortalama 0,56 mm olduğu (Tablo 4.1), feldispat içeriğinin ise % arasında, boyutunun 0,78 mm ile 2,4 mm arsında değiştiği saptanmıştır (Tablo 4.2). Şekil 4. 13: Fıstıklı granodiyoritinin genel görünümü ( Pl: plajiyoklaz, Q: kuvars, Amp: amfibol) (Çift Nikol, 10X)

59 Erdek Bölgesi (Balıkesir) Balıkesir ili, Erdek ilçesi, Ocaklar bölgesinde yapılan arazi çalışmasında kayaç granit olarak tanımlanmış olup, ince kesit olarak incelendiğinde Streckeisen (1976) a göre granit olduğu tespit edilmiştir. Örnek, Streckeisen (1979), a göre monzogranit/ granodiyorit (Şekil 4.8), Streckeisen ve Le Maitre (1979) a göre de granit olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4.9). Polarizan mikroskobunda yapılan incelemelerde örneğin, ince-orta taneli holokristalen bir dokuya sahip olduğu, açık renkli mineral olarak kuvars, plajiyoklaz ve ortoklaz, koyu renkli mineral olarak ise biyotit içermektedir. Örnekteki plajiyoklaz mineralleri ortoklazdan fazladır. Plajiyoklazlar genellikle polisentetik ikizlenmeli olarak, gri girişim renkli, prizmatik biçimli, yarı özşekilliözşekilli gözlenmektedir. Az miktarda serizitleşme vardır (Şekil 4.14). Ayrıca plajiyoklazların albitçe zengin kısımlarında muskovit oluşumları izlenmektedir. Kuvarslar öz şekilsiz ve diğer minerallerin arasındaki boşlukları doldurur şekilde bulunmaktadır. Genellikle renksiz ve temiz yüzeyli olarak gözlenmektedir. Feldspatlarda kloritleşme türü ayrışmlar ile killeşme görülmesi hidrotermal alterasyona uğradığını düşündürmektedir. İncelenen granit örneği üzerinde yapılan görüntü analizi sonuçlarına göre kuvars içeriğinin % arasında, boyutunun ortalama 0,37 mm olduğu (Tablo 4.1), feldispat içeriğinin ise % arasında, boyutunun 0,58 mm ile 0,9 mm arasında değiştiği bulunmuştur (Tablo 4.2).

60 46 Şekil 4. 14: Erdek granitinin mikroskopta genel görünümü (Q: kuvars, Pl: plajiyoklaz, Bt: biyotit, ) (Çift Nikol, 25X) Kestanbol Bölgesi (Çanakkale) Çanakkale ili, Ezine ilçesi Kestanbol bölgesinde sahada yapılan gözlemlerde granitik kayaçlar kuvarsmonzonit olarak tanımlanmıştır. Kuvars, plajiyoklaz ve ortoklazlar el örneklerinde kolayca ayırt edilebilmektedir. Ayrıca granitler orta-iri taneli bir görünüme sahiptir. Bu kayaçlarda hazırlanan ince kesitler üzerinde görüntü analizi ile yapılan çalışmada kuvarsmonzonit olarak tanımlanmıştır. Aynı örnek Streckeisen, (1979) sınıflamasına göre ise monzogranit/ granodiyorit (Şekil 4.8), Streckeisen ve Le Maitre (1979) sınıflamasına göre ise kuvarsmonzonit olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4.9) Granit holokristalin tanesel, tüm kristalli kısmen monzonitik dokuya sahiptir. Açık renkli mineral olarak ortoklaz, plajiyoklaz ve kuvars, koyu renkli mineral olarak ise hornblend ve biyotit içermektedir. Ortoklazlar iri kristalli, yarı özşekilli- özşekilsiz, gri ve tonlarında ancak killeşme gösterenler toprağımsı görünümdedirler. İnce kesitte ortoklazlar büyük kristaller halinde görülmekle birlikte plajiyoklaz, biyotit ve amfiboller

61 47 bu mineraller içerisinde kapanım olarak bulunmakta ve monzonitik bir dokuyu oluşturmaktadır (Şekil 4.15). Bununla birlikte az miktarda bulunan kuvars mineralleri diğer mineraller arasındaki boşluğu doldurmaktadır. Tali mineral olarak ise titanit ve opak mineraller içermektedir. Örneğin ince kesit fotoğrafı üzerinde yapılan görüntü analizi sonuçlarına göre kuvars içeriğinin % arasında, boyutunun ortalama 0,46 mm olduğu (Tablo 4.1), feldispat içeriğinin ise % arasında, boyutunun 0,69 mm ile 1,7 mm arasında değiştiği gözlenmiştir. (Tablo 4.2). Şekil 4. 15: Kestanbol graniti içindeki monzonitik dokunun genel görünümü (Or: ortoklaz, Pl: plajiyoklaz, Bt: biyotit, OM: opak mineral) (Çift Nikol, 25X)

62 Kozak Bölgesi (İzmir) İzmir ili, Bergama ilçesi, Kozak Yaylası bölgesinde yapılan saha çalışmalarında kayaç granodiyorit olarak adlandırılmıştır. Yapılan ince kesit incelendiğinde de Streckeisen (1976) a göre granodiyorit olduğu tespit edilmiştir. Aynı örnekler (Streckeisen, 1979) ve (Streckeisen ve Le Maitre 1979) sınıflamasına göre granodiyorit olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4.8-Şekil 4.9). Granodiyoritin mikroskop incelemesinde tüm kristalli, yarı öz şekilli ve holokristaklen doku görülmektedir. Örnek içerisinde açık renkli mineral olarak; plajiyoklaz, kuvars ve ortoklaz, mafik mineral olarak ise hornblend ve biyotit bulunmaktadır (Şekil 4.19). Ortoklazlar içindeki kuvarslar grafik dokunun oluşmasına neden olmuştur. Biyotit mineralleri kızılımsı-kahve renkli, sarıdan-koyu kahverengiye kuvvetli pleokroyizma gösteren, yarı özşekilli-özşekilli, levhamsı biçimde gözlenmektedir. Bununla birlikte bazı biyotitlerin içinde zirkon bulunmaktadır. Ortoklazlarda killeşme, plajiyoklazlarda ise killeşme ve serizitleşme görülmektedir. Granit içerisinde tali mineral olarak sfen, zirkon ve apatit bulunmaktadır. Ayrıca bol miktarda opak mineral ve pirite de rastlanmıştır. Görüntü analizi sonuçlarına göre incelenen örnekteki kuvars içeriğinin % arasında, boyutunun ortalama 0,55 mm olduğu (Tablo 4.1), feldispat içeriğinin ise % arasında, boyutunun 0,78 mm ile 2,3 mm arasında değiştiği bulunmuştur (Tablo 4.2).

63 49 Şekil 4. 16: Kozak granodiyoritinin polarizan mikroskobundaki görüntüsü ( Or: Ortaklaz, Pl: plajiyoklaz, Bt: biyotit, Q: kuvars) (Çift Nikol, 25X) Bulancak Bölgesi (Giresun) Giresun ili, Bulancak ilçesi, Kovanlık bölgesinde yapılan arazi çalışmalarında kayaç siyenit ya da monzonit olarak adlandırılmıştır. İnce kesit olarak incelendiğinde alterasyondan dolayı altere granitoyid olarak adlandırılmıştır. Streckeisen (1979) sınıflandırmasına göre kuvarsmonzonit (Şekil 4.8), Streckeisen ve Le Maitre (1979) sınıflamasına göre ise kuvarssiyenit olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4.9). Granitin dokusal olarak incelenmesi sonucunda holokristalen dokuya sahip olduğu belirlenmiştir. İncelenen örnekte mineral bileşimi açısından ağırlıklı olarak ortoklaz, plajiyoklaz ve az miktarda kuvarsa rastlanmıştır (Şekil 17). Koyu renkli mineral olarak ise hornblend ve biyotit içerir. Hornblend minerallerinde kısmen biyotite dönüşüm gözlenmektedir. İkincil mineral olarak klorit, zirkon ve titanit, tali mineral olarak da epidot içermektedir (Şekil 18). Ortoklazlarda killeşme, ortoklaz plajiyoklaz sınırında ise albitleşme, plajiyoklazlarda killeşme ve serizitleşme görülmüştür. Örnek öz şekilli, tüm

64 50 kristalli, ince-orta taneli bir dokuya sahiptir. Hidrotermal alterasyon sebebi ile epidotlaşma, serizitleşme ve killeşme gelişmiştir. Görüntü analizi sonuçlarına göre incelenen örnekteki kuvars içeriğinin % 6-7 arasında, boyutunun ise ortalama 0,7 mm olduğu (Tablo 4.1), feldispat içeriğinin ise % arasında, boyutunun 1,2 mm ile 3,1 mm arasında değiştiği bulunmuştur (Tablo 4.2). Şekil 4. 17: Bulancak kuvars monzonitinin polarizan mikroskobundaki genel görüntüsü (Amp: amfibol, Q: kuvars, Pl: plajiyoklaz, Or: ortaklaz, OM: opak mineral) (Çift Nikol, 25X)

65 51 Şekil 4. 18: Bulancak kuvars monzonitinin polarizan mikroskobundaki genel görüntüsü (Zrn: zirkon, Ttn: titan, OM: opak mineral) (Çift Nikol, 25X) Yaylak Bölgesi (Aksaray ) Aksaray ili, Sarıyahşi ilçesi, Yaylak köyü bölgesinde yapılan saha çalışmasında kayaç el örneği olarak incelendiğinde Streckeisen (1976) a göre granit olarak adlandırılmıştır. Polarizan mikroskobunda yapılan incelemelere göre de granit olarak adlandırılmıştır. Streckeisen, (1979) sınıflamasına göre monzogranit (Şekil 4.8), Streckeisen ve Le Maitre (1979) sınıflandırmalarına göre ise granit olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4.9). Yaylak granitleri orta taneli, holokristalin tanesel dokulu bir kayaçtır. Minerolojik bileşim olarak plajiyoklaz, kuvars, ortoklaz, biyotit ve az miktarda amfibolden oluşmaktadır. Kuvarslar, grimsi rengi ile plajiyoklazlar, prizmatik şeklindeki görünümleri ile ortoklazlar ve siyah renkleri ile biyotitler rahatça ayırt edilebilmektedir (Şekil 4.19). Bununla birlikte opak mineral miktarı da oldukça fazladır. Amfibollerde ve biyotitlerde az miktarda kloritleşme görülmektedir. Ayrıca tali mineral olarak bulunmasına karşın zirkon miktarı da oldukça fazladır. Ortoklazlarda killeşme ve

66 52 serizitleşme, plajiyoklazlarda ise serizitleşme görülür. Bununla birlikte plajiyoklazlarda ortoklazlara göre daha az miktarda killeşme görülmektedir. İncelenen örnek üzerinde yapılan görüntü analizi sonuçlarına göre, kuvars içeriğinin % arasında, boyutunun ortalama 0,67 mm olduğu (Tablo 4.1), feldispat içeriğinin ise % arasında, boyutunun 0,9 mm ile 2,5 mm arasında değiştiği bulunmuştur (Tablo 4.2). Şekil 4. 19: Yaylak granitinin polarizan mikroskobundaki genel görüntüsü ( Q: kuvars, Pl: plajiyoklaz, Bt: biyotit, OM: opak mineral) (Çift Nikol, 25X) Sipahi Bölgesi (Aksaray) Aksaray ili, Sarıyahşi ilçesi, Sipahi köyü bölgesinde yapılan saha çalışmasında kayaç el örneği olarak incelendiğinde Streckeisen (1976) a göre granit olarak adlandırılmıştır. Yapılan ince kesit polarizan mikroskobunda incelendiğinde de granit olarak tanımlanmıştır. Streckeisen (1979) sınıflamasına göre monzogranit (Şekil 4.8),

67 53 Streckeisen ve Le Maitre (1979) sınıflamalarına göre granit olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4.9). Granitin holokristalen tanesel dokuya sahip olduğu belirlenmiştir. Örnek saydam kuvarslar, beyazımsı-grimsi renkli levha şekilli ortoklazlar, grimsi-beyaz girişim renkli plajiyoklazlar ve koyu renkli biyotitler içerir (Şekil 4.20). Ortoklazlarda killeşmenin yanı sıra, plajiyoklazların kalsik kesimlerinde epidotlaşma, biyotitlerde ise epidotlaşma türü bozunmalar izlenmiştir. Tali bileşen olarak apatit, titanit, zirkon ve opak minerale rastlanmıştır. İkincil mineral olarak ise epidot ve klorit içermektedir. İncelenen örnekler üzerinde yapılan görüntü analizi sonuçlarına göre kuvars içeriğinin % 5-6 arasında, boyutunun ortalama 0,4 mm olduğu (Tablo 4.1), feldispat içeriğinin ise % arasında, boyutunun 0,6 mm ile 1,1 mm arasında değiştiği saptanmıştır (Tablo 4.2). Şekil 4. 20: Sipahi granitlerinin polarizan mikroskobundaki genel görüntüsü (Q: kuvars, Or: ortaklaz, Bt: biyotit, Chl: klorit, Pl: plajoklaz) (Çift Nikol 25X)

68 Asarcık Tamzara Bölgesi (Giresun) Giresun ili, Asarcık ilçesi, Tamzara bölgesinde yapılan saha çalışmasında kayaç el örneği olarak incelendiğinde kuvars monzonit olarak adlandırılmıştır. Aynı örnek polarizan mikroskobunda incelendiğinde Streckeisen (1976) a göre granit olarak tanımlanmıştır. Streckeisen, (1979) sınıflamasına göre monzogranit (Şekil 4.8), Streckeisen ve Le Maitre (1979) sınıflamalarına göre de granit/granodiyorit olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4.9). Tamzara granitleri orta taneli, holokristalin tanesel dokulu bir kayaçtır. Mineralojik bileşim olarak plajiyoklaz, kuvars, ortoklaz ve biyotit den oluşmaktadır. Kuvarslar, grimsi rengi ile plajiyoklazlar, prizmatik şeklindeki görünümleri ile ortoklazlar ve siyah renkleri ile biyotitlerden rahatça ayırt edilebilmektedir (Şekil 4.21). Opak mineral miktarı da oldukça fazladır. Amfibollerde ve biyotitlerde az miktarda kloritleşme görülmüştür. Ayrıca tali mineral olarak zirkon içermektedir. Ortoklazlarda killeşme ve serizitleşme, plajiyoklazlarda ise serizitleşme görülmüştür. Bununla birlikte plajiyoklazlarda ortoklazlara göre daha az miktarda killeşme görülmektedir. İncelenen örnek üzerinde yapılan görüntü analizi sonuçlarına göre kuvars içeriğinin % arasında, boyutunun ortalama 0,33 mm olduğu (Tablo 4.2.2), feldispat içeriğinin ise % arasında, boyutunun 0,5 mm ile 0,81 mm arasında değiştiği bulunmuştur (Tablo 4.2.1).

69 55 Şekil 4. 21: Tamzara granitinin polarizan mikroskobundaki genel görüntüsü ( Q: kuvars, Pl: plajiyoklaz, Bt: biyotit, Or: ortaklaz) (Çift Nikol, 25X) Asarcık Tamdere Bölgesi (Giresun) Giresun ili, Asarcık ilçesi, Tamdere bölgesinde yapılan arazi çalışmlarında kayaç monzodiyorit olarak adlandırılmıştır. Aynı örnek polarizan mikroskobunda incelendiğinde alterasyondan dolayı altere monzodiyorit olarak adlandırılmıştır. Streckeisen (1979) sınıflamasına göre kuvarsmonzonit (Şekil 4.8), Streckeisen ve Le Maitre (1979) sınıflamasına göre de yine kuvarsmonzonit olarak sınıflandırılmıştır (Şekil 4.9). Granit holokristalen tanesel dokuya sahiptir. Mineral bileşimi açısından ağırlıklı olarak ortoklaz, plajiyoklaz ve az miktarda kuvars içermektedir. Koyu renkli mineral olarak hornblend ve biyotit içerir. Hornblend minerallerinde kısmen biyotite dönüşüm gözlenmektedir. İkincil mineral olarak klorit, zirkon, titanit, tali mineral olarak da epidot içermektedir (Şekil 22). Ortoklazlarda killeşme, ortoklaz plajiyoklaz sınırında ise albitleşme, plajiyoklazlarda killeşme ve serizitleşme görülmektedir. Örnek öz şekilli,

70 56 tüm kristalli, ince- orta taneli bir dokuya sahiptir. Hidrotermal alterasyon sebebi ile epidotlaşma, serizitleşme ve killeşme gelişmiştir. İncelenen örnekler üzerinde yapılan görüntü analizi sonuçlarına göre kuvars içeriğinin % 5-6 arasında, boyutunun ortalama 0,42 mm olduğu (Tablo 4.1), feldispat içeriğinin ise % arasında, boyutunun 0,65 mm ile 1,3 mm arasında değiştiği bulunmuştur (Tablo 4.2). Şekil 4. 22: Tamdere kuvars monzonitinin polarizan mikroskobundaki genel görüntüsü (bi: biyotit, q: kuvars, plj: plajiyoklaz, or: ortaklaz, amf: amfibol, op: opak mineral ) (Çift Nikol, 25X)

71 57 Tablo 4. 4: Granitik kayaçların alındığı bölgeler ile doku, mineralojik bileşim, ayrışma durumları ve sınıflandırılmaları 1: Erkan (2006) 2: Streckeisen ve Le Maitre (1979) 3: Streckeisen (1979)

72 Granitik Kayaçların Mühendislik Özellikleri Türkiye nin farklı bölgelerinden getirilen granitik bloklardan İstanbul Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Numune Hazırlama Laboratuvarında BX çaplı karotlar hazırlanmış ve karot başları düzeltilerek deneylere hazır hale getirilmiştir (Şekil 4.23). Şekil 4. 23: Deneysel çalışmalar için hazırlanmış karot numuneleri Fiziksel ve Mekanik Özellikler Örnekler üzerinde fiziko-mekanik deneyler İstanbul Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Doğal Yapı Malzemeleri Laboratuvarında yapılmıştır.

73 Özgül Ağırlık Özgül ağırlık deneyi TS 699 (1987) standardına uygun olarak yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar Tablo 4.5 de sunulmuştur. Tablo 4. 5: Granitlerin özgül ağırlık değerleri G s (özgül ağırlık) En düşük En yüksek Ortalama Standart Sapma YF 2,640 2,689 2,664 0,06 IT 2,647 2,696 2,671 0,05 KB 2,627 2,676 2,651 0,06 AS 2,633 2,682 2,657 0,05 AY 2,599 2,648 2,623 0,07 CK 2,625 2,674 2,649 0,05 GB 2,629 2,678 2,653 0,06 IK 2,634 2,683 2,658 0,06 GA II 2,612 2,661 2,636 0,06 GA I 2,653 2,702 2,677 0,05 BE 2,628 2,677 2,652 0,06 TS 2,732 2,781 2,756 0,06 Deney sonuçları değerlendirilecek olursa, en düşük özgül ağırlık değeri ortalama 2,623 ile Aksaray Yaylak granitine aittir. En yüksek özgül ağırlık değeri ise ortalama 2,756 olan Tekirdağ Saray monzodiyoritine aittir Kuru Birim Ağırlık TS 699 (1987) göre en az 5 silindirik numune üzerinde gerçekleştirilen kuru birim ağırlık deney sonuçları aşağıdaki tabloda sunulmuştur (Tablo 4.6). Deney sonuçları değerlendirilecek olursa, en düşük kuru birim ağırlığı 26,64 kn/m 3 ile İstanbul Tepecik granitine aittir. Bu örnekte en düşük kuru birim ağırlık çıkmasında ayrışmış mineral içeriğinin diğerlerine göre daha fazla olmasıdır (Tablo 4.1). En

74 60 yüksek kuru birim ağırlık ise 26,94 kn/m 3 ile Tekirdağ Saray monzodiyoritine aittir. Bu örnekteki amfibol içeriğinin diğer granitlere göre daha fazla olması kuru birim ağırlık değerinin diğerlerine oranla yüksek çıkmasına neden olmuştur (Tablo 4.1). Tablo 4. 6: İncelenen örneklere ait kuru birim ağırlık değerleri. γ d (kn/m 3 ) En düşük En yüksek Ortalama Standart Sapma YF 26,31 26,71 26,57 0,18 IT 26,24 26,84 26,64 0,48 KB 26,58 26,88 26,68 0,52 AS 25,92 26,32 26,26 0,16 AY 26,62 26,72 26,54 0,35 CK 26,24 26,64 26,52 0,24 GB 26,66 27,16 26,81 0,95 IK 26,34 26,54 26,42 0,47 GA II 26,21 26,61 26,57 0,32 GA I 26,34 26,84 26,61 0,14 BE 25,81 26,31 26,14 0,98 TS 26,75 27,25 26,94 0, Atmosfer Basıncında Su Emme TS EN (2009) de belirtilen yönteme göre gerçekleştirilen atmosfer basıncında su emme deney sonuçları Tablo 4. 7 de sunulmuştur. Buna göre % 0,56 ile en yüksek değer İstanbul Tepecik granit numunesine, en düşük değer ise Tekirdağ Saray monzodiyoriti aittir Toplam Gözeneklilik (Porozite) Toplam porozite değerleri TS EN 1936 (2009) da belirtilen yöntemle hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar Tablo 4.8 de verilmiştir. Deney sonuçlarına göre ortalama toplam porozitesi en yüksek olan örnek % 1,2 ile İstanbul Tepecik granitidir. En düşük

75 61 ortalama toplam porozite ise %0,42 ile Giresun Asarcık Tamzara granitine aittir. Tablo 4. 7: İncelenen örneklerin atmosfer basıncında su emme değerleri. w a (%) En düşük (%) En yüksek (%) Ortalama (%) Standart Sapma YF 0,31 0,36 0,34 0,026 IT 0,52 0,60 0,56 0,045 KB 0,18 0,22 0,19 0,022 AS 0,35 0,42 0,39 0,015 AY 0,22 0,25 0,23 0,035 CK 0,33 0,45 0,39 0,034 GB 0,24 0,32 0,28 0,032 IK 0,35 0,41 0,38 0,022 GA II 0,24 0,29 0,26 0,033 GA I 0,18 0,27 0,22 0,018 BE 0,31 0,33 0,32 0,016 TS 0,16 0,17 0,17 0,011 Tablo 4. 8: İncelenen örneklere ait toplam porozite değerleri n t (%) En düşük (%) En yüksek (%) Ortalama (%) Standart Sapma YF 0,65 1,14 0,89 0,036 IT 0,96 1,45 1,20 0,025 KB 0,60 1,09 0,84 0,012 AS 0,73 1,22 0,97 0,025 AY 0,52 1,01 0,76 0,045 CK 0,75 1,24 0,99 0,034 GB 0,48 0,97 0,72 0,022 IK 0,66 1,15 0,90 0,033 GA II 0,41 0,90 0,65 0,026 GA I 0,18 0,67 0,42 0,046 BE 0,21 0,70 0,45 0,045 TS 0,28 0,77 0,52 0,041

76 Schmidt Çekici Sertlik İndeksi Deney ISRM (1981) e göre yapılmıştır. Schmidt çekici sertlik indeksi için blok numuneler üzerinde N tipi schmidt çekici kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar Tablo 4.9 da sunulmuştur. Deney sonuçlarına göre İstanbul Tepecik graniti ortalama 50 Schmidt sertliği ile en düşük dayanımı vermiştir. Buna karşın kuvars içeriği en yüksek olan Balıkesir Erdek granitinin Schmidt çekici sertlik indeksi ortalama tir. Tablo 4. 9: İncelenen örneklere ait Schmidt çekici sertlik indeksi değerleri SHV (schmidt sertlik değeri) En düşük En yüksek Ortalama Standart Sapma YF 51,18 73,14 61,60 8,09 IT 39,58 61,54 50,00 9,11 KB 53,38 75,34 63,80 7,45 AS 54,08 76,04 64,50 11,24 AY 49,23 71,19 59,65 8,05 CK 51,24 73,20 61,66 9,85 GB 41,58 63,54 52,00 7,98 IK 48,78 70,74 59,20 8,63 GA II 48,30 70,26 58,72 9,21 GA I 50,58 72,54 61,00 8,87 BE 58,83 80,79 69,25 8,17 TS 38,38 60,34 48,80 9, Shore Sertliği Shore sertlik deneyi İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Kaya Mekaniği Laboratuvarın da bulunan shore sertlik aleti ile ISRM (1981b) e uygun olarak yapılmıştır. Deney sonuçları Tablo 4.10 da sunulmuştur. Deney sonuçlarına göre İzmir Kozak granodiyoriti ortalama 74,8 ile en düşük sertliğe sahiptir. Buna karşın kuvars içeriği en yüksek olan Balıkesir Erdek graniti ortalama 95,5 ile en yüksek sertliğe sahiptir.

77 63 Tablo 4. 10: İncelenen örneklere ait Shore sertlik değerleri SH (shore sertliği) En düşük En yüksek Ortalama Standart Sapma YF 73,2 97,5 86,0 7,98 IT 65,7 90,0 78,5 8,95 KB 72,1 96,4 84,9 8,54 AS 73,5 97,8 86,3 9,35 AY 69,2 93,5 82,0 9,47 CK 70,8 95,1 83,6 9,85 GB 66,7 91,0 79,5 7,98 IK 62,0 86,3 74,8 8,32 GA II 64,1 88,4 76,9 9,21 GA I 69,4 93,7 82,2 8,87 BE 82,7 107,0 95,5 8,17 TS 71,8 96,1 84,6 8, P dalga Hızı P dalga hızı deneyi ISRM (1981) tarafından önerilen yöntem esas alınarak en az 5 adet karot örneği üzerinde gerçekleştirilmiş olup, deney sonuçları Tablo 4.11 sunulmuştur. Bu sonuçlara göre; kuru halde en yüksek P dalga hızı 5,704 km/sn ile Tekirdağ Saray monzodiyoritine, en düşük P dalga hızı ise 3,79 km/sn ile Aksaray Yaylak granitine aittir Pürüzlülük ve Dalgalılık Değerleri Yüzey pürüzlülüğü, kullanılan üretim yöntemleriyle ve/veya diğer etkilerle ortaya çıkan, alışılmış tarzda başka düzensizlikler ile sınırlı olan oldukça küçük aralıklı yüzey düzensizlikleridir (TS 6956/ 2004). Şekil 4.24 de görülebileceği gibi mikro anlamda ikincil düzensizlikler pürüzlülüğü, makro anlamda ise birincil düzensizlikler dalgalılığı ifade etmektedir (Demir, 2007). Yüzey pürüzlülükleri, kullanılan üretim yöntemine göre gözle görülebilir veya elle hissedilebilir olabileceği gibi, hassas elektronik cihazlarla ölçülebilecek büyüklüklerde de olabilir (İlter vd., 2002).

78 64 Tablo 4. 11: İncelenen örneklere ait P dalga hızı değerleri Vp (km/sn) En düşük En yüksek Ortalama Standart Sapma YF 4,287 5,426 4,910 0,42 IT 3,200 4,339 3,823 0,38 KB 3,886 5,025 4,509 0,64 AS 3,654 4,793 4,277 0,35 AY 3,167 4,306 3,790 0,48 CK 3,824 4,963 4,447 0,51 GB 3,703 4,842 4,326 0,37 IK 3,799 4,938 4,422 0,41 GAII 4,078 5,217 4,701 0,42 GA I 4,028 5,167 4,651 0,58 BE 4,853 5,992 5,476 0,51 TS 5,081 6,220 5,704 0,41 Şekil 4. 24: Pürüzlülük ve dalgalılığın genel yapısına ait görüntü. Pürüzlülük ve dalgalılık değerlerini bulmak için İstanbul Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Doğal Yapı Malzemeleri Laboratuvarı nda bulunan Taylor Hobson marka Formtalysurf model cihaz kullanılmıştır (Şekil 4.25). Granit örneklerin yüzey pürüzlülüğü ve dalgalılığı iki farklı yöntemle hazırlanmış numuneler üzerinde ölçülmüştür. Birinci grup numuneler de dairesel testere kesme cihazı kullanılmış, sabit hız ve aynı testere kullanılarak benzer yüzeyler elde edilmeye

79 65 çalışılmıştır. İkinci grup numunlerde ise çekiç kullanılarak numuneler kırılmış ve taze yüzeyler elde edilmiştir. Bu yüzeyler üzerinde pürüzlülük ve dalgalılık ölçümleri yapılmıştır. Şekil 4. 25: Taylor Hobson marka Formtalysurf 50 model cihaz Yüzey pürüzlülüğünü ve dalgalılığını ifade etmek için birçok parametre bulunmaktadır. Tez çalışması esnasında bunlardan Ra, Wa ve Wshc parametreleri kullanılmıştır. Ra: Ortalama pürüzlülük değerini Wa: Ortalama dalgalılık değerini Wshc: Toplam dalgalılık pik sayısını ifade etmektedir. Ölçümler sonucu elde edilmiş veriler Tablo 4.12 de verilmiştir. Elde edilen verilere göre Giresun Asarcık Tamdere Kuvars monzoniti en düşük pürüzlülük ve dalgalılık

80 66 değerlerini vermiştir. En yüksek değerleri Balıkesir Erdek graniti vermiştir. Bu sonuçlara etki eden faktörler ilerideki bölümlerde açıklanacaktır. Tablo 4. 12: Granitlerin pürüzlülük ve dalgalılık değerleri Ra (µm) Ra* (µm) Wa (µm) Wa* (µm) Wshc (adet) Wshc* (adet) GA II 2,32 3,02 82,21 98, TS 2,29 3,21 88,85 97, GB 2,48 3,23 87,15 104, IK 3,13 3,44 94,47 103, IT 3,07 3,99 88,98 106, KB 2,91 3,78 89,65 107, GA I 2,87 3,73 94,22 113, YF 3,21 4,50 91,71 128, CK 2,90 3,77 91,98 110, AY 3,47 4,51 101,63 121, AS 3,09 3,40 107,57 118, BE 3,61 4,69 112,34 134, * çekiç ile kırılmış yüzeylerin değerleri Tek Eksenli Basınç Dayanımı Deney TS EN 1926 (2007) da önerilen yöntem kullanılarak en az 5 adet silindirik karot numunesi üzerinde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar Tablo 4.13 de sunulmuştur. Sonuçlara göre ayrışmış mineral içeriği diğerlerine göre yüksek olan İstanbul Tepecik graniti yaklaşık 92 MPa ile en düşük dayanımı vermiştir. Buna karşın kuvars içeriği en yüksek olan Balıkesir Erdek graniti yaklaşık 215 MPa ile en yüksek dayanımı vermiştir.

81 67 Tablo 4. 13: İncelenen örneklerin tek eksenli basınç dayanımları σ B (MPa) En düşük En yüksek Ortalama Standart Sapma YF 124,5 132,2 128,0 6,9 IT 88,5 96,2 92,0 7,2 KB 108,9 116,6 112,4 5,5 AS 119,3 127,0 122,8 6,2 AY 109,8 117,5 113,3 6,9 CK 118,9 126,6 122,4 8,4 GB 101,1 108,8 104,6 7,7 IK 105,0 112,7 108,5 5,9 GA II 125,8 133,5 129,3 8,7 GA I 168,1 175,8 171,6 6,9 BE 211,8 219,5 215,3 8,8 TS 161,7 169,4 165,2 6, Nokta Yük Dayanım İndeksi Numunelerin nokta yük dayanım indekslerinin belirlenmesi amacıyla en az 5 numune ISRM (1981) tarafından önerilen yöntem izlenerek deneye tabii tutulmuştur. Örneklerin 50 mm çapa göre düzeltilmiş deney sonuçları Tablo 4.14 de verilmiştir. Düzeltilmiş nokta yük dayanım indeks değeri en az ortalama 3,81 MPa ile Kırklareli Balaban granitine, en yüksek ortalama 7,22 MPa ile Balıkesir Erdek granitine aittir Dolaylı Çekme Dayanımı Granitik kayaç örneklerinin dolaylı çekme dayanımlarını belirlemek amacıyla, en az üç karot numunesi, TS 7654 (1989) tarafından önerilen yöntem izlenerek deneye tabi tutulmuştur. Deney sonuçlar Tablo de sunulmuştur. Deney sonucunda ortalama en düşük dolaylı çekme dayanımını 8,41 MPa ile Aksaray Sipahi graniti vermiştir. Ortalama en yüksek dayanımı ise 15,45 MPa ile Balıkesir Erdek graniti vermiştir.

82 68 Tablo 4. 14: İncelenen örneklerin düzeltilmiş nokta yük dayanım indeksleri I s (MPa) En düşük En yüksek Ortalama Standart Sapma YF 5,42 6,48 5,84 0,38 IT 3,63 4,69 4,05 0,44 KB 3,39 4,45 3,81 0,36 AS 3,80 4,86 4,22 0,57 AY 3,80 4,86 4,22 0,34 CK 5,31 6,37 5,73 0,29 GB 3,77 4,83 4,19 0,51 IK 4,18 5,24 4,60 0,62 GA II 5,07 6,13 5,49 0,38 GA I 5,45 6,51 5,87 0,31 BE 6,80 7,86 7,22 0,39 TS 4,99 6,05 5,41 0,29 Tablo 4. 15: İncelenen örneklerin dolaylı çekme deneyi sonuçları σ c (MPa) En düşük En yüksek Ortalama Standart Sapma YF 10,46 13,52 11,88 1,29 IT 9,86 12,92 11,28 0,98 KB 7,92 10,98 9,34 1,35 AS 6,99 10,05 8,41 0,89 AY 9,22 12,28 10,64 0,95 CK 11,61 14,67 13,03 0,94 GB 9,83 12,89 11,25 1,12 IK 10,77 13,83 12,19 0,84 GA II 10,43 13,49 11,85 1,24 GA I 13,26 16,32 14,68 0,97 BE 14,03 17,09 15,45 1,27 TS 8,60 11,66 10,02 0, Böhme Aşınma Direnci TS E N (2005) de aşınma direnci deneyi nasıl yapılacağı belirtilmesine rağmen eldeki silindirik numuneler nedeniyle standartlara uygun deney

83 69 yapılamamıştır. Ancak deney metoduna uygun deney yapılmış ve deney sonucunda ağırlık kaybı hesabı yapılarak deney sonlandırılmıştır. Elde edilen sonuçlar Tablo 4.16 de sunulmuştur. Deney sonucunda en az aşınmanın ortalama % 10,4 ile Balıkesir Erdek granitinde olduğu, en fazla aşınmanın ise Giresun Asarcık Tamdere kuvarsmonzonitinde olduğu görülmüştür. Tablo 4. 16: İncelenen örneklerin böhme aşınma direnci deney sonuçları Δ b (%) En düşük En yüksek Ortalama Standart Sapma YF 14,41 16,62 15,8 2,48 IT 18,86 22,91 19,6 1,98 KB 14,92 19,98 16,3 1,45 AS 16,09 18,03 17,4 1,63 AY 12,21 16,25 14,4 1,02 CK 11,61 16,52 14,3 0,84 GB 18,73 22,09 19,2 1,32 IK 15,77 19,81 17,1 1,14 GA II 17,31 25,61 22,1 1,24 GA I 12,19 15,91 14,6 1,37 BE 9,12 11,09 10,4 1,41 TS 17,01 19,91 18,2 1, Cerchar Aşınma İndeksi (CAI) Günümüz şartlarında; galeri açma makinalarının performansının ve uç tüketiminin önceden kestirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla çeşitli araştırmacılar uzun yıllar boyunca çalışmalar yapmış ve yeni yöntemler geliştirmişlerdir. Bu yöntemlerden biri de Cerchar aşınma indeks (CAI) deneyidir. Kayaçların aşındırıcılıklarının belirlenmesine yönelik birçok deney yöntemi önerilmiş olmasına rağmen kabul görmüş deney yöntemi oldukça az sayıdadır. Son yıllarda Cerchar aşınma indeks (CAI) deneyi bir projede keskilerin aşınmalarının ve keski değişim maliyetlerinin doğru tahmin edilmesinde ekonomik öneminden dolayı dikkate değer

84 70 bir önem kazanmıştır (Atkinson, 1993). Cerchar aşınma indeks deneyi özellikle Batı Avrupa'daki kaya mekaniği laboratuvarlarında sert kayaçların aşındırıcılıklarının belirlenmesinde oldukça yaygın kullanılan bir deney yöntemidir (Plinninger vd., 2003) Cerchar aşınma indeks deneyinde; 200 kg/mm 2 çekme dayanımlı, sertliği HRC 55 olan, 90 tepe açılı konik bir uç 7 kg ağırlık kuvveti ile numune üzerinde yaklaşık bir saniye sürede 1 cm çekilmesiyle yapılır. Cerchar aşınma indeks deneyinde kullanılan konik uç, mikroskop altında incelenerek uçtaki aşınma yüzeyinin çapı 0.1 (1/10) mm hassasiyetinde ölçülür (Şekil 5.4). Uçta oluşan aşınma yüzeyi kayaç örneğinin aşındırıcılığını vermektedir. Her 1/10 mm ye karşılık gelen aşınma değeri 1 Cerchar aşınma indeksi değeri olarak belirlenir Tespit edilen aşınma miktarı kayacın aşındırıcılığı olarak kabul edilir (Valantin, 1973). Aşındırıcılık sınıflaması Tablo 4.17 de verilmiştir. Tablo 4. 17: Aşındırıcılık sınıflaması (Cerchar, 1986) CAI Sınıfı < 0.5 çok az aşındırıcı hafif aşındırıcı aşındırıcı çok aşındırıcı > 4.0 oldukça fazla aşındırıcı Tez çalışması kapsamında Cerchar Aşındırıcılık deneyleri İstanbul Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Doğal Yapı Malzemeleri Laboratuvarı nda bulunan cihaz ile yapılmıştır. Deneyler dairesel testere ile kesilmiş yüzeyler ve çekiçle ile elde edilmiş yüzeyler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Dairesel testere ile kesilmiş yüzeylerde yapılan CAI hesaplamasında Plinninger vd. (2003) önerdiği düzeltme formülü kullanılmıştır. Bu formül;

85 71 CAI = 0.99CAI s dir. Burada; CAI= Cerchar aşınma İndeksi CAI s = Diresel testere ile kesilmiş yüzeyden elde edilmiş CAI değerini belirtmektedir. Şekil 4. 26: CAI pin ucunun okunması yönteminin gösterilmesi Tez çalışmasında pin sertliğinin deney sonuçlarına etkisini gözlemlemek için HRC 35 ve HRC 55 sertliğinde iki farklı pin kullanılmıştır. Deney sonucunda elde edilen veriler Tablo 4.18 de verilmiştir.

86 72 Tablo 4. 18: Cerchar aşındırıcılık indeksi deney sonuçları CAI (Cerchar aşınma indeksi) CAI (HRC 35) CAI (HRC 35*) CAI (HRC 55) CAI (HRC 55*) YF 5,22 5,71 4,23 4,51 IT 5,06 5,55 4,12 4,43 KB 5,03 5,52 4,15 4,47 AS 5,67 6,15 4,59 4,91 AY 5,34 5,89 4,57 4,86 CK 5,29 5,71 4,34 4,66 GB 5,12 5,67 4,08 4,40 IK 5,10 5,58 4,16 4,45 GA II 4,65 5,18 4,65 4,98 GA I 5,14 5,66 4,32 4,61 BE 5,82 6,37 4,78 5,05 TS 5,07 5,51 4,08 4,37 * Çekiç ile elde edilmiş yüzeyler üzerinde yapılmış deneyler

87 73 5. DENEYSEL VERİLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ Bu bölümde daha önceki bölümlerde sunulan laboratuvar araştırmalarından elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Değerlendirmelerde jeokimyasal, petrografik, minerolojik ile deneysel çalışmalardan elde edilmiş veriler kullanılmıştır. Granitik kayaçların petrografik ve fiziko-mekanik özelliklerinin Cerchar Aşındırıcılık İndeksi (CAI) ile olan ilişkilerinin derecesi ve ilişkinin türü, basit regresyon analizleriyle incelenmiştir. İstatistiksel çalışmalarda Minitab16 programı kullanılarak grafikler hazırlanmış, r korelasyon katsayısı değerleri hesaplanmış ve ihtiyaç duyulan yerde çoklu regresyon analizleri yapılmıştır. İstatistiksel çalışmalar esnasında, yüksek korelasyon katsayısına sahip, anlamlı ilişkiler değerlendirilerek, veriler arasındaki ilişkiler ve korelasyon katsayıları grafikler yardımıyla sunulmuştur. Deneyler yapılırken HRC35 ve HRC55 sertliğinde iki farklı cerchar pini kullanılmıştır. CERCHAR (1986) da önerilen HRC55 sertliğindeki pine değerlendirme esnasında öncelik verilmiştir. Metal sertliğinin Cerchar Aşınma İndeksine olan etkilerini araştırmak amaçlı olan HRC35 pini ise en son değerlendirilmiştir. Yüzey geometrisinin Cerchar Aşınma İndeksine olan etkilerini araştırmak için iki farklı yüzey kullanılmıştır. Bunlardan birincisi dairesel testere ile kesilerek elde edilmiş yüzeyler, ikincisi ise çekiç darbesi ile elde edilmiş yüzeylerdir. Dairesel testere ile kesilen yüzeylerde yapılan deneylere değerlendirmede öncelik verilmiştir. İncelenen granitlerin Cerchar (HRC55) ile kuvars ve SiO 2 içeriği arasında lineer bir ilişki söz konusudur. SiO 2 oksit element içeriği ile Cerchar (HRC55) arasında korelasyon katsayısı r = % 76, kuvars içeriği ile Cerchar (HRC55) arasında ise r = % 80 olarak bulunmuştur (Şekil 5.1) (Şekil 5.2). Bu ilişkilerin çıkmasında kuvars mineralinin granit içerisinde diğer minerallare göre daha fazla aşındırıcılık özelliğinin olması etki etmektedir. Kuvars içeriği en yüksek olan BE kodlu Balıkesir Erdek Granitin en yüksek Cerchar Aşınma İndeksi değeri vermesi, kuvars içeriği düşük olan kuvars monzonitlerin (GB,GA II) ise düşük Cerchar Aşınma İndeksi değeri vermesi bu değerlendirmeyi desteklemektedir.

88 CAI (HRC 55) CAI (HRC 55) 74 Cerchar (HRC 55) = 2,67 + 0,03 SiO2 5,00 4,75 4,50 CK AY GA I AS BE Regresyon % 95 Güven Aralığı % 95 Kestirim Aralığı r = % 76 4,25 4,00 TS GB GA II IT IK KB YF 3,75 3, SiO2 SiO Şekil 5. 1: Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile SiO 2 içeriği arasındaki ilişki CAI (HRC 55) = 3,88 + 0,02 Qc 5,00 4,75 4,50 4,25 CK AY YF AS GA I BE Regresyon % 95 Güven Aralığı % 95 Kestirim Aralığı r= % 80 GB TS KB IT IK 4,00 GA II 3,75 3, Qc (%) Şekil 5. 2: Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile kuvars içeriğinin arasındaki ilişki

89 CAI (HRC 55) 75 Kuvars dışındaki diğer minerallerin içeriği ile yapılan korelasyon analizlerinde herhangi bir ilişkiye rastlanılmamıştır. Mineral boyutlarıyla Cerchar Aşınma İndeksi arasındaki ilişki basit regresyon analizi ile değerlendirildiğinde kuvars boyutu ile Cerchar Aşınma İndeksi arasında, anlamlı ve doğrusal bir ilişki bulunmuştur (Şekil 5.3). Kuvars boyutu en yüksek olan BE kodlu Balıkesir Erdek granitinin en yüksek Cerchar aşınma indeksi değeri vermesi, kuvars boyutu düşük olan granitlerin (TS ve GAII) ise düşük Cerchar Aşınma İndeksi değeri vermesi bu değerlendirmeyi desteklemektedir. CAI (HRC 55) = 3,71 + 1,22 Qs 5,00 4,75 AY AS BE Regresyon % 95 Güven Aralığı % 95 Kestirim Aralığı 4,50 4,25 4,00 TS GA II GB CK GA I YF IT IK KB r = % 86 3,75 3,50 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Qs (mm) 0,6 0,7 0,8 Şekil 5. 3: Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile kuvars boyutu arasındaki ilişki

90 CAI (HRC 55) 76 Cerchar Aşınma İndeksi ile sertlik deneyleri arasında korelasyon yapıldığında lineer bir ilişki bulunmuştur. Cerchar Aşınma İndeksi ile Schmidt sertliği arasında korelasyon katsayısı r = % 91 olarak, Shore sertliği ile Cerchar Aşınma İndeksi arasındaki korelasyon katsayısı ise r = % 93 olarak bulunmuştur (Şekil 5.4) (Şekil 5.5). Kuvars içeriği ve boyutu yüksek olan granitlerde Cerchar Aşınma İndeksi değerinin yüksek olması, granitik kayaçlarda kuvars içeriği ve boyutunun sertliğe etkisini göstermektedir. CAI (HRC 55) = 2,19 + 0,03 SHV 5,0 4,8 BE Regresyon % 95 Güven Aralığı % 95 Kestirim Aralığı 4,6 AY AS r = % 91 4,4 GA I CK 4,2 4,0 GA II TS IK IT GB YF KB 3,8 3, SHV Şekil 5. 4: Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile Schmidt sertlik değeri arasındaki ilişki

91 CAI (HRC 55) 77 CAI (HRC 55) = 1,55 + 0,03 SH 5,0 4,8 BE Regresyon % 95 Güven Aralığı % 95 Kestirim Aralığı 4,6 AY AS r = % 93 4,4 GA I CK 4,2 4,0 GA II IK TS IT YF KB GB 3,8 3, SH Şekil 5. 5: Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile Shore sertliği arasındaki ilişki Tez kapsamında ilk defa yüzey profilinin Cerchar aşınma indeksi ile olan ilişkisi değerlendirilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda granit içerisindeki kuvars içeriğinin ve boyutunun artması örnek yüzeylerindeki pürüzlülük ve dalgalılık değerini de arttırmaktadır. (Şekil 5.6 ve Şekil 5.7). Granitin ana mineralleri içerisinde en sert mineral olan kuvars, yüzey oluşturma esnasında zor aşındığı için diğer minerallere göre daha fazla pik yapmaktadır (Şekil 5.8). Pik sayısının fazla olması da yüzey pürüzlülüğünü ve dalgalılığını arttırmaktadır.

92 Wa (µm) Ra (µm) 78 3,6 AY BE 0,2 0,4 AY 0,6 BE 0,8 3,4 3,2 IT IK YF AS IT IK YF AS 3,0 2,8 CK KB GA I CK KB GA I 2,6 2,4 GB GA II r = % 89 GB GA II r = % 86 2,2 TS Qc (%) 30 TS Qs (mm) Şekil 5. 6: Ra pürüzlülük değeri ile kuvars içeriği (Qc) ve kuvars boyutu (Qs) arasındaki ilişki 115 BE 0,2 0,4 0,6 BE 0,8 110 AS AS 105 AY AY TS GB CK KB IT IK YF GA I TS GB IK GA I CK YF IT KB 85 GA II r = % 80 GA II r = % Qc (%) 30 Qs (mm) Şekil 5. 7: Wa dalgalılık değeri ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki

93 Wshc AS CK AY BE 0,2 r = % 82 r = % 93 0,4 CK AY 0,6 AS BE 0,8 14 YF YF 12 KB IT GA I IT GA I KB 10 GB IK GB IK 8 GA TS II TS GA II Qc (%) 30 Qs (mm) Şekil 5. 8: Wshc dalgalılık pik sayısı ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki Cerchar aşınma indeksi deneyi, örneklerin yüzeyine metalin sürtülmesi ile yapılan bir deneydir. Byerlee (1963) de yaptığı araştırmada kuvarsın sürtünme katsayısını arttırdığını belirtmektedir. Yapılan deneysel çalışmalarda kuvars içeriğinin artmasıyla Cerchar aşınma indeksi değerinin de arttığı bulunmuştur (Tablo 5.1). Plinninger vd. (2003) de yaptığı çalışmada farklı yüzey geometrilerinin Cerchar aşınma indeksi değerine etki ettiklerini bildirmişlerdir. Kuvars içeriğinin ve boyutunun, pürüzlülük ve dalgalılık ile olan ilişkileri Tablo 5.1 ve Tablo 5.2 de görülmektedir. Buradan kuvars içeriğinin ve boyutunun artmasıyla pürüzlülük ve dalgalılığın da arttığı belirlenmiştir. Pürüzlülük değeri ile Cerchar aşınma indeksi (HRC55) kıyaslandığında; pürüzlülüğün artmasıyla Cerchar aşınma indeksi değerinin de arttığı görülmektedir (Şekil 5.9). Ayrıca kuvars içeriği artıkça Cerchar aşınma indeksi (HRC55) de artmaktadır. Buna neden olarak yüzey koşullarının değişmesi gösterilebilir. Az kuvars içeren kuvarsmonzonitlerin (GAII ve GB) ve Saray monzodiyoriti 2,2-2,6 µm arasında Ra değerlerini vermesi, kuvars boyutu ve içeriği

94 80 fazla olan granitlerin (BE ve AY) ise yüksek pürüzlülük değerleri vermesi bu açıdan önemlidir. Yüzeylerde makro anlamda birincil süreksizlik düzeyleri dalgalılığı ifade etmektedir (Demir 2007). Dalgalılık (Wa) ve dalga pik sayısı (Wshc) ile Cerchar (HRC 55) kıyaslandığında Ra CAI ilişkisinden daha iyi bir korelasyon katsayısı vermiştir (Şekil 6.10) (Şekil 6.11). Cerchar (HRC 55)-Wa arasında da r = % 95, Cerchar (HRC 55)-Wshc arasında ise r = % 91 bulunmuştur. Burada Cerchar pinin yüzeye temas ettiğinde makro boyuttaki dalgalılıktan ve dalga piklerinden, pürüzlülüğe göre daha fazla etkilendiği ortaya çıkmaktadır. Tablo 5. 1: Çoklu regresyon analizinde Ra pürüzlülük değeri ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki Regresyon Denklemi: Ra = 2,09 + 0,03 Qc + 0,62 Qs S = 0,20 r 2 = 81,4 r = 90 Varyans Analizi Kaynak SD KT KO F P Regresyon 2 1,54 0,77 19,71 0,001 Artık 9 0,35 0,04 Toplam Hata 11 1,02 Tablo 5. 2: Çoklu regresyon analizinde Wa dalgalılık değeri ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki Regresyon Denklemi: Wa = 73,5 + 0,012 Qc + 43,58 Qs S = 4,80 r 2 = % 75,4 r = % 86 Varyans Analizi Kaynak SD KT KO F P Regresyon 2 636,72 318,36 13,81 0,002 Artık 9 207,53 23,06 Toplam Hata ,25

95 CAI (HRC 55) CAI (HRC 55) 81 CAI (HRC 55) = 2,94 + 0,46 Ra 5,00 4,75 4,50 AS AY BE Regresyon % 95 Güven Aralığı %95 Kestirim Aralığı r = % 78 4,25 TS GB GA I CK KB IT IK YF 4,00 GA II 3,75 3,50 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 Ra (µm) 3,2 3,4 3,6 Şekil 5. 9: Cerchar aşınma indeksi(hrc 55) ile Ra (pürüzlülük) arasındaki ilişki CAI (HRC 55) = 1,79 + 0,03 Wa 5,0 4,8 BE Regresyon % 95 Güven Aralığı % 95 Kestirme Aralığı 4,6 AY AS r = % 95 4,4 4,2 4,0 GA II CK GA I YF IK IT GB KB TS 3, Wa (µm) Şekil 5. 10: Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile Wa (dalgalılık) arasındaki ilişki

96 CAI (HRC 55) 82 CAI (HRC 55) = 3,43 + 0,07 Wshc 5,0 4,8 BE Regresyon % 95 Güven Aralığı % 95 Kestirim Aralığı 4,6 AY AS r = % 91 4,4 4,2 4,0 TS GA II GB IK KB IT GA I YF CK 3,8 3, Wshc (adet) Şekil 5. 11: Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile Wshc (dalgalılık pik sayısı) arasındaki ilişki Tuğrul ve Zarif (1999), ayrışmamış ve iyi kenetlenmiş granitik kayaçların mineralojik bileşimleri ve mineral boyutlarını fiziko-mekanik özellikler ile kıyasladıklarında, mineral boyutunun arttığında dayanımın azaldığını belirtmişlerdir. Elde edilen deneysel verilerde bu sonucu desteklemektedir (Şekil 5.12). Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile tek eksenli basınç dayanımı deneyi kıyaslandığında lineer bir ilişki bulunmuştur (Şekil 5.13). Bu ilişikide korelasyon katsayısı r = % 82 dir. Bu sonuç ile kayacın petrografik ve mineralojik özelliklerinin kayacın dayanımına ve yüzey geometrine etki ettiği görülmektedir. Bu veriyi desteklemek için çoklu regresyon analizi yapılmış ve destekleyici bir sonuç bulunmuştur (Tablo 5.3). Çoklu regresyon analizi sonucunda r = % 94 gibi bir korelasyon katsayısı bulunmuştur.

97 83 r r Şekil 5. 12: Tek eksenli basınç dayanımı (MPa) ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki r Şekil 5. 13: Cerchar aşınma İndeksi ile Tek eksenli basınç dayanımı arasındaki

98 CAI (HRC 55) 84 Tablo 5. 3: Çoklu regresyon analizinde Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile kuvars içeriği, kuvars boyutu ve tek eksenli basınç dayanımı arasındaki ilişki Regresyon Denklemi: CAI (HRC55)= 2,97 + 0,02 Qc + 0,08 Qs + 0,01 σ B S = 0,10 r 2 = % 87,6 r = % 94 Varyans Analizi Kaynak SD KT KO F P Regresyon 3 0,57 0,19 18,77 0,001 Artık 8 0,08 0,01 Toplam Hata 11 0,65 Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile nokta yükleme dayanım indeksi kıyaslandığında benzer bir ilişki elde edilmiştir (Şekil 5.14). Kuvars içeriği yüksek olan BE kodlu Balıkesir Erdek Granodiyoriti yüksek Cerchar aşınma indeksi değeri ve nokta yük dayanım indeksine, düşük kuvars içerikli Tekirdağ Saray monzodiyoriti ise düşük Cerchar aşınma indeksi ve nokta yükleme dayanım indeksine sahiptir. CAI (HRC 55) = 2,72 + 0,3 Is 5,2 5,0 Regresyon % 95 Güven Aralığı % 95 Kestirim Aralığı 4,8 BE r = % 87 4,6 AY AS 4,4 4,2 4,0 IK IT TS GA I KB GB GA II CK YF 3,8 3,6 4,5 5,0 5,5 6,0 Is (Mpa) 6,5 7,0 Şekil 5. 14: Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile nokta yükleme dayanımı arasındaki ilişki

99 85 Yapılan çoklu regresyon analizinde Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile kuvars içeriği, kuvars boyutu ve nokta yükleme dayanım indeksi arasında yüksek bir korelasyon katsayısı (r = % 93) elde edilmiştir (Tablo 5.4). Benzer ilişkiler Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile dolaylı çekme dayanımı arasında da bulunmuştur (Şekil 5.15) (Tablo 5.5). Deliormanlı (2012) mermerler üzerinde yaptığı araştırmada Cerchar aşınma indeksi ile Böhme aşınma direnci arasında ters bir ilişki olduğunu bildirmiştir. Benzer sonuçlar granit örmekler üzerinde yapılan deneysel çalışmalarda da bulunmuştur (Şekil 5.16). Balıkesir Erdek granodiyoriti gibi dayanımı yüksek ve kuvars içeriği yüksek olan kayaçlar daha az aşınmış fakat yüksek CAI değeri vermişlerdir. Kuvars içeriği ve dayanımı düşük olan Giresun Asarcık Tamdere kuvarsmonzoniti ise yüksek aşınma değeri ve düşük CAI değeri vermiştir. Tablo 5. 4: Çoklu regresyon analizinde Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile kuvars içeriği, kuvars boyutu ve nokta yükleme dayanım indeksi arasındaki ilişki Regresyon Denklemi: CAI (HRC55)= 2,89 + 0,02 Qc - 0,34 Qs + 0,24 Is S = 0, r 2 = % 88,4 r = % 93 Varyans Analizi Kaynak SD KT KO F P Regresyon 3 0, , ,39 0,001 Artık 8 0, ,00934 Toplam Hata 11 0,64609

100 86 Şekil 5. 15: Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile dolaylı çekme dayanımı arasındaki ilişki Tablo 5. 5: Çoklu regresyon analizinde Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile kuvars içeriği, kuvars boyutu ve dolaylı çekme dayanımı arasındaki ilişki Regresyon Denklemi: CAI (HRC55)= 3,19 + 0,01 Qc + 0,004Qs + 0,67 σ c S = 0,097 r 2 = % 88,4 r = % 93 Varyans Analizi Kaynak SD KT KO F P Regresyon 3 0,57 0,19 19,03 0,001 Artık 8 0,08 0,01 Toplam Hata 11 0,65

101 87 r Şekil 5. 16: Cerchar aşınma indeksi (HRC 55) ile böhme aşınma direnci arasındaki ilişki Çekiç ile kırılarak elde edilmiş yüzeylerde yapılan Cerchar aşınma indeksi deneylerinden elde edilen veriler, kuvars içeriği ve boyutu ile kıyaslandığında dairesel testere ile elde edilmiş yüzeylerde yapılan Cerchar aşınma indeksi deneyi ile benzer sonuçlar vermiştir (Şekil 5.17). HRC35 sertliğindeki çelik pinle yapılan Cerchar aşınma indeksi deneyinde HRC55 sertliğindeki çelik pinle yapılan Cerchar aşınma indeksi deneyinden daha yüksek değer elde edilmiştir. Ancak kuvars içeriği ve kuvars boyutu ile kıyaslandığında HRC55 pini ile yapılan Cerchar aşınma indeksi deneyinden daha düşük r korelasyon değerleri vermiştir (Şekil 5.18).

102 CAI (HRC 35) CAI (HRC 55*) 88 5,1 5,0 BE 0,2 0,4 0,6 BE 0,8 4,9 4,8 4,7 4,6 CK AY YF AS GA I CK GA I AY YF AS 4,5 4,4 GB TS KB IT IK TS GB IK KB IT 4,3 4,2 GA II Qc (%) GA II r =% 78 r =% Qs (mm) Şekil 5. 17: Cerchar aşınma indeksi (HRC55) ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki BE 0,2 0,4 0,6 BE 0,8 5,75 AS AS 5,50 5,25 5,00 GB TS CK KB ITIK AY YF GA I TS GB CK GA I IT IK KB AY YF 4,75 GA II GA II r = % 66 r = % 71 4, Qc (%) 30 Qs (mm) Şekil 5. 18: Cerchar (HRC35) ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki

103 CAI (HRC 35*) 89 Çekiç kullanılarak elde edilmiş yüzeylerde HRC35* ile yapılan deneyler, kuvars içeriği ve boyutu ile kıyaslandığında HRC35, HRC55 ve HRC55* den daha yüksek r korelasyon katsayı değeri verdiği görülmektedir. Burada pürüzlülüğün artmasıyla sürtünme katsayının arttığı dolayısıyla HRC55 e göre daha yumuşak olan HRC35 sertliğindeki pinin ucunun daha fazla aşındığı belirlenmiştir (Şekil 5.19). Deneysel verilerden elde edilen diğer bir veri de çekiç ile kırılarak elde edilmiş yüzeylerde yapılan CAI deneyleriyle pürüzlülük kıyaslandığında elde edilen r korelasyon katsayısı, dairesel testere ile elde edilmiş yüzeylerde yapılan Cerchar aşınma indeksi deneylerinden daha yüksek çıkmıştır (Şekil 5.20) (Şekil 5.21). Çekiç ile elde edilmiş yüzeylerin daha fazla pürüzlü ve dalgalı olması bu sonuca neden olmuştur. Ayrıca HRC55 e göre daha yumuşak olan HRC35 pini pürüzlü ve dalgalı yüzeylerde daha fazla aşınmaktadır (Şekil 5.22). 6,4 BE 0,2 0,4 0,6 BE 0,8 6,2 AS AS 6,0 AY GA I GA I AY 5,8 CK YF CK YF 5,6 TS GB KB ITIK TS GB IT IK KB 5,4 5,2 GA II r = % 88 GA II r = % Qc (%) 30 Qs (mm) Şekil 5. 19: Cerchar aşınma indeksi (HRC35*) ile kuvars içeriği ve kuvars boyutu arasındaki ilişki

104 CAI (HRC 55*) CAI (HRC 35*) 90 CAI (HRC 35*) = 3,58 + 0,57 Ra* 6,5 AS BE Regresyon % 95 Güven Aralığı % 95 Kestirim Aralığı r = % 84 6,0 GA I AY CK YF 5,5 TS GB IK KB IT GA II 5,0 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 Ra* (µm) 4,2 4,4 4,6 4,8 Şekil 5. 20: Cerchar aşınma indeksi (HRC35*) ile Ra* pürüzlülük değeri arasındaki ilişki CAI (HRC 55*) = 3,29 + 0,36 Ra* 5,4 5,2 Regresyon % 95 Güven Aralığı % 95 Kestirim Aralığı 5,0 4,8 4,6 4,4 GA II GB TS IK GA I CK KB AS IT YF AY BE r = % 83 4,2 4,0 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 Ra* (µm) 4,2 4,4 4,6 4,8 Şekil 5. 21: Cerchar aşınma indeksi (HRC55*) ile Ra* pürüzlülük değeri arasındaki ilişki

105 91 Şekil 5. 22: HRC35 sertliğindeki pin ile HRC55 sertliğindeki pinin çekiç kullanılarak elde edilmiş yüzeydeki sonuçları