VIII. ULUSAL KİL SEMPOZYUMU, 24-27 Eylül 1997, DPÜ, KÜTAHYA EOSEN YAŞLI SORGUN (YOZGAT) KÖMÜR HAVZASININ KİL MİNERALOJİSİ VE TÜMKAYAÇ JEOKİMYASI ARASINDAKİ İLİŞKİLER Relationships between clay mineralogy and whole-rock geochemistry of Sorgun (Yozgat) Eocene Coal Basin, Central Anatolia, Turkey Hüseyin Yalçın Cumhuriyet Üniversitesi, Müh. Fak. Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 58140 Sivas Ali İhsan Karayiğit Hacettepe Üniversitesi, Müh. Fak. Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 06540 Beytepe-Ankara Emine Cicioğlu Hacettepe Üniversitesi, Müh. Fak. Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 06540 Beytepe-Ankara Gülţen Gümüşer Cumhuriyet Üniversitesi, Müh. Fak. Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 58140 Sivas ÖZET Eosen havzası; kuzeyde ofiyolitik dizi, güneyde granitoyidler ile sınırlandırılmıştır. Gölsel Çeltek Formasyonu dört fasiyesten oluşmaktadır. Bunlar sırasıyla kumtaşı, ender olarak marn ve kireçtaşı bantları ile kiltaşı arakatkıları içeren kömür, kumtaşı arakatkılı bitümlü şeyl, merceksi kumtaşı-çamurtaşı ardalanmasıdır. Çekerek Formasyonu altta marn, üstte kumlu marnlar/kiltaşları ve kumtaşı bantları ile ardalanmalı konglomera fasiyesindedir. İstifin en üst kesimini trioktahedral smektit ve klinoptilolit içeren volkanojenik ürünler bulunmaktadır. Alterasyon ürünlerini serpantinleşmiş ultramafiklerde serpantin, bazaltik kayaçlarda klinoptilolit + analsim + S-C + illit + klorit, biyomikritlerde kalsit + smektit + illit + klorit, granitoyidlerde kaolinit temsil etmektedir. Çeltek Formasyonu; bolluk sırasına göre fillosilikat (başlıca kaolinit; tali illit, klorit ve smektit), kuvars, feldispat, opal-ct, pirit, kalsit ve eser miktarda dolomit içermektedir. Kalsit tabandaki kumtaşlarında, klorit üst kumtaşı seviyelerinde gözlenmektedir. Opal-CT ve pirit kömürlü zonun karakteristik mineralleri iken, bu zonda feldispat ve smektit bulunmamaktadır. Çekerek formasyonu grovakları yaygın olarak kuvars, pertitik ortoklaz, plajiyoklaz, kayaç parçacıkları (çoğunlukla granitik veya volkanit ve kısmen metamorfik), kil (S-C + klorit + illit ± serpantin veya kaolinit ± illit), eser miktarda biyotit, muskovit, ojit, epidot ve klorit içermektedir. Karbonatlı kumtaşlarında ise dolomit+opal-ct+kil (kaolinit, daha az illit ve smektit) birlikteliği ortaya çıkmaktadır. Kumlu kiltaşı/marnlar; grovaklardan, smektit ve/veya I-C içermesi ile ayrılmaktadır. Çekerek Formasyonu ile karşılaştırıldığında, Çeltek Formasyonunda geçiş metallerinden Pb hariç Fe, Mn, Cr, Ni, Co ve Cu ın, yüksek değerlikli elementlerden Ti, Nb ve Zr un konsantrasyonları düşük, iri katyon yarıçaplı litofil elementlerden K, Rb, Ba, Sr ve Ga un konsantrasyonları ise yüksektir. ABSTRACT Eocene basin is surrounded by ophiolitic suite at the north and granitoids at the south. Lacustrine Çeltek Formation is made up of four facies. These are sandstone, coal with rarely marl and limestone bands and also claystone intercalations, and lensy sandstone-mudstone alternations, respectively. Çekerek Formation is consisted of marl at the bottom and alternation of sandy marl/claystone-conglomerate with sandstone band at the top. The volcanogenic products containing trioctahedral smectite and clinoptilolite are found at the uppermost of sequence. Alteration products 15
are represented by serpentine in the serpentinized ultramafics, clinoptilolite + analcime + clay (S-C + illite + chlorite) in the basic volcanites, calcite + clay (smectite + illite + chlorite) in the biomicrites, and kaolinite in the granitoids. Çeltek Formation includes phllosilicates (mainly kaolinite, minor illite, chlorite and smectite), quartz, feldspar, opal-ct, pyrite, calcite and trace amount of dolomite. In the sandstones, calcite is observed in the lower and chlorite in the upper levels. Opal-CT and pyrite are characteristic minerals of coal zone, whereas feldspar and smectite are not found in this zone. The graywackes of Çekerek Formation commonly contain quartz, perthitic orthoclase, plagioclase, rock fragments (abundantly granitic or volcanic, and partly metamorphic), clay (S-C + chlorite + illite ± serpentine or kaolinite), and negligible amounts of biotite, muscovite, augite, epidote and chlorite. An association of dolomite + opal-ct + clay (kaolinite, and much lesser illite and smectite) appears in the calcereous sandstones. Sandy claystone/marls are distinguished from graywackes on account of smectite and/or I-C. In the Çeltek formation the concentrations of transition metals (Fe, Mn, Cr, Ni, Co, Cu, except Pb) and HFSEs (Ti, Nb, Zr) are low, those of LILEs (K, Rb, Ba, Sr and Ga) are high, compared with Çekerek Formation. 1. GİRİŞ İnceleme alanı, Yozgat iline bağlı Sorgun ilçesi çevresini, 1/25.000 ölçekli Yozgat İ-34 a 3 ve a 4 paftalarını içine almakta olup, yaklaşık 300 km² lik bir alanı kapsamaktadır. Çalışma alanı güneyde granitoyid türü kayaçlar, kuzeyde ise ofiyolitik karışık ile sınırlandırılmıştır (Şekil 1). Sorgun havzası, Çankırı-Çorum havzasının (Norman, 1975) doğuya ilerlemiţ dar ve uzun bir kolu olup, Neo-Tetis'in kapanması ile eşzamanlı (Poisson et al., 1989) veya çarpışma-sonrası (Yılmaz, 1994) Kırşehir Bloğu sınırlarında gelişen bir alt havza biçiminde değerlendirilmiştir. İnceleme alanını da içine alan bölgesel çalışmalar genel jeoloji (Blumenthal, 1937; Ketin, 1963; Özcan ve diğ., 1980) ve sedimantolojiye (Norman, 1975) yöneliktir. Sorgun yöresinde yapılan diğer çalışmalar palinoloji (Nakoman, 1966), kömür aramaları (Ağralı, 1965; Gücük, 1978; Demir, 1980), kömür jeolojisi (Şenol, 1982), kömür kimyası ve petrografisi (Cicioğlu, 1995; Karayiğit ve diğ., 1996) ile ilişkilidir. Dünyada ve özellikle Türkiye de Eosen yaşlı kömür içeren kayaçlar, çoğunlukla denizel sedimanter çökeller ve bunlarla arakatkılı volkanik-volkaniklastik kayaçlar ile temsil edilmektedir. Bunlardan en önemlileri Pontid kuşağında Bolu-Mengen, Kastamonu-Tosya, Amasya-Suluova, Ordu-Gölköy, Bayburt; Anatolid kuşağında Çorum-İskilip, Yozgat-Sorgun ve Adana-Balcalı havzalarıdır. Bu çalışmada Sorgun kömür havzasının kil minerallerinin kökeninin incelenmesi amaçlanmıştır. 2. STRATİGRAFİ Eosen yaşlı kömür havzasının temelinde bazalt, kireçtaşı, radyolarit ve serpantinitlerden oluşan Artova ofiyolitli karışığı (Özcan ve diğ., 1980), granit granodiyoritler ile temsil edilen Yozgat granitoyidi (Erler ve diğ., 1991) bulunmaktadır (Şekil 1). Eosen yaşlı birimler Çeltek Formasyonu ile başlamaktadır. İlk defa Blumenthal (1937) tarafından adlandırılan birim; Sorgun yöresinde açık ocak ve sondaj karotlarından itibaren Cicioğlu (1995) tarafından yeniden tanımlanmış ve transgresyon öncesi olasılıkla gölsel bir ortamda çökeldiği ortaya konulmuştur. Birim alttan üste doğru dört fasiyesten oluşmaktadır. En alttaki fasiyes beyaz-açık gri renkli kumtaşlarından oluşmaktadır (1-2 m). İkinci fasiyes; kiltaşı arakatkıları (2-3 cm) içeren kömür tabakasıdır (2-16 m). Bu fasiyeste ender olarak marn ve kireçtaşı bantları da gözlenmiştir. Kömür tabakasının üzerindeki kumtaşı arakatkıları (5-10 cm) içeren açık kahverengi bitümlü şeyller (genellikle 2-3 m) 16
üçüncü fasiyesi temsil etmektedir. En üstteki fasiyesi merceksi kumtaşı-çamurtaşı ardalanması oluşturmaktadır. Eosen yaşlı diğer birim Çekerek Formasyonu (Özcan ve diğ., 1980) olup; iki fasiyesten oluşmaktadır. Alttaki fasiyes nummulitli yeşil marnlar (2-3 m), üstteki fasiyes epiklastik kayaçların ardalanması ile temsil edilmektedir. Kumlu marnlar ve/veya kumlu Şekil 1. Sorgun çevresinin jeoloji haritası (Karayiğit ve diğ., 1996) ve dikme kesiti. kiltaşları (genellikle 3-4 cm, üst seviyelerde 2-3 m); sarı renkli kumtaşı bantları (10-40 cm) ve konglomeralar ile ardalanmalıdır. Diğer Eosen yaşlı birim Kaletepe volkanitleri (Yılmaz ve diğ., 1995) olup, tüfler Yıldızeli-Yavu çevresindeki Eşmebaşı üyesi, aglomera ve bazaltlar ise Yavu üyesi (Çerikcioğlu, 1997) ile deneţtirilebilmektedir. Eosen yaşlı birimlerin üzerinde pekişmemiş epiklastik kayaçlar ve gölsel kireçtaşları ile temsil edilen Neojen çökelleri bulunmaktadır. 3. MATERYAL VE YÖNTEM Sorgun yöresinden ölçülü kesitler boyunca toplam 97 adet kayaç örneği alınmış ve Hacettepe Üniversitesi (H.Ü.) Jeoloji Mühendisliği Bölümü Laboratuvarları nda ve Cumhuriyet Üniversitesi (C.Ü.) Jeoloji Mühendisliği Bölümü Mineraloji-Petrografi ve Jeokimya Araştırma Laboratuvarları'nda (MİPJAL) yıkandıktan sonra çeşitli işlemlerden (ince-kesit, kırma-öğütme-eleme, kil ayırma, X-ışınları difraksiyonu-xrd) geçirilmiştir. Bunlardan ince-kesit petrografisi ile mineraller ve birbirleriyle olan dokusal ilişkileri, özellikle fillosilikatların kökeni belirlenmeye çalışılmıştır. XRD çözümlemeleri Philips marka PW 1140 model (H.Ü.) ve Rigaku marka DMAX IIIC model X-ışınları difraktometresinde (C.Ü.) CuK α ışıması kullanılarak yapılmış 17
ve ince taneli sedimanter kayaçların tüm kayaç ve kil boyu bileşenleri (< 2 µm) tanımlanmış (J.C.P.D.S., 1990) ve yarı nicel yüzdeleri de dış standart yöntemi (Brindley, 1980) esas alınarak hesaplanmıştır. Sedimantasyon yöntemi ile ayrılan kil fraksiyonu difraktogramları normal (havada kurutulmuş), glikolleme (60 C de 16 saat desikatörde etilen glikol buharında bırakma) ve fırınlama (490 C de 4 saat fırında ısıtma) işlemlerinden geçirilerek elde edilmiştir. d-mesafelerinin ölçülmesinde kuvars iç standart olarak kullanılmıştır. Kaolinit politiplerinin belirlenmesinde, bu mineralce zengin kil fraksiyonlarının yönlendirilmemiş toz çekimleri (2θ=2-65 ) kullanılmıştır. Smektitlerin b 0 parametresi ise d (060) yansıması üzerinde kuvarsın (211) piki (2θ=59.97, d=1.541 Å) referans alınarak ölçülmüştür. Tüm kayaç bazında yapılan ana ve iz/eser element çözümlemeleri C.Ü. Jeoloji Mühendisliği Bölümü Mineraloji-Petrografi ve Jeokimya Araştırma Laboratuvarları'nda (MİPJAL), Rigaku marka 3270 model X-ışınları floeresans spektrometresi nde (XRF), toz örnek Al-kapsüllere konulup, yaklaşık 10 tonluk yük altında preslenerek elde edilen pastiller üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bu çözümlemelerde çoğunlukla karbonat içermeyen ve kil mineral içerikleri yüksek kiltaşı ve şeyller ile tüfler seçilmiştir. Kimyasal analizler USGS (Flanagan, 1976) ve CRPG (Govindaraju, 1989) kayaç standartları eşliğinde yapılmış olup, doğruluk ana elementlerde % ± 2, eser/iz elementlerde % ± 5 mertebesindedir. 15 adet örnekte ana elementler % oksit cinsinden SiO 2, TiO 2, Al 2 O 3, ΣFe 2 O 2, MnO, MgO, CaO, Na 2 O, K 2 O, P 2 O 5 ve iz elementler ppm cinsinden Cr, Ni, Co, Cu, Pb, Zn, S, Rb, Ba, Sr, Ga, Nb, Zr, Y ve Th elementlerini kapsamaktadır. Ateşte kayıp (LOI) ise örneğin etüvde 110 C de bir gece (yaklaşık 16 saat) kurutulduktan sonra, fırında 1000 C deki H 2 O ve uçucu bileşenlerinin % ağırlığına karşılık gelmektedir. 4. PETROGRAFİ VE MİNERALOJİ XRD tüm kayaç ve kil fraksiyonu sonucu belirlenen minerallerin ortalama bolluklarına göre dikey dağılımları Şekil 2 de gösterilmiştir. Aşağıda bu minerallerin birimlerdeki litoloji ile ilişkileri ve parajenezleri sunulmuştur. 4.1. Artova Ofiyolitli Karışığı Birimde serpantinleşmiş ultramafikler dışında, yaygın bozunma gösteren mikrolitik porfirik dokulu bazaltik kayaçlar; başlıca cam ve plajiyoklaz mikrolitleri ile eser miktardaki kalsitden oluşan matriks içinde plajiyoklaz ve ojit fenokristalleri içermektedir. Volkanik camda ve yuvarlak amigdallerde yeşil renkli kloritleşmeler yaygındır. Amigdallerde optik izotrop analsim ile ışınsal-iğnemsi ve levhamsı-çubuksu klinoptilolit demetleri de bulunmaktadır. Zeolit minerallerinin varlığı XRD incelemeleri ile de doğrulanmıştır. Kil fraksiyonunu serpantinleşmiş ultramafiklerde serpantin, altere bazaltlarda smektit-klorit (% 45) + illit (% 25) + klorit (% 20) oluşturmaktadır. Birimdeki diğer litolojilerden karbonat kayaçları; bol radyolarya içeren biyomikritler olup; smektit (% 70) + illit (% 15) + klorit (% 15) ile temsil edilmektedir. 4.2. Yozgat Granitoyidi Holokristalin tanesel dokulu granit-granodiyoritlerde açık renkli bileşenler (kuvars, pertitik ortoklaz ve plajiyoklaz) dışında koyu renkli bileşenlerden hornblend ile eser miktarda titanit ve opak mineraller bulunmaktadır. Altere granitoyidlerdeki alkali feldispatlarda yaygın biçimde kaolinitleşme gelişmiştir. 18
4.3. Çeltek Formasyonu Birimdeki killi ve kumlu kayaçlar bolluk sırasına göre fillosilikat (genellikle kil mineralleri), kuvars, feldispat, opal-ct, pirit, kalsit ve dolomit içermektedir. Kalsit; tabandaki kumtaşlarında, feldispat kömürlü zonda bulunmamaktadır. Opal-CT ve pirit Şekil 2. Sorgun çevresindeki birimlerde belirlenen minerallerin dikey dağılımları. kömürlü zonun karakteristik mineralleridir. Dolomite eser miktarda (% 5) üstteki kumtaşlarında rastlanılmaktadır. Formasyondaki ana kil mineralini kaolinit (Şekil 3); tali minerallerini illit, klorit ve smektit oluşturmaktadır. Kaolin grubu minerallerinin karakteristik pikleri (Bailey, 1988), bunların kaolinit politipi ile temsil edildiğini göstermektedir. Kömürlü zonda smektit bulunmamaktadır. Klorit ise sadece üst kumtaşı seviyelerinde gözlenmektedir. 4.4. Çekerek Formasyonu Birimin ana litolojisini oluţturan kil matrisli ve az miktardaki karbonat çimentolu grovak-subgrovak türü kumtaşları başlıca kuvars, feldispat (genellikle pertitik ortoklaz ve kısmen plajiyoklaz) ve kayaç parçacıkları (çoğunlukla granitik veya bazaltik volkanit ve 19
daha az metamorfik) içermektedir. Eser miktarda gözlenen diğer bileşenler mika (biyotit ve muskovit), ojit, epidot, klorit (yeşil, bazen renksiz ve lifsi) ve opak minerallerdir. Kil parajenezini volkanik kayaç parçacıklı kumtaşlarında smektit-klorit (% 50) + klorit (% 30) + illit (% 20) oluşturmaka, bu parajeneze bazı örneklerde serpantin (% 35) de eşlik etmektedir. Granitik kayaç parçacıklı kumtaşlarında kaolinit ± illit, karbonatlı kumtaşlarında Şekil 3. Eosen yaşlı birimlerin tipik kil mineral parajenezlerine ait XRD difraktogramları. ise dolomit (% 20-30) ve opal-ct (% 5-10) ve kaolinit (% 80) + illit (% 15) + smektit (% 5) birlikteliği ortaya çıkmaktadır. Kumlu kiltaşı/marnlar; grovaklar ile aynı tüm kayaç mineralojisine sahip olmakla birlikte, smektit (% 5-10) ve/veya I-C (karışık tabakalı illit-klorit) içermesi (% 5-10) ile farklılık göstermektedir. Düzenli karışık tabakalı smektit-klorit (S-C) türü kil minerallerinin çoğu süperlatis yansımalara sahip olup (Hoffman ve Hower, 1979), korensit olarak tanımlanmıştır (Şekil 3). Reynolds un (1980) yöntemine göre, bu minerallerin glikollü çekimlerinden itibaren hesaplanan d (004)/(005) yansımasının değeri (3.45 Å), bunlarda smektit ve klorit tabakalarının eşit miktarda (% 50) bulunduğunu göstermektedir. 4.5. Kaletepe Volkanitleri Birimin Eşmebaşı üyesine ait piroklastik kayaçlar genellikle kristal ve camsı kül tüfleri ile temsil edilmektedir. Tüflerde çoğunlukla feldispat, kısmen kuvars, ojit, hornblend, biyotit, kalsit ve volkanik kayaç parçacıkları bulunmaktadır. Bağlayıcı malzemede yaygın killeşme (trioktahedral smektit, d 060 = 1.538 Å) ve zeolitleţme (klinoptilolit) geliţmiţtir. Yavu üyesini temsil eden mikrolitik porfirik dokulu bazaltlar plajiyoklaz mikrolitleri ve volkanik camdan oluţan matriks içinde plajiyoklaz ve ojit fenokristalleri içermektedir. 5. JEOKİMYA Eosen yaşlı birimlerde yapılan kimyasal çözümleme sonuçları (Çizelge 1), bunların ana ve iz element içerikleri birbirinden oldukça farklı olduğunu ortaya koymaktadır. Ana elementlerden Al 2 O 3 ve eser elementlerden Pb, Zn, Rb, Sr, Ga, Y ve Th hariç, diğer 20
elementlerin konsantrasyonları, diğer birimlere göre Çeltek formasyonunda daha düşüktür. Ayrıca, Çekerek Formasyonu ile karşılaştırıldığında, Çeltek Formasyonunda geçiş metallerinden Fe, Mn, Cr, Ni, Co ve Cu ın, yüksek değerlikli elementlerden (HFSE) Ti, Nb ve Zr un konsantrasyonları düşük, iri katyon yarıçaplı litofil elementlerden (LFSE/LILE) K, Rb, Ba, Sr ve Ga un konsantrasyonları ise yüksektir. Geçiş elementlerinden Zn ın miktarı Çizelge 1. Eosen yaşlı birimlerin tümkayaç kimyasal çözümleme sonuçları. Birim Çeltek Çekerek Eşmebaşı Örnek %Oksit M-6 M-8 E-8 K-8 SY-8 B-2 B-9 B-11 SOR- 8 SOR- 47 B6-1 SOR- 43 SOR- 45 SOR- 54 SOR- 55 SiO 2 41.63 40.64 54.03 41.55 40.47 66.33 50.91 50.15 55.53 37.56 69.30 60.76 56.98 59.62 57.56 TiO 2 0.74 0.34 1.26 0.19 0.50 1.15 1.71 1.67 0.96 1.00 0.22 0.72 0.86 0.79 0.75 Al 2 O 3 31.25 18.40 26.48 27.92 19.32 23.56 14.72 14.61 10.72 16.46 14.06 14.71 12.64 14.79 14.10 ΣFe 2 O 3 2.71 4.53 5.71 6.43 5.65 0.71 12.18 11.56 7.81 6.11 2.64 5.21 7.40 6.58 5.48 MnO 0.01 0.01 0.14 0.01 0.06 0.01 0.15 0.14 0.10 0.33 0.05 0.05 0.12 0.07 0.07 MgO 0.63 0.47 1.16 0.72 1.25 0.58 8.31 8.20 10.53 5.28 2.89 4.04 9.09 5.13 4.43 CaO 0.21 0.18 0.92 0.20 5.07 0.84 3.62 4.34 5.62 11.26 2.44 5.39 5.07 5.53 7.92 Na 2 O 0.17 0.06 0.09 0.16 0.05 0.17 1.47 1.28 1.05 0.63 3.22 2.27 3.07 2.02 1.54 K 2 O 1.93 1.10 2.55 1.67 1.64 3.00 1.97 1.95 1.43 2.00 3.11 0.94 0.66 1.25 1.89 P 2 O 5 0.07 0.05 0.10 0.05 0.08 0.07 0.16 0.15 0.12 0.18 0.06 0.19 0.15 0.17 0.16 LOI 20.61 33.48 7.26 20.66 25.62 2.86 4.58 5.35 5.50 18.78 1.85 4.52 2.72 3.19 5.95 Total 99.96 99.26 99.70 99.56 99.71 99.28 99.78 99.39 99.37 99.59 99.84 98.80 98.76 99.14 99.85 Cr 30 30 111 43 62 16 543 511 870 542 92 127 198 81 111 Ni 8 1 1 66 1 2 232 236 394 200 81 27 106 10 45 Co 9 15 20 22 20 2 43 40 27 21 9 18 25 23 19 Cu 23 23 32 29 36 10 53 59 34 23 21 44 41 34 42 Pb 159 172 138 121 135 223 14 16 14 37 40 54 38 108 32 Zn 93 80 123 78 148 85 111 110 88 77 86 72 93 80 81 Rb 191 88 141 99 119 146 59 59 49 52 109 39 33 42 59 Ba 76 11 445 29 118 460 176 124 106 256 863 1235 505 214 616 Sr 363 133 224 126 450 183 152 142 138 205 253 1617 302 768 663 Ga 45 25 22 27 24 15 17 17 14 12 16 16 18 19 17 Nb 21 7 22 4 12 33 17 17 11 11 15 7 8 6 8 Zr 68 30 336 31 120 873 132 133 99 97 107 232 136 153 152 Y 34 11 37 11 21 20 19 18 15 15 21 14 13 14 16 Th 62 25 34 12 26 29 4 5 1 2 14 5 3 3 4 her iki birimde de yaklaşık aynı değerde iken, Pb ın Çeltek Formasyonundaki bolluğu ise organik malzeme ile iliţkili gözükmektedir. Bu farklılık, elementlerin bolluklarının Kuzey Amerikan Şeyllerine (North American Shale Composite-NASC) göre normalize edilerek karşılaştırıldığı diyagramda da belirgin olarak izlenebilmektedir (Şekil 4). Diyagramda gözlenen en belirgin özelliklerde birisi de, tüm birimlerde Mn ın, Çeltek ve Çekerek Formasyonlarında Ba ın sadece Çeltek Formasyonunda Na ve Ni in tüketilmesidir. Buna karşılık, tüm birimlerde Pb, Çeltek Formasyonunda Th, Çekerek Formasyonunda Cr ve Ni, Eşmebaşı üyesinde Sr zenginleşmektedir. Bu değişimler ortalama kabuksal malzemeyi temsil eden Kuzey Amerikan Şeyl inin mineralojik bileşiminin (mika ve feldispat içermesi) yanı sıra, Sorgun yöresindeki birimlerin kaynak kayaçlarının ve çökelme ortamlarının farklılığı ile ilişkilidir. 21
6. SONUÇLAR VE TARTIŢMA Kömür içeren Çeltek Formasyonunun alt kesimindeki litolojilerin kil boyu bileşenlerinin hemen hemen bütünüyle kaolinitten oluşması, bu birimin çökelmesi sırasında granitoyidlerden beslendiğini ortaya koymaktadır. Birimin granitoyidlerin içinde ve kenar fasiyeslerinde gözlenmesi de bu görüşü doğrulamaktadır. Özellikle kömürlü zonda piritin varlığı ile de kanıtlanan indirgen ve olasılıkla nötr ph ortamında alkali feldispatlar bütünüyle kaolinite dönüşmüştür. Bu zonda feldispat ve smektitin bulunmaması bu görüşü Şekil 4. Sorgun çevresindeki Eosen yaşlı birimlerin NASC-normalize ana ve iz element dağılımları (NASC e ait element konsantrasyonları Condie den 1993 alınmıştır). doğrulamaktadır. Ayrıca, bu minerallerin yanısıra, kuvars dışında diğer açık ve koyu renkli minerallerinde gözlenmemesi, bu zonda hemen hemen tüm minerallerin duraylı kalamadıklarını göstermektedir (Gençoğlu ve diğ., 1989). Feldispatların hidrolizinden itibaren kaolinit oluşumundan artan silis opal-ct, koyu renkli minerallerin hidrolizinden ve organik malzemenin kömürleşmesinden açığa çıkan iyonlar ise yaygın olarak pirit ve yer yer de I-S biçiminde kristalleşmiş olmalıdır. Çekerek Formasyonunda litoloji ile mineralojik bileşim arasında yakın bir ilişki bulunmaktadır. Grovak türü kumtaşlarında kalsit + kuvars + feldispat + korensit + klorit + illit, kumlu kiltaşı/marnlarda kalsit + kuvars + feldispat + korensit + klorit + illit + I-C + smektit, karbonatlı kumtaşlarında dolomit + kuvars + opal-ct + feldispat + kaolinit + illit + smektit parajenezi gözlenmektedir. Diğer bir ifadeyle; granitik kayaç parçacıklarının, özellikle ortoklazların bol bulunduğu kayaçlar kaolinit, buna karşın volkanik kayaç parçacıklarının egemen olduğu litolojiler karışık tabakalı kil mineralleri ile temsil edilmektedir. Korensitin Türkiye de özellikle Üst Kretase ve Eosen yaşlı serilerdeki birincil (Yalçın, 1991; Çerikcioğlu, 1997) veya epiklastik volkanik malzemedeki (Bayhan, 1981; 22
Bayhan ve Yalçın, 1990; bu çalışma) yaygınlığı tipiktir. Ayrıca, kil minerallerinin dikey dağılımları ile çökelme ortamı, provenans ve uyumsuzluklar arasında yakın bir ilişki bulunmaktadır (Yalçın, 1991; Yalçın ve diğ., 1994). Jeokimyasal veriler ile de desteklendiği gibi, kaolinit, granitik kayaçlardan malzeme alan ve gölsel Çeltek formasyonunda; karışık tabakalı kil mineralleri, bazik volkanik ve kısmen serpantinitlerden beslenmenin yoğun olduğu denizel Çekerek Formasyonunda egemendir. İllit ve klorit türü kil minerallerinin de işaret ettiği gibi, Çeltek Formasyonunun üst kesiminin ve Çekerek Formasyonunun çökeldiği dönemde zaman zaman metamorfik taşınma da etkili olmuştur. Provenansın saptanmasında en fazla kullanılan hareketsiz (immobil) elementler (Wironkiewicz ve Condie, 1987) de mineralojik bulguları desteklemektedir. 7. YARARLANILAN KAYNAKLAR Ağralı, B., 1965, Yozgat-Sorgun havzasının 1/10 000 ölçekli jeolojik etüdü ve 1965-66 yıllarında yapılan arama sondajı verilerine göre bölgenin kömür imkanları: MTA Raporu, Derleme No. 3895, Ankara. Bailey, S.W., 1988, X-ray diffraction identification of the polytypes of mica, serpentine, and chlorite: Clays and Clay Minerals, 36, 193-213. Bayhan, E., 1981, Ankara civarı Üst Kretase-Alt Tersiyer yaşlı sedimanter kayaçların kil mineralojisi ve jeokimyasal incelenmesi: H. Ü., Doktora Tezi, 168s, (Yayımlanmamış). Bayhan, E., ve Yalçın, H., 1990, Burdur Gölü çevresindeki Üst Kretase-Tersiyer yaşlı sedimanter istifin tüm kayaç ve kil mineralojisi: M.T.A. Dergisi, 111, 73-87. Blumenthal, M.M., 1937, Merzifon ve Suluova (Amasya) kömür havzasının jeolojisi: MTA Raporu, Derleme No. 7063, Ankara. Brindley, G.W., 1980, Quantitative x-ray mineral analysis of clays: In Crystal Structures of Clay Minerals and Their X-ray Identification (Eds. by G. W. Brindley and G. Brown), Mineralogical Society, London, pp. 411-438. Cicioğlu, E., 1995, Sorgun (Yozgat) kömürlerinin kimyasal ve petrografik özelliklerinin incelenmesi: H. Ü. Fen Bil. Enst., Yük. Müh. Tezi, 84s (Yayımlanmamış). Condie, K.C., 1993, Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting results from surface samples and shales: Chem. Geol., 104, 1-37. Çerikcioğlu, B., 1997, Yıldızeli-Akdağmadeni arasındaki (Yavu çevresi) volkanik ve volkanosedimanter kayaçların mineralojik-petrografik ve jeokimyasal incelenmesi. C.Ü. Fen Bil. Enst., Yük. Müh. Tezi, 121s. Demir, Ş., 1980, Yozgat-Sorgun-Küçükköhne Yeniçeltek ruhsat sahası ile ilgili jeolojik etüd ve sondajlar hakkında rapor: MTA Raporu, Derleme No. 6949, Ankara. Erler, A., Akıman, O., Unan, C., Dalkılıç, F., Dalkılıç, B., Geven, A., ve Önen, P., 1991, Kaman (Kırşehir) ve Yozgat yörelerinde Kırşehir masifi magmatik kayaçların petrolojisi ve jeokimyası: TÜBİTAK Doğa, Müh.ve Çevre Bil.Bült., 15, 76-100. Flanagan, F. J., 1976, Descriptions and analyses of eight new USGS rock standarts. in Twenty-eight papers present analytical data on new and previously described whole rock standarts: USGS Prof. Paper, (ed. by F.J.Flanagan), 840, 171-172. Gençoğlu, H., Bayhan, H., ve Yalçın, H., 1989, Bilecik-Söğüt yöresi kaolin yataklarının mineralojisi ve kökeni: IV. Ulusal Kil Sempozyumu, C.Ü. Sivas, 20-23 Eylül, Bildiriler Kitabı (Eds. D.Boztuğ ve H.Yalçın), 97-112. 23
Govindaraju, K., 1989, 1989 compilation of working values and sample description for 272 geostandarts: Geostandarts Newsletter, 13, 1-113. Gücük, Ö., 1978, Yozgat-Sorgun linyit sahasının fizibilite etüdü: MTA Raporu, Derleme No. 6243, Ankara. Hoffman, J., and Hower, J., 1979, Clay mineral assemblages as low grade metamorphic geothermometers: Application to the thrust faulted disturbed belt of Montana, USA: In Aspects of Diagenesis (Ed. by P. A. Scholle and P. R. Schluger), Soc. Econ. Paleontol. Mineral., Spec. Publ., 26, 55-79. J.C.P.D.S., 1990, Powder Diffraction File. Alphabetical Indexes Inorganic Phases: Swarthmore, U.S.A., 871 pp. Karayiğit, A.İ., Eris, E., and Cicioğlu, E., 1996, Coal geology, chemical and petrographical characteristics, and implications for coalbed methane development of subbituminous coals from the Sorgun and Suluova Eocene basins, Turkey: Coalbed Methane and Coal Geology (Ed. by R. Gayer and I. Harris), Geol. Soc. Spec. Publ., 109, 324-338. Ketin, İ., 1963, 1:500 000 Ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası Açıklama Kitabı, Kayseri Paftası: MTA Yayını, 82 s. Nakoman, E., 1966, Eosen yaşlı Sorgun linyitlerinin sporopollinik etüdü: MTA Dergisi, 67, 69-89. Norman, T., 1975, Çankırı-Çorum-Yozgat bölgesinde Alt Tersiyer yaşlı sedimentlerde paleo-akıntılar ve denizaltı heyelanları: Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 18, 103-110. Özcan, A., Erkan, A., Keskin, A., Oral, A., Özer, S., Sümengen, M., ve Tekeli, O., 1980, Kuzey Anadolu fayı-kırşehir masifi arasının temel jeolojisi: MTA Raporu, Derleme No. 6722, Ankara. Poisson, A.M., Bergougnan, H., Alpaslan, M., Boztuğ, D., Temiz, H., Tutkun, Z., and Yalçın, H., 1989, The significance of the Paleogene Central Anatolian Basins around the Kırşehir Block, Turkey: Fifth Meeting of European Union of Geosciences (EUG V), Strasbourg, 20-23 March, Terra Cognita, pp.56. Reynolds, R.C., 1980. Interstratified clay minerals. In crystal structures of clay minerals and their x-ray identification (eds. G. W. Brindley, G. Brown). Mineralogical Society, London, 249-303. Şenol, M., 1982, Saray-Sorgun (Yozgat) dolaylarındaki çökellerin fasiyes özellikleri, ortam yorumları, linyit ve uranyum içerikleri: Türkiye Jeoloji Kurultayı Bildiri Özetleri, s. 37-38. Wronkiewicz, D.J., ve Condie, K.C., 1987, Geochemistry of Archean shales from the Witwatersrand Supergroup, South Africa: Source-area weathering and provenance: Geochim. Cosmochim. Acta, 51, 2401-2416. Yalçın, H., 1991, Clay mineralogy and geochemistry of Sivas (Hafik district) evaporite basin, Eastern Interior Anatolia: 7 th Euroclay Conference, Dresden, 26-30 August, Proceedings, v.3, 1185-1190. Yalçın, H., Kavak, K.Ş., Bozkaya, Ö., Poisson, A., ve İnan, S., 1994. Ağcakışla alt baseninin (Sivas baseni) litolojik ve mineralojik karakteristikleri: C.Ü. Mühendislik Fakültesi Dergisi Seri A-Yerbilimleri, 11, 87-95. Yılmaz, A., 1994, Çarpışma sonrası bir çanak örneği: Sivas havzası: Türkiye. Türkiye 10. Petrol Kongresi, s. 21-33. Yılmaz, A., Uysal, Ş., Bedi, Y., Yusufoğlu, H., Havzaoğlu, T., Ağan, A., Göç, D., ve Aydın, N., 1995, Akdağ Masifi ve dolayının jeolojisi. MTA Dergisi, 117, 125-138. 24