MTA Dergisi, 140, 37-55, 2010 ÇANKIRI-ÇORUM HAVZASINDA MEVSÝMLÝK GÖL ALANINDA GÜNCEL BLÖDÝT OLUÞUMU Ýlhan SÖNMEZ * ÖZ.- Ekonomik yönden önemli bir sodyum sülfat minerali olan blödit (Na 2 Mg(SO 4 ) 2.4H 2 O) Çankýrý-Çorum Havzasýnda Çorum Bayat ilçesi Ýshaklý Köyü kuzeyindeki mevsimlik bir göl olan Ýshaklý Gölünde evaporasyon sonucu güncel olarak çökelmektedir. Türkiye'de ilk defa bu çalýþma ile belirlenen güncel blödit çökeliminin olduðu küçük bir mevsimlik göl (playa göl) olan Ýshaklý Gölü doðu-batý uzanýmlý olup yaklaþýk 220 000 m 2 'lik bir yayýlýma sahiptir. Göl kýþ ve ilkbahar aylarýnda derinliði 2 m' yi aþan sulu bir göl olmaktadýr. Buharlaþmanýn olduðu sýcak dönemlerde ise göl suyu kurumakta ve beyaz bir mineral kabuk ile kaplanmaktadýr. Ýshaklý playa gölünde belirgin zonlanmalardan alýnan temsili örneklerde; mineralojik tayinler, kimyasal analizler ve SEM incelemeleri yapýlmýþtýr. Analiz sonuçlarýna göre göl alanýnda egemen mineralin blödit olduðu, buna karþýn tenardit (Na 2 SO 4 ), çok az halit (NaCI) ve jips (CaSO 4.2H 2 O) çökelime eþlik ettiði saptanmýþtýr. Ýshaklý Gölünde yaklaþýk 187 500 m 2 'lik evaporasyon alaný içerisinde ortalama 3 cm kalýnlýða ulaþan sodyum sülfat kabuklaþmasý (blödit+tenardit) yaklaþýk 12 500 ton görünür rezervi ile ekonomik bir potansiyel taþýmaktadýr. Anahtar kelimeler: Blödit, Güncel Evaporit Çökelimi, Playa göl, Çankýrý-Çorum Havzasý ABSTRACT - Bloedite (Na 2 Mg(SO 4 ) 2.4H 2 O) which is an economically important sodium sulfate mineral currently precipitates through evaporation in Lake Ýshaklý, a small seasonal lake (playa lake) situated to the north of Ýshaklý Village (Bayat - Çorum) in Çankýrý-Çorum Basin. Lake Ýshaklý, in which actual bloedite precipitation has been determined for the first time by this work in Turkey, extends in East-West direction and covers an area of approximately 220 000 m 2. During winter and spring months it becomes a lake with a depth of more than 2 m. However, during hot periods when evaporation becomes effective, the lake dries up and is covered with a white mineral crust. Mineralogical determinations, chemical analyses and SEM examinations were carried out on the representative samples taken from conspicuous zonings in the lake. According to the results of the analysis, it has been determined that the predominant mineral in the area is bloedite; however, thenardite (Na 2 SO 4 ), very little halite (NaCI) and gypsum (CaSO 4.2H 2 O) accompany this precipitation. The sodium sulfate crustification (bloedite + thenardite), which reaches an average thicknes of 3 cm over an evaporation area of approximately 187 500 m 2 in Lake Ýshaklý, has economical potential with its proven reserve of about 12 500 tons. Key words: bloedite, actual evaporite precipitation, playa lake, Çankýrý-Çorum Basin GÝRÝÞ Türkiye'de ilk defa belirlenen güncel blödit çökeliminin olduðu playa göl olan Ýshaklý Gölü Çorum Bayat ilçesi, Ýshaklý Köyü yakýn kuzeyinde yer alýr (Þekil 1 a,b,c). Gölün suyu çok tuzlu olup, yaðýþlý mevsimlerde maksimum derinliði 2 m' yi aþmaktadýr. (Þekil 2). Buharlaþmanýn etkin olduðu sýcak aylarda ise bu gölcük kurumakta ve göl ortasýnda maksimum kalýnlýðý 10 cm'i bulan ve yaklaþýk 187.500 m 2 evaporasyon alanýnda ortalama 3 cm kalýnlýk gösteren güncel bir mineral (blödit+tenardit) kabuk ile kaplanmaktadýr (Þekil 3). Buharlaþmanýn olduðu dönemlerde gölü besleyen belirgin bir kaynaðýn bulunmamasýna karþýn, tabanda gölü besleyen bir kaynaðýn olabileceði düþünülmektedir. Yüzeyde oluþan bu güncel mineralleþmenin sahadaki gömülü bir Na-sülfat çökelimine iþaret *MTA Genel Müdürlüðü Maden Etüt ve Arama Dairesi, Ankara.
38 Ýlhan SÖNMEZ Þekil 1 a,b,c- Ýshaklý Gölü bulduru haritasý (görüntü "Google Earth"ten alýnmýþtýr.) edebileceði düþünülerek Ýshaklý Gölü batý kenarýndan 966,45 m karotlu sondaj çalýþmasý yapýlmýþtýr. Bu sondaj çalýþmasýnda 227 m'den sonra girilen tuz domunda toplam 592 m halit (NaCI) minerali kesilmiþtir. Blödit-tenardit birlikteliðine ait net bir bulguya rastlanýlmamýþtýr. Çankýrý - Çorum Havzasýnda küçük bir playa tipinde gölde saptanan güncel blödit+tenardit oluþumu evaporitik ortamda önceden çökelmiþ gömülü fosil Na-sülfat yataklanmasý tarafýndan beslenebilir. Bununla beraber havza temelinde yer alan ofiyolitik kayaçlarýn magnezyumca, jipslerin sülfatça, halit ve volkaniklerin sodyumca zengin olduðu ve bunlarýn yer altý suyunu besleyebileceði düþünülürse oluþan bu iyon dengesini takip eden yüzeydeki buharlaþma ve sýcaklýk deðiþimleri sonucunda da bu mineralleþmenin oluþmasý mümkündür. Bu çalýþma, saha ve laboratuvarda elde edilen verilerin ön bulgularýna dayalý olarak hazýr-
ÇANKIRI-ÇORUM HAVZASI GÜNCEL BLÖDÝT ÇÖKELÝMÝ 39 Bu çalýþmanýn amacý Çankýrý-Çorum havzasýnda ilk defa saptanan bu güncel mineralleþmenin varlýðýný belirtmek ve oluþumun kökeni, çökelim sistemini tartýþmaya açýp, havzada ya da Türkiye'de Na-sülfat aramacýlýðýnda kullanýlabilecek yeni kýlavuz veriler üretilmesine katkýda bulunmaktýr. Þekil 2- Ýshaklý Gölü yaðýþlý mevsim (Kasým - Nisan arasý Doðada Na-sülfat çok sayýda mineral oluþturmakla beraber ekonomik ve iþletilebilirlik yönünden en önemli mineralleri mirabillit (Na 2 SO 4 ).10H 2 O, tenardit (Na 2 SO 4 ), globerit (Na 2 Ca(SO 4 ) 2 ) ve blödit (Na 2 Mg(SO 4 ) 2.4H 2 O)'tir. Na-sülfat mineralleri sertlikleri 2-3 arasýnda deðiþen, saf halde renksiz, þeffaf, suda kolayca eriyebilen, acý ve tuzlu bir tat veren, yoðunluklarý 1,49-2,8 gr/cm 3 arasýnda deðiþen, evaporitik karasal ortamlarda oluþan ve atmosferik þartlarda korunamayan minerallerdir. Na-sülfat dünya ülkelerinde olduðu gibi ülkemizde de baþta tuzlu ve acý sular içeren alkali göllerden, katý halde bulunan gömülü sedimanter yataklardan ve kimyasal proseslerden yan ürün (sentetik) olarak elde edilmektedir. Ülkemizde üretilen doðal Na-sülfatýn %99'u acý ve tuzlu sulara sahip alkali göllerden %1'ise katý halde bulunan gömülü sedimanter yataktan elde edilmektedir. (Türkel ve Ertok, 2001). Þekil 3- Ýshaklý Gölü kurak mevsim (Mayýs - Ekim arasý) lanmýþtýr. Bu çökelimin kökeni ve oluþumu havzada devam eden ve edecek olan çalýþmalarda elde edilen yeni veriler ile çözülmesi mümkün olacaktýr. Ayrýca bu güncel oluþumu besleyen iyon konsantrasyonunun, playa gölünün altýnda sondajda kesilen kalýn halit mineral zonu ile olan iliþkisini açýklamak da diðer detay veri gerektiren bir konudur. Türkiye'deki en önemli Na-sülfat üretim yerleri Acýgöl (Denizli), Tersakan, Bolluk (Konya) alkali gölleridir (Þekil 4). Bu göllerden mirabillit (glauber tuzu) ve tenardit gibi sodyum sülfat mineralleri üretilmektedir (Gündoðan, 1994). Bunlardan baþka Beypazarý havzasýndaki Çayýrhan (Ankara) yataðý dünyada az sayýda bulunan sedimanter gömülü Na-sülfat yataðýna bir örnektir (Çelik ve diðerleri, 1987). Beypazarý havzasýndaki Çayýrhan yataðý Üst Miyosen yaþlý, playa göl ortamýnda çökelmiþ Kirmir formasyonunun jipsli evaporit düzeyleri arasýnda yer alýr. Yatakta Na-sülfat globerit ve tenardit olarak bulunmaktadýr (Helvacý ve diðerleri, 1989). Formasyon içerisindeki Na-sülfat olu-
40 Ýlhan SÖNMEZ 1994) gözlenir. Ayrýca Ýspanya'da Ebro havzasýnda Alt Miyosende Lerin jips formasyonu (Salvany ve Orti 1994) ve Zaragoza jips formasyonu (Salvany ve diðerleri, 2007), globerit içermektedir. BÖLGESEL KONUM VE ÖNCEKÝ ÇALIÞMALAR Þekil 4- Türkiye deki Na-Sülfat üretimi yapýlan yerler þumlarý çoðunlukla öz þekilli globerit minerallerinden oluþtuðu gözlenmiþ ve bunlar arasýnda gözlenen tenardit mineralleri, globerit minerallerini ornatarak ve/veya çimentolayarak baðlamaktadýr (Gündoðan 2000; Gündoðan ve Helvacý, 2001). Orta Anadolu da yer alan Çankýrý - Çorum ve Beypazarý havzalarýnda, Miyosen'de playa göl ortamýnda çökelmiþ ve Na-sülfat içeren evaporitik formasyonlar mevcuttur. Çankýrý - Çorum havzasýnda Na-sülfatýn varlýðý ilk defa Gündoðan (2000), tarafýndan tespit edilmiþtir. Çalýþmacý Üst Miyosen Bozkýr Formasyonu içerisindeki bazý düzeylerde gözlenen globeritlerin alterasyonlarý sonucu oluþmuþ psödomorfik ikincil jipslerde, gözlenen özel dokularýn, Na-sülfat aramacýlýðýnda kýlavuz anahtar görevi görecek nitelikte olduðunu söylemekte ve petrografik çalýþmalarýn önemini ön plana çýkarmaktadýr Bunlarýn yanýnda Fransa da Valence havzasýnda Oligosen yaþlý Üst Evaporit Formasyonunda Dromart ve Dumas (1997) ve Ýspanya Ebro havzasýnda Folces jips formasyonu globerit içermektedir (Salvany, 1997). Dünyada Üst Miyosen yaþlý Çayýrhan Nasülfat (tenardit-globerit) ocaðýna benzer yataklanmalar Ýspanya'da Calatayud havzasýnda, Alt Miyosen Calatayud jipslerinde (Orti ve Rosell, 2000) ve Madrid - Tajo havzasýnda Alt Miyosen yaþlý Tuzlu birimde (Ordonez ve Garcia del Cura, Çalýþmaya konu olan bu mevsimlik göl alaný Türkiye' nin en büyük çökel havzalarýndan biri olan Çankýrý-Çorum havzasýnda yer almaktadýr. Havza Orta Anadolu' da yaklaþýk 33,5-35 doðu boylamlarý ile 39,5-41 kuzey enlemleri arasýnda yer almaktadýr (Þekil 5). Havzanýn çevresi batýda Elmadað-Eldivan daðý, kuzeyde Ilgaz daðlarý, doðuda ise Köse daðý topoðrafik yükselimleri ile çevrilidir (Tüysüz ve Dellaloðlu 1992). Evaporitik bir havza olan Çankýrý-Çorum havzasýnda farklý evaporitik dönemlerde çökelmiþ ve halen de iþletilmekte olan kalýn kayatuzu (halit) yataklarý mevcuttur. Ýncelemenin konusunu teþkil eden playa tipindeki Ýshaklý Gölü civarýnda yapýlan arazi ve sondaj çalýþmasýnda gölün Çankýrý-Çorum havzasýnýn örtü birimi olan alüvyal yelpaze ortamýnda çökelmiþ Pliyo-Kuvaterner yaþlý Deðim formasyonu üzerinde yer aldýðý gözlemiþtir. Bu örtü biriminin altýnda havzanýn ilk evaporitik birimi olan gölsel ortamda çökelmiþ; jips, kiltaþý ardalanmasýndan oluþan Üst Miyosen-Pliyosen yaþlý Bozkýr formasyonunu yer alýr. (Þekil 6). Çankýrý-Çorum havzasýndaki öncel çalýþmalarda Birgili ve diðerleri (1975), Akyürek ve diðerleri (1982), Yoldaþ (1982), Hakyemez ve diðerleri (1986)'nin Tersiyer jeolojisi ve stratigrafisine yönelik çalýþmalarý mevcuttur. Koçyiðit (1991), ile Kaymakçý (2000)'de ise bu çalýþmalarýn ötesinde havza tektoniði ve stratigrafisine ait yeni bulgular ortaya konulmuþtur. Seyitoðlu ve diðerleri (1997, 2001), tarafýndan havza tektoniðinde etkili fay sistemleri ve bunlarýn kontrolünde geliþen kaya düþmesi çökelleri
ÇANKIRI-ÇORUM HAVZASI GÜNCEL BLÖDÝT ÇÖKELÝMÝ 41 Þekil 5 - Çankýrý - Çorum havzasý basitleþtirilmiþ jeoloji haritasý (Karadenizli ve diðerleri, 2004). tanýtýlmýþtýr. Bölgedeki evaporit sedimantolojisi konusunda ise Ergun (1977), Karadenizli ve Kazancý (2000), Karadenizli (1999), Karadenizli ve diðerleri (2004), Gündoðan (2000), Gündoðan ve Helvacý (2001), Varol ve diðerleri (2002) incelemeleri vardýr. Ayrýca MTA Genel Müdürlüðü tarafýndan 2006 yýlýndan beri havzada sondajlý endüstriyel hammadde aramalarý çalýþmasý devam etmektedir. TEKTONÝK KONUM Ýç Anadolu'nun en önemli Tersiyer havzalarýndan biri olan Çankýrý-Çorum Havzasý Anatolid Tektonik Birliði içinde Sakarya ve Kýrþehir Kýtalarý ile Ankara-Erzincan Kenedi'nin oluþturduðu karmaþýk bir bölgede yer almaktadýr. Havzanýn temelindeki birimleri, Sakarya ve Kýrþehir Kýtasý ile Ýzmir - Ankara - Erzincan Sütur zonuna ait birimler oluþturmaktadýr. Kuzey ve batýdan ofiyolitik melanj ile güneyden de Kýrþehir Masifi ile kuþatýlmýþtýr. Güneybatýda ise Haymana-Polatlý ve Tuz Gölü Havzalarý ile dar bir baðlantýsý olduðu gözlenmektedir. Neotetis Okyanusu'nun kuzey kolu (Ýzmir - Ankara - Erzincan Okyanusu) Erken Kretase'de kuzey yönlü yitimle Sakarya Kýtasý altýnda tüketilmeye baþlamýþ ve Sakarya Kýtasý ile Kýrþehir Kýtasý, Üst Kretase'de Tokat ve Galatya Masifleri ile kapatýlmýþ ve Geç Kretase - Geç Eosen'de kuzey kanadý kapanan Neotetis; kompleks bir tektonik model yaratmýþtýr (Þengör ve Yýlmaz, 1981). Düzensiz levhalar arasýnda sýkýþmaya maruz kalan bölgeler Ýç Anadolu Havzasý olarak adlandýrýlmýþtýr (Görür ve diðerleri, 1984). Ýç Anadolu Havzasý; Çankýrý - Çorum, Tuz Gölü, Haymana-Polatlý, Beypazarý ve Sivas Havzalarýndan oluþmaktadýr (Birgili ve diðerleri, 1975; Görür ve diðerleri, 1984). Tüm bu havzalar, yükselen plakalar arasýndaki çöküntü havzalarý olarak tanýmlanmýþtýr.
42 Ýlhan SÖNMEZ Þekil 6 - Ýshaklý Gölü yakýn civarý jeoloji haritasý Aziz (1972) den revize edilmiþtir. GENEL JEOLOJÝ Çankýrý - Çorum Havzasý'nda Paleosen'den Pliyosen'e kadar uzanan bir çökel dolgusunun var olduðu, Paleojen yaþlý kayaçlarýn denizel, Neojen yaþlý kayaçlarýn ise karasal, kýrýntýlý ve evaporitik kayaçlardan oluþtuðu bilinmektedir. Çankýrý-Çorum Havzasý'nýn temelini Mesozoyik yaþlý ofiyolitler oluþturmaktadýr. Bunlarýn üzerine uyumsuzlukla Paleosen-Eosen filiþi gelir. Bu filiþ düzgün katmanlý kumtaþý - þeyl ardalanmasýndan oluþmakta ve bunlarý bazaltik kökenli Eosen volkanitleri (Bayat formasyonu) kesmektedir. Tüm bu birimlerin üzerine Oligo - Miyosen çökelleri gelir. Havzada Üst Kretase'den Pliyosen'e kadar devam eden kesiksiz, çok kalýn bir tortul istif vardýr. Bu istifin Oligosen'e kadar olan kýsmý denizel, Oligosen sonrasý kaya birimleri ise karasal ortamda çökelmiþlerdir. Orta Anadolu havzalarý içinde önemli yer tutan Çankýrý-Çorum Tersiyer Havzasý'ndaki evaporitik birimler, dört farklý jeolojik zaman içinde oluþmuþtur. Ýlk evaporit çökeliminin olduðu Geç Eosen'de (Kocaçay formasyonu) denizel ortam, bunu izleyen Oligosen (Ýncik formasyonu), Miyosen (Bayýndýr formasyonu) ve Üst Miyosen- Pliyosen (Bozkýr formasyonu) evaporitlerinde ise tümüyle gölsel ortam egemen olmuþtur.
ÇANKIRI-ÇORUM HAVZASI GÜNCEL BLÖDÝT ÇÖKELÝMÝ 43 Havzadaki tüm kaya birimleri akarsu ve yelpaze ortamýnda çökelmiþ Pliyo-Kuvaterner yaþlý Deðim formasyonu tarafýndan uyumsuzlukla örtütür. METODOLOJÝ Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüðü (MTA) tarafýndan yürütülen proje kapsamýnda yapýlan çalýþmalar sonucunda bulunan sahada jeolojik harita (1/25.000) revizyonu, stratigrafik kesit alýmý, yoðun arazi gözlemleri yapýlmýþ ve gömülü bir yataklanmayý kontrol etmek amacýyla 966,45 m karotlu istikþaf sondajý yapýlmýþtýr. Mineralojik incelemeler için göl alanýnda gözlenen belirgin zonlanmalarýn haritasý yapýlmýþ ve göl alaný üzerindeki (A-A') doðrultusunda on ayrý temsili örnek alýnmýþtýr (Þekil 7). Alýnan bu örneklerde XRD ve kimyasal analizler yapýlmýþ, mineral iliþkilerini anlamak amacýyla SEM çalýþmasý gerçekleþtirilmiþtir. Mineralojik analizler MTA Genel Müdürlüðü MAT Dairesi Laboratuvar ýndaki Philips PW XRD cihazý ile yapýlmýþtýr. Difraktogramlar Cu-K radyasyonu kullanýlarak ve 2,5-70 ve 2 aralýðýnda elde edilmiþtir. Kimyasal analizler sýrasýnda numuneler 105 C'de kurutulmuþtur. Analizler XRF cihazýnda IQ + (Standartsýz program) programda yine MTA Laboratuvarý'nda yapýlmýþtýr. SEM çalýþmalarýnda seçilen 4 adet numuneden (B4-B7-B9-B10) FEI Quanta 400 MK2 model taramalý elektron mikroskop altýnda toplam 18 adet ikincil elektron dedektör (SE) görüntüsü ve 7 adet EDS (Energy Dispersive X Ray Spectrometer) nokta analizi sonucu alýnmýþtýr. EDS nokta analizleri EDAX Genesis XM4Ý model EDS dedektörü ile standartsýz ve yarý kantitatif elementsel ve oksit analiz sonuçlarýdýr. Elementsel nokta analizler kv:25.00 Tilt:0.00 Take-off:34.94 AmpT:102.4 DetType:SUTW,Sapphire Res:130.54 Lsec:10 dedektör koþullarýnda yapýlmýþtýr. Þekil 7- Ýshaklý Göletindeki zonlanmayý gösterir harita (görüntü Google Earth ten alýnmýþtýr). A-A örnek alým doðrultusu, 1: jips+kalsit zonu, 2: jips+kalsit+blodit zonu, 3: blödit+jips zonu, 4: blödit+tenardit zonu : Sondaj lokasyonu
44 Ýlhan SÖNMEZ MÝNERALOJÝ Ýshaklý playa gölünde bölgenin "google earth" görüntüsü ve arazi gözlemleri kullanýlarak dört farklý mineralojik zona ayrýlmýþtýr (Þekil 7). Bunlar dýþtan içe doðru; 1. zon: jips + kalsit zonu, 2. zon: jips + kalsit + blödit zonu, 3. zon: blödit + jips zonu ve 4. zon: blödit + tenardit zonudur. Yaklaþýk doðu-batý yönündeki (A-A') doðrultusunda bu zonlardan alýnan temsili örneklerin XRD incelemeleri ile zonlarýn mineralojik içerikleri belirlenmiþ ve XRF analizi ile ayný örneklerin kimyasal analizleri yapýlarak temel oksit yüzdeleri saptanmýþtýr. (Çizelge-1). Ayrýca minerallerin mikromorfolojilerini ve iliþkilerini anlamak amacýyla SEM incelemeleri yapýlmýþtýr. Analiz sonuçlarýna göre zonlanmalardaki mineralojik ve kimyasal deðiþim net bir þekilde gözlenmektedir. Þekil 7'de A-A' doðrultusunda alýnan örneklerde blödit-tenardit zonuna doðru Na 2 O ve SO 3 oranýnda net bir artýþ, Al 2 O 3, SiO 2, CaO 3 ve Fe 2 O 3 oranýnda ise net bir düþüþ gözlenmektedir. MgO yüzdesi ise bütün zonlarda 4,9-8,7 arasýnda deðiþmektedir. Cl yüzdesi ise bütün zonlarda sabit 0,02 olup çok düþüktür. Bu durum sondajda kesilen kalýn halit (NaCl) mineralinin yüzeydeki güncel mineral oluþumuna etkisinin yok denecek kadar az olduðunu göstermektedir. 1. Zon:Jips + Kalsit Zonu Yeþil renkli killer ile temsil edilen bu zon gölün taþkýn düzlüðüne karþýlýk gelmekte olup, þekil 7' deki (A-A') doðrultusu üzerinde yaklaþýk 215 m bir uzunluða sahiptir (Þekil 8). Bu zondan alýnan örneklerde jips, kalsit, kuvars, amorf madde ve çok az anhidrit belirlenmiþtir (Þekil 9). Ayrýca örneðin MgO, SO 3, Fe 2 O 3 ve CaO açýsýndan zengin olduðu saptanmýþtýr (Çizelge 2). 2. Zon:Jips + Kalsit + Blödit Zonu Mineralleþmenin zayýf, tozlaþma "efflorescence" þeklinde görüldüðü zondur (Þekil 10). A-A' doðrultusu boyunca ~80 m bir uzunluða sahiptir. Zonun mineralojik bileþiminin belirlenmesi için alýnan temsili örnekte yapýlan XRD analizinde jips, kalsit, amorf madde, blödit, kuvars ve çok az tenardit saptanmýþtýr (Þekil 11). Örneðin kimyasal analizi sonuçlarý çizelge 3'de verilmiþtir. Çizelge 1- Belirlenen zonlara ait analiz sonuçlarý (Oksit deðerleri % aðýrlýk olarak verilmiþtir).
ÇANKIRI-ÇORUM HAVZASI GÜNCEL BLÖDÝT ÇÖKELÝMÝ 45 Çizelge 2 - B1 Örneðinin kimyasal analizi (Oksit deðerleri % aðýrlýk olarak verilmiþtir). Çizelge 3 - B2 Örneðinin kimyasal analizi (Oksit deðerleri % aðýrlýk olarak verilmiþtir). Þekil 8- Göl düzlüðünde jips + kalsit zonu Þekil 10-Jips+Kalsit+blödit zonunu temsil eden pürüzlü zayýf mineralleþme yüzeyi Þekil 9- B1 Örneðinin XRD difraktogramý; J:Jips, Ku: Kuvars, Ka: Kalsit, An: Anhidrit Þekil 11- B2 örneðinin XRD difraktogramý; J:jips, Bl:blödit, Te: tenardit Ku: kuvars, Ka:kalsit
46 Ýlhan SÖNMEZ 3. Zon: Blödit + Jips Zonu Mineralleþmenin pürüzlü ve köpüksü "efflorescence" bir görünümde kabarmalar þeklinde yoðunlaþmaya baþladýðý, ortalama 3-5 cm kalýnlýðýnda bir mineral kabuðun gözlendiði zondur (Þekil 12 a,b). A-A' doðrultusu boyunca gölcüðün doðu kenarýnda yaklaþýk 55 m batý kenarýnda yaklaþýk 93 m uzunluða sahiptir. Bu zondan alýnan örnekte yapýlan XRD analiz sonucunda bol miktarda blödit, jips, az tenardit, çok az feldispat ve eser miktarda halit saptanmýþtýr (Þekil 13). Kimyasal analiz sonucuna bakýldýðýnda Na 2 O, MgO ve SO 3 oranýndaki artýþ ve CaO oranýndaki düþüþ açýk olarak görülmektedir (Çizelge 4). 4. Zon: Blödit + Tenardit Zonu Bu zon blödit-tenardit birlikteliði ile temsil edilmekte olup 5-10 cm arasýnda deðiþen kabuk kalýnlýðýnlýðý ile mineralleþmenin en kalýn olduðu zondur (Þekil 14 a,b). A-A' doðrultusu boyunca yaklaþýk 285 m bir uzunluða sahiptir. Bu tuzlu zonda büyüyen bitkiler göl ortasýnda yoðunlaþarak evaporasyonu çabuklaþtýrmakta ve absorbe ettikleri tuzlu su nedeniyle çökelimi beslemektedirler (Þekil 15a,b). Bu alanda çadýr yapýlarý "tepee structure" (Þekil 16 a,b), çubuksu blödit kristalleri (Þekil 17), poligonal kuruma çatlaklarý (Þekil 18) ve kuruma etkisinde geliþen breþik yapý içerisindeki blödit kristalleri (Þekil 19) yaygýn olarak bulunmaktadýr. Zondan alýnan B4, B5, B6, B7, B8 temsili örneklerinde yapýlan XRD analizinde blödit - tenardit birlikteliði ile çok az halit ve çok az jips minerali içermektedir (Þekil 20a, b, c, d, e). Kimyasal analiz sonuçlarý da bu birlikteliði desteklemektedirler (Çizelge 5). Ýshaklý playa gölünün batý tarafýndaki blödit + jips zonuna karþýlýk gelen B9 ve B10 temsili örneklerinde yapýlan XRD analizinde blödit, tenardit, halit ve çok az jips minerali saptanmýþtýr. Çizelge 4- B3 örneðinin kimyasal analizi (Oksit deðerleri % aðýrlýk olarak verilmiþtir). Þekil 12- Blödit + jips zonunu temsil eden köpüksü "efflorescence" mineralleþme yüzeyi a: genel görünüm, b: yakýn görünüm.
ÇANKIRI-ÇORUM HAVZASI GÜNCEL BLÖDÝT ÇÖKELÝMÝ 47 Elektron mikroskobu (SEM) çalýþmalarýnda XRD analizlerinde belirlenen blödit - tenardit birlikteliðinin mineral iliþkisi tanýmlanmaya çalýþýlmýþtýr. Ayrýca kristaller üzerinde EDS nokta analizleri yapýlarak (Þekil 22 b,d,f), (Þekil 23 b) minerallerin farklý formlarý tanýmlanmýþtýr. Yarý öz þekilli, tabular blödit kristalleri (Þekil 22 a,c,e) üzerinde çubuksu ve zonlu yapýda gözlenen tenardit minerallerinin (Þekil 23 a,c) büyüdüðü ve blöditten sonra kristallendiði gözlenmiþtir (Þekil 24a,b). SONUÇLAR (Þekil 21 a,b). Bu örneklerin kimyasal analiz sonuçlarý da yüksek Na2O, SO3 oranlarý vermektedir (Çizelge 6). Türkiye'de ilk defa Çankýrý - Çorum havzasýnda ekonomik bir Na-sülfat minerali olan blödit minerali güncel çökeliminin varlýðý Ýshaklý playa gölünde tespit edilmiþtir. Yapýlan analizlerde bu oluþuma tenardit, çok az halit ve jipsin de eþlik ettiði saptanmýþtýr. Analiz sonuçlarýna göre Ýshaklý playa gölünün batý tarafý blödit + jips zonunun doðu tarafýndaki zona göre daha yüksek Na2O, SO3 içermesi ve mineralleþmenin de batýda, doðu tarafa göre daha kalýn gözükmesi Ýshaklý playa gölünde beslenmenin batý tarafýndan daha etkin olabileceðini düþündürmektedir. Ýshaklý playa gölünde yapýlan mineralojik zon haritasýna göre göl alaný dört farklý zona ayrýlmýþtýr. Bunlar dýþtan içe doðru; 1. zon: jips+ kalsit zonu, 2. zon: jips + kalsit + blödit zonu, 3. zon: blödit + jips zonu ve 4. zon: blödit + tenardit zonudur. Bu zonlardan alýnan örneklerin analiz sonuçlarýna göre playa gölün batý tarafýn- Þekil 13-B3 örneðinin XRD difraktogramý; J: Jips Bl: blödit, Te: tenardit, H: halit Þekil 14- Blödit + tenardit zonunda görülen büyük ölçekli kuruma çatlaklarý ve kabuklaþmalar a:genel görüntüsü, b: yakýn görüntüsü.
48 Ýlhan SÖNMEZ Çizelge 5- B4, B5, B6, B7, B8 nolu örneklerin kimyasal analizi (Oksit deðerleri % aðýrlýk olarak verilmiþtir). Þekil 15- a: Göl kenarýnda tuza dayanýklý bitkilerin genel görüntüsü, b:göl ortasýnda tamamen blödit minerali ile örtülmüþ bitki kalýntýlarý. Þekil 16- Çadýr yapýlarý a:geliþmiþ çadýr yapýsý, b:zayýf çadýr yapýsý.
ÇANKIRI-ÇORUM HAVZASI GÜNCEL BLÖDÝT ÇÖKELÝMÝ Þekil 17- Çubuksu blödit kristalleri a: genel görünüm, b: yakýn görünüm. Þekil 18- Göl ortasý poligonal kuruma çatlaklarý Þekil 19- Kuruma etkisinde geliþen breþik yapý içerisindeki blödit kristalleri Çizelge 6- B9, B10 nolu örneklerin kimyasal analizi. (Oksit deðerleri % aðýrlýk olarak verilmiþtir). 49
50 Ýlhan SÖNMEZ Þekil 20- Blödit + Tenardit zonundan alýnan örneklerin XRD difraktogramlarý; J: jips, Bl: blödit, H: halit, Te: tenardit; a: B4 nolu örnek, b: B5 nolu örnek, c: B6 nolu örnek, d: B7 nolu örnek, e: B8 nolu örnek.
ÇANKIRI-ÇORUM HAVZASI GÜNCEL BLÖDÝT ÇÖKELÝMÝ 51 Þekil 21- B9, B10 nolu örneklerin XRD difraktogramlarý; J:jips, Bl:blödit, H:halit Te: tenardit; a: B9 nolu örnek, b: B10 nolu örnek da blödit-jips zonu mineraleþmesinin daha kalýn olmasý ve yüksek Na 2 O, SO 3 içermesi sebebiyle beslenmenin gölün batý tarafýndan daha etkin olabileceðini düþünülmektedir. Yapýlan SEM çalýþmalarýnda etkin olarak gözlenen blödit - tenardit birlikteliðinde blödit kristalleri üzerinde tenardit mineralinin büyüdüðü ve blöditten sonra kristallendiði net bir þekilde gözlenmiþtir. Sahada gölün çamur düzlüðünü oluþturan jips+kalsit zonunda yapýlan karotlu sondaj çalýþmasýnda toplam 592 m kalýnlýkta halit tabakasý kesilmiþtir. Blödit-tenardit birlikteliðine ait net bir bulguya rastlanýlmamýþ olmakla birlikte detay analizler ve sondaj çalýþmalarý devam etmektedir. Güncel olarak göl suyundan evaporasyonla çökelen bu mineralleþme yaklaþýk 187.500 m 2 gölcük alaný içerisinde, ortalama 3 cm'lik mineral kalýnlýðý ile yaklaþýk 12.500 ton (blödit + tenardit) görünür ekonomik rezerve karþýlýk gelmektedir. Ancak bu çökelen rezerv toplandýktan sonra yeni çökelimin süresinin ve kalýnlýðýnýn takip edilmesi gerekmektedir. Bu verilerden sonra ancak sahanýn Na-sülfat yönüyle ekonomikliðine karar verilebilecektir. Yüzeydeki bu güncel mineralleþmenin gömülü bir yatak tarafýndan mý beslendiði ya da yer altý suyundaki iyon zenginleþmesini (Na, Mg) takip eden yüzeydeki buharlaþma sürecinde mi geliþtiðinin belirlenmesi için daha detay çalýþmalar gerekmektedir. Ayrýca, havzada kesilen çok kalýn halit (NaCI) mineralleþmesinin bu güncel çökelime eþlik etmemesinin nedenleri araþtýrýlmalýdýr. Sistemi besleyen yeraltý suyu kimyasýnýn kökeni, güncel tektonik ve hidrojeoloji gibi etmenler de göz önüne alýnýp detay veriler üretilmelidir. KATKI BELÝRTME Bu çalýþma Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüðü (MTA) tarafýndan yürütülmekte olan Orta Anadolu Endüstriyel Hammadde Aramalarý Projesi kapsamýnda elde edilen bazý verileri içermektedir. Arazi ve büro çalýþmalarýndaki katkýlarýndan dolayý Prof. Dr. Baki Varol'a, XRD ve SEM
52 Ýlhan SÖNMEZ Þekil 22- Blödit kristalleri a: Blödit mineral topluluðu (B4), b:blödit kristali üzerinde alýnan EDS nokta analizi (B4), c: Tabular blödit kristali (B7), d: Tabular kristal üzerinde alýnan EDS nokta analizi (B7), e:yarý özþekilli blödit kristali (B10), f: Yarý özþekilli blödit kristali üzerinde alýnan EDS nokta analizi (B10), (O: kristal üzerinde alýnan EDS analiz ölçüm noktasý).
ÇANKIRI-ÇORUM HAVZASI GÜNCEL BLÖDÝT ÇÖKELÝMÝ 53 Þekil 23- Tenardit kristalleri a: Zonlu yapýda tenardit kristalleri (B9), b: Zonlu yapýdaki tenardit kristali üzerinde alýnan EDS nokta analizi (B9), c: Çubuksu yapýda tenardit kristalleri (B9). Þekil 24- Blödit kristali üzerindeki tenardit kristalleri a: çubuksu tenardit kristali (B9), b: disk þekilli tenardit kristali (B9).
54 Ýlhan SÖNMEZ incelemelerindeki katkýlarýndan dolayý Ýnciser Girgin'e (MTA) ve Okan Zimitoðlu'na (MTA), teþviklerinden dolayý Haþim Aðrýlý'ya (MTA), çizimler konusunda yardýmcý olan M. Ali Yastý'ya (MTA) teþekkür ederim. DEÐÝNÝLEN BELGELER Yayýna verildiði tarih, 8 Nisan 2009 Akyürek, B., Bilginer, E., Akbaþ, B., Hepþen, N., Pehlivan, Þ., Sunu, O., Soysal, Y., Çatal, E., Daðer, Z., Sözeri, B., Yýldýrým, H. ve Hakyemez, Y. 1982. Ankara-Elmadað-Kalecik dolayýnýn temel jeolojisi Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüðü Rapor no: 7298 Ankara; (Yayýmlanmamýþ). Aziz, A.1972. Ýskilip civarý ile güney ve güney batýsýnýn jeolojisi ve petrol olanaklarý: Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüðü Rapor no: 6132 Ankara (Yayýmlanmamýþ). Birgili, S.,Yoldaþ, R. ve Ünalan, G. 1975. Çankýrý- Çorum havzasýnýn jeolojisi ve petrol olanaklarý: Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüðü Rapor no: 5621 Ankara (Yayýmlanmamýþ). Çelik, E., Kayakýran S. ve Kartalkanat A.,1987 Çayýrhan doðal sodyum yataðý maden jeolojisi raporu ve dünyada sodyum sülfat, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüðü Rapor no: 8206 (Yayýmlanmamýþ). Dromart, G. ve Dumas, D., 1997. The Salt Basin of Valence (France): In: (Sedimentary deposition in Rift and Foreland Basins in France and Spain (Eds. G. Busson and B.Ch. Schreiber) pp. 195-239, Columbia University Press, New York. Ergun, O.N., 1977. Sedimentology and Tertiary evaporites, Uðurludað Area Çankýrý - Çorum basin, Turkey. Doktora Tezi Imperial College, London, 260s. (Yayýmlanmamýþ). Görür, N., Oktay, F. Y., Seymen, Ý. ve Þengör, A. M. C. 1984. Paleotectonic evolution of the Tuzgölü Basin complex, Central Turkey. Sedimentary record of a Neo-Tethyan closure, In: (Eds. Dixon, J. E. and Robertson, A. H. F.) The geological evolution of the eastern mediterranean: Geological Society of London special Paper, 17, 467-482. Gündoðan, Ý., 1994. Geology, mineralogy, geochemistry and economic potential of the Bolluk Lake and the adjacent area Cihanbeyli - Konya. Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Ýzmir, 79s (Yayýmlanmamýþ).,2000. Geology, mineralogy - petrography and economic potential of the Upper Miocene evaporites in the Beypazarý and Çankýrý-Çorum Basins. Doktora Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, 254 s (Yayýmlanmamýþ). ve Helvacý, C., 2001. Sedimentological and petrographical aspects of Upper Miocene evaporites in Beypazarý and Çankýrý - Çorum Basins, Turkey. International Geology Reviews, 43, 818-829. Hakyemez, Y., Barkurt, M.Y., Bilginer, E., Pehlivan, Þ., Can, B., Daðer, Z. ve Sözeri, B., 1986. Yapraklý-llgaz-Çankýrý-Çandýr dolayýnýn jeolojisi: Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüðü Rapor no: 7966 Ankara (Yayýmlanmamýþ). Helvacý, C.,Ýnci, U.,Yýlmaz, H. ve Yaðmurlu, F., 1989. Geology and Neogene Trona Deposit of the Beypazarý region, Turkey, Doða Türk Müh. ve Çev. D., 13/2, 245-256. Karadenizli, L. 1999. Çankýrý-Çorum Havzasý'ndaki Orta Eosen-Erken Miyosen Tortullarýnýn Sedimantolojisi, Doktora Tezi Ankara Üniversitesi, 189 s (Yayýmlanmamýþ). ve Kazancý, N. 2000. Çankýrý-Çorum havzasýndaki paleo - yükselti ve alt havzalar. Cumhuriyetin 75. yýldönümü yerbilimleri ve madencilik kongresi, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüðü, Ankara, Bildiriler 209-227.
ÇANKIRI-ÇORUM HAVZASI GÜNCEL BLÖDÝT ÇÖKELÝMÝ 55 Karadenizli, L. Saraç, G., Þen, Þ., Seyitoðlu, G., Antoine, P.O., Kazancý, N., Varol, B., Alçiçek, M.C., Gül, A., Erten, H., Esat, K., Özcan, F., Savaþçý, D., Antoine, A., Filoreau, X., Hervet, S., Bouvrain, G., De Bonis, L. ve Hakyemez, Y., 2004. Çankýrý-Çorum Havzasýnýn batý ve güney kesiminin memeli fosillere dayalý Oligo- Miyosen biyostratigrafisi ve dolgulama evrimi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüðü Rapor no: 10706 Ankara (yayýmlanmamýþ) Kaymakçý, N., 2000. Tectono-stratigraphical evolution of the Çankýrý basin (Central Anatolia Turkey). PhD Thesis, Univ. Utrecht, Geologia Ultraiectina. 190, 247 p. Koçyiðit, A., 1991. Changing stress orientation in progressive intracontinental deformation is indicated by the Neotectonics of the Ankara Region (NW Central Anatolia). TPJD Bülteni, 3 (1), 43-55. Ordonez, S. ve Garcia del Cura, M.A., 1994. Deposition and diagenesis of sodium-calcium sulfate salts in the Tertiary saline lakes of the Madrid basin, Spain. In: (Eds. R.W. Renault and W.M. Last). Sedimentology and Geochemistry of modern and ancient saline lakes SEPM Spec. Publ., 50, 229-238. Orti, F. ve Rosell, L., 2000. Evaporative systems and diagenetic patterns in the Calatayud Basin (Miocene, central Spain). Sedimentology, 47, 665-685. Salvany, J. M.,1997. Continental evaporitic sedimentation in Navarra during the Oligocene to Lower Miocene: Falces and Lerin Formations. In: Sedimentary deposition in rift and foreland basins Ýn France and Spain, Paleogene and Lower Neogene (Eds. G.Busson and B.Ch. Schreiber), 397-419, Columbia University Press, New York. ve Orti,F., 1994. Miocene glauberite deposits of Alcanadre, Ebro Basin, Spain, sedimentery and diagenetic processes, Sedimentology and Geochemistry of modern and ancient saline lakes (Eds R.W. Renault and W.M. Last), SEPM Spec. Publ., 50, p. 203-215. Salvany, J.M., Veigas,J.G., ve Orti F., 2007. Glauberite-halite association of the Zaragoza Gypsum Formation (Lower Miocene, Ebro Basin, NE Spain), Sedimentology 54, 443-467. Seyitoðlu. G., Kazancý, N., Karakuþ, K., Fodor, L., Araz. H. ve Karadenizli, L., 1997. Does continuous compressive tectonic regime exist during Late Palaeogene to Late Neogene in NW Central Anatolia, Turkey? Preliminary observations. Turkish Journal of Earth Sciences, 6, 77-83.,, Karadenizli, L., Þen, Þ., Varol, B. ve Karabýyýkoðlu, T., 2001. Rockfall avalanche deposits associated with normal faulting in the NW of Çankýrý basin: Ýmplication fort he post - collisional tectonic evolution of the Neo- Tethyan suture zone. Terra Nova, 12/6, 245-251. Þengör, A. M. C. ve Yýlmaz, Y. 1981. Tethyan evolution of Turkey: A plate tectonic approach. Tectonophysics, 75, 181-241. Türkel, K. ve Ertok, H., 2001. 8. Beþ Yýllýk Kalkýnma Planý, Özel Ýhtisas Komisyonu Raporu, Endüstriyel Hammaddeler Alt Komisyonu, Cilt II, Sodyum Sülfat Çalýþma Raporu, s 113-150. Tüysüz, O. ve Dellaloðlu, A.A., 1992. Çankýrý havzasýnýn tektonik birlikleri ve havzanýn Jeolojik evrimi. Türkiye 9. Petrol Kongresi Bildirileri özeti, 180. Varol, B., Araz, H., Karadenizli, L., Kazancý, N., Seyitoðlu, G. ve Þen, Þ., 2002. Sedimentology of the Miocene evaporitýc succession in the North of Çankýrý-Çorum Basin, Central Anatolia, Turkey. Carbonates and Evaporites, 17/2, 197-209. Yoldaþ, R., 1982 Tosya (Kastamonu) ile Bayat (Çorum) arasýndaki bölgenin jeolojisi. Doktora tezi, Ýstanbul Üniversitesi. 311 s (Yayýmlanmamýþ).