ANADOLU DA KULLANILMIŞ EN ESKİ SÜSTAŞI HAMMADDELERİ OLAN ANKARA AGATLARI VE ESKİŞEHİR KALSEDONLARININ GEMOLOJİK İNCELEMESİ THE GEMMOLOGICAL INVESTIGATION OF ANKARA AGATES AND ESKİŞEHİR CHALCEDONIES, THE OLDEST GEMSTONES USED IN ANATOLIA] Murat HATİPOĞLU Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir Meslek Yüksekokulu, Taş ve Metal İşlemeciliği Teknikerliği Programı Buca/İZMİR O. Özcan DORA Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü Bornova/İZMİR ÖZET: Anadolu da süstaşı madenciliği ve kullanımı metallik minerallerden daha uzun bir geçmişe dayanmaktadır. Özgün renk ve yapılarıyla Ankara Agatları ve Eskişehir Kalsedonları büyük olasılıkla Anadolu tarihinde kullanılan ilk süstaşlarıdır. İsmini İstanbul-Kadıköy den aldığı düşünülen kalsedon mineralinin ticari amaçlı madenciliği Roma dönemine kadar uzanır. Eskişehir- Sarıcakaya daki ocaklar günümüzde de halen işletilmektedir. SiO 2 grubundan olan bu iki mineral de, hidrotermal ortamda kolloidal silis çözeltilerinden çökelirler. Kalsedonlar tortul kökenli, agatlar ise volkanik kökenli birimler içerisinde yataklanmışlardır. ABSTRACT: In Anatolia, the history of gemstone mining and use goes further back than that of metallic minerals. Because of their unique colour and structure, Ankara agates and Eskişehir chalcedonies are most probably the first gems used in the history of Anatolia. Mining of the chalcedony material, assumed to be named after Istanbul-Kadıköy, for commercial purposes goes as far back as to Roman Period. The mines in Eskişehir-Sarıcakaya are still in operation today. These two gem materials, of SiO 2 group, precipitate from colloidal silica solutions in hydrothermal environment. Chalcedonies were
Murat HATİPOĞLU-O.Özcan DORA 2 embedded within units of sedimentary origin whereas agates were embedded with in units of volcanic origin. 1. GİRİŞ Ülkemizdeki süstaşı niteliğindeki hammaddeler, genellikle SiO 2 bileşimli minerallerden ve özellikle de opal, kalsedon ve agat cinsi yarı kıymetli süstaşlarından oluşmaktadır. Bu süstaşlarının yataklandığı bölgeler çoğunlukla Anadolu nun batısında yoğunlaşmıştır. Anadolu da yarı kıymetli süstaşı madenciliği, metalik madencilikten çok daha eskilere dayanmaktadır. Ancak bu gerçek, son on beş yılda bilimsel ortamlarda vurgulanmaya başlanmıştır. Özellikle Ankara Agatları ve Eskişehir Kalsedonları özgün renk ve yapılarıyla büyük olasılıkla tarihte Anadolu da kullanılan ilk süstaşlarıdır. Kalkolitik dönemde (yaklaşık 6000 yıl önce) başlayan bu iki süstaşına duyulan ilgi, farklı kültür ve toplumlarda beğenisini yitirmeksizin, hatta artan bir oranda, günümüze kadar gelmiştir. Anadolu daki yeraltı kaynaklarının değerlendirilmesine öncülük eden bu süstaşlarının, mineralojik özelliklerinin ve oluşum mekanizmalarının ortaya çıkarılması, hem ülkemizdeki gemolojik çalışmaların tarihçesinin belirlenmesi, hem de şu an büyük oranda atıl olan bu kaynaklara alıcıların ilgisinin çekilmesi amacından önemlidir. 2. COĞRAFİ KONUM Ankara agatları, genel olarak Ankara ile Çankırı illeri arasında bulunan Çubuk ile Şabanözü ilçelerinin orta kesimindeki bölgede, lokal olarak da Aydos dağının güneyi ile Susuz köy çevresinde yer almaktadır. 1/25000 ölçekli topoğrafik haritada Çankırı H30 a paftası içerisindedir (Şekil 1). Eskişehir kalsedonları ise, genel olarak Eskişehir-Adapazarı-Ankara illeri arasında bulunan Sakarya nehri güzergahında, lokal olarak da Sarıcakaya ve Nallıhan ilçeleri arasında Sakarya nehrinin güneyinde yer almaktadır. 1/25000 ölçekli topoğrafik haritada Eskişehir H25 d paftası içerisindedir (Şekil 3). 3. AGAT VE KALSEDONUN GEMOLOJİK TARİHÇESİ Anadolu da en uzun geçmişe dayanan süstaşı madenciliğinin ve işlemeciliğinin, muhtemelen günümüzdeki Ankara ve Eskişehir illerinin kuzeyinde bulunan özgün isimleriyle Ankara agatları ile Eskişehir kalsedonları üzerine olduğu arkeolojik çalışmalar sırasında Hacılar ve Tilkitepe (Kalkolitik
Murat HATİPOĞLU-O.Özcan DORA 3 Dönem) ile Alacahöyük ve Horoztepe (Erken Bronz Çağı) kazılarında bulunan ve halen Ankara daki Hitit Müzesinde sergilenen agat ve kalsedonlardan yapılmış küpe ve gerdanlıklar ile diğer takı malzemelerinden anlaşılmaktadır. Özellikle bu bölgeden toplanan süstaşlarının Anadolu da, Mezopotamya da ve Ege adalarında yeşermiş birçok uygarlıklara hammadde kaynağı oluşturduğu düşünülmektedir. M.Ö. 3000 yıllarında Mezopotamya da kurulmuş Sümer lere ait Kiş (Kish) antik kentinde, Oxford Üniversitesi bünyesindeki Field Doğa Tarihi Müzesi için yapılan arkeolojik kazılarda muhtemelen Ankara agatlarından yapılmış silindirik mühürler, yüzükler, boncuklar ve daha başka süsleme objeleri bulunmuştur (Quick, 1974). Ülkemizde ve Dünyadaki arkeoloji ve takı tarihi müzelerinde sergilenen örneklere göre, Ankara agatlarını ve Eskişehir kalsedonlarını kullandığı düşünülen, diğer halk toplulukları da kronolojik sırayla şöyle sıralanmaktadır: M.Ö. 2500 yıllarında Mezopotamya daki Asurlu lar agat ve kalsedonu silindirik ya da konik şekillerde, M.Ö. 2000-1800 yıllarında Girit teki Minos lular bileği çarkıyla mercek şeklinde, M.Ö. 1000 yıllarında Doğu Anadolu da Urartu lar silindirik mühürler şeklinde, işleyerek kullanmışlardır. Elazığ Müzesinde Urartu döneminden kalma piramit şekilli kalsedondan yapılmış mühür, Manisa-Sard bölgesi kazılarında bulunmuş aynı şekilli daha ufak bir mühür de İstanbul Arkeoloji Müzesinde sergilenmektedir. Anadolu da agat ve kalsedon işlemeciliğinin daha sonraki parlak dönemi, Milat yıllarına rastlar. Özellikle Roma dönemi başta olmak üzere Bizans, Selçuklu ve Osmanlı dönemlerinde de bu süstaşlarının işlenmesi gelişen alet kullanımıyla birlikte devam etmiştir. Roma devrinde, kalsedon ve agatlardan mükemmel denilebilecek, küçük kabartma heykelciklerinin yapıldığı bilinmektedir. Bunun en güzel örneği, yaklaşık 10 cm uzunluğundaki daire şekilli bir kalsedon üzerine kabartılmış bir kadın heykelciğidir. Bergama bölgesindeki kazılarda bulunmuş bu heykel İstanbul Arkeoloji Müzesinde sergilenmektedir. Yaklaşık 20 yıl evvel Eskişehir-Sarıcakaya bölgesinde yapılan kaçak bir kazıda bulunduğu ve Roma dönemine ait olduğu söylenen kalsedondan yapılmış tuzluk örneği İstanbul da bir antikacıya satılmıştır (Hatipoğlu, 1984). Eskişehir-Sarıcakaya bölgesinde Romalılar tarafından işletilmiş ve halen galerilerine girilebilen kalsedon ocakları bulunmaktadır (Hatipoğlu, 1984). Bu
Murat HATİPOĞLU-O.Özcan DORA 4 ocaklardan çıkartılan taşların muhtemelen İstanbul-Kadıköy limanından deniz yoluyla diğer Roma kentlerine gönderildiği ve bu yüzden de kalsedon isminin kökeninin Kadıköy den geldiği birçok literatürde belirtilmektedir. Mitchell (1979), bu adın M.Ö. 74 yıllarında Roma döneminde, Anadolu da Marmara Denizi kıyısındaki antik ismi Bitina (Bithynia) olarak bilinen yöreye ait, günümüzdeki Kadıköy ün olduğu yerde kurulu, liman kenti olan Kalsedon ya da Kalkedon dan geldiğini belirtmiştir. Gene kalsedon isminin, İstanbul-Haliç teki antik bir kasabadan Schumann (1984), ya da Anadolu daki antik ismi kalsedon olan bir liman kasabasından geldiği Arem (1987), ifade edilmektedir. Aynı yazarlar tarafından agat isminin kökeninin de, agat çakıllarına ilk kez rastlanılan İtalya- Sicilya daki antik ismi Achates olan nehirden geldiği belirtilmekteyse de, müzelerde gözlenen arkeolojik buluntuların agatların ilk kullanımının Anadolu ve çevresi olabileceği ortaya çıkmaktadır. 4. AGAT VE KALSEDONLARIN MİNERALOJİK ÖZELLİKLERİ Ankara-Çubuk agatları şekilsiz küçük yumrular olarak gözenek boşluklarını ya da çatlak boşluklarını doldurmuş katmansı kütleler halinde ve dış kabuksuz olarak bulunmaktadırlar. Bu agatlarda gözlenen yaygın renk mavi, sarı ya da kahvemsi-kırmızıdır. Birçok örnek eş merkezli (konsantrik), bir kısmı da yatayparalel tabakalı bantlanmalar içerir. İlaveten agatların çok azı kapanımsızdır. Çoğunluğu ışınsal-çubuksu ya da yosunumsu-dendritli kapanımlara sahiptir. Işınsal çubuklu kapanımların çoğunluğu zeolit (skolezit) mineralinin psödomorfları, diğerleri ise özgün silikat yapılarıdır. Bu nedenle Ankara-Çubuk agatları özel olarak çubuklu agat terimiyle adlandırılmışlardır (Hatipoğlu, 1996). Ayrıca çoğu agatların orta kesimlerinde kristalin kuvarsla doldurulmuş jeodlar gözlenir. Eskişehir-Sarıcakaya kalsedonları kahvemsi-sarımsı renkli yaklaşık 5 mm kalınlığında bir dış kabuk ile çevrelenmiş, pürüzsüz ve düzgün yüzeyli, gözenek boşluklarını doldurmuş yumrular şeklindedir. Bazı örneklerinde ise dış kabuk daha ince ve beyazımsı-sarı renklidir. Yumruların çapları ortalama 15-20 cm dir. Kalsedon yumruları kırıldığında koyu mavimsi bir renk ortaya çıkmaktadır. Ancak ince dilinimlerinde koyu mavi renk açılmakta, uçuk mavimsi-beyazımsı bir renk gözlenmektedir. Bu kalsedon yumrularının kırılmaya ve kesilmeye karşı
Murat HATİPOĞLU-O.Özcan DORA 5 sağlamlığı oldukça fazladır. Yaygın olmamakla beraber, bu bölgede dünyada çok ender gözlenen morumsu-mavi renkli kalsedonlar da bulunmaktadır. 5. AGAT VE KALSEDON İÇEREN BÖLGELERİN JEOLOJİK YAPILARI Ankara agatlarının ortaya çıktığı Çubuk bölgesinde, Neojen döneminde uzunca süren bir volkanik faaliyet gözlenir. Helvacı et al. (1989), Neojen volkanizmasının egemen olarak akarsu ve playa tipi sığ gölsel ortamda meydana geldiğini belirtirler. Tankut et al. (1998) bu volkanizmanın, Erken Tersiyer Tetis yitim sistemiyle ilgili olduğunu vurgularlar ve Erken Miyosen (20-16 My) ve Geç Miyosen (10 My) olmak üzere iki periyot da aktivite gösterdiğini belirtirler. Erken Miyosen evresinin ilk aşamasında, andezitik karakterli lavlar bu ortamda yayılarak katılaşmıştır. Daha sonra riyolitik magma yüzeye çıkmıştır. Geç Miyosen evre ise bazaltlarla temsil edilmektedir. Tankut et al. (1998), Erken Miyosen magmasının yitim zonunda yıkanmış sığ astenosferik mantodan, Geç Miyosen magmasının ise daha fazla tüketilmiş üst mantonun bölümsel ergimesinden türediklerini savlarlar. Erken Miyosen volkanizma evresine ait riyolit sokulumu sırasında ve izleyen dönemde egemen olan gerilme tektoniği geniş oranda andezitin ve kısmen de riyolit içerisinde, çatlakların ve çatlak zonlarının gelişmesine sebep olmuştur. Andezit içerisindeki bu çatlak zonu ile, riyolit içerisindeki gözenek ve boşluklar da agat mineraline ve diğer silis oluşuklarına yataklık etmiştir. Eskişehir kalsedonlarının ortaya çıktığı Sarıcakaya bölgesinde, Kretase sonu-paleosen başında, bölgenin temelini oluşturan serpantinitler üzerine, stratigrafik uyumsuz olarak çakıltaşı, kumtaşı, marn ve şeyl tortul birimlerini içeren Mihalgazi formasyonu (Kibici, 1982) çökelmiştir. Paleosen ortalarında yakın çevrede andezitik bir volkanizma gelişmiş ve volkanik faaliyet tortul birimlerle yanal geçişli ve ardalanmalı olarak Eosen sonuna kadar devam etmiştir (Şimşek, 1972). Volkanizma uzun dönem içerisinde belirli zaman aralıklarıyla yenilenmiş ve sonuçta bölgede farklı özelliklerde andezitler yayılmıştır. Kuzeyde çökelimini tamamlamış tortul birimlerden oluşan Avdan formasyonu da bu dönemde güneye sürüklenerek Mihalgazi formasyonu birimlerinin bir bölümünü örtmüş daha sonra da aşınarak bölge içerisinde klipler şeklinde kalmıştır. (Kibici, 1982). Mihalgazi formasyonu içerisindeki tortul
Murat HATİPOĞLU-O.Özcan DORA 6 birimlerin Gastropod fosilleri içermesi (Kibici, 1982), bu birimlerin çökeliminin sığ bir gölsel ortamda geliştiğini göstermektedir. Bu formasyonu oluşturan birimlerinin çökeliminden sonra bölgeyi etkileyen genleşme tektoniğinin neden olduğu faylanmalar, normal ve doğrultu atımlı olarak gelişmiştir (Hatipoğlu, 1984). Sonuçta bu birim içerisindeki kumtaşlarının ve fay zonundaki breşlerin gözenek boşlukları kalsedon mineralleri ve çok sayıdaki metalik mineralle dolmuştur (Hatipoğlu, 1984). 6. AGAT VE KALSEDON MİNERALLERİNİN OLUŞUM MEKANİZMALARI Ankara-Çubuk agatları Neojen yaşlı andezit ve riyolit içerisinde bulunmaktadır. Agatlar bu birimler içerisindeki çatlak ve gözeneklerde hidrotermal alterasyonu izleyen evrede hidrotermal silisli çözeltilerde kolloidal formdaki silisin, 100-200 o C sıcaklıkta, yüzey koşullarına yakın basınçta ve 9 un altındaki ph (alkalin) ortamında çökelimiyle oluşmuşlardır (Hatipoğlu, 1996). Konsantrik (eş merkezli) bant yapıları SiO 2 çözeltisinin SiO 2 jeline dönüşümünden oluşmasına karşın, yatay bant yapıları iri boyutlu SiO 2 kolloidlerinin yer çekiminden dolayı yatay çökelimiyle meydana gelmişlerdir. Özgün çubuklu agat yapısı, andezitlerin damar çeperinde hidrotermal alterasyon ürünü olan çubuk şekilli ışınsal zeolit (skolezit) mineralinin, SiO 2 tarafından ornatılması ve jelleşmiş kolloidal SiO 2 nin çubuklar arasında kalan kısmı (hamuru) doldurmasıyla ortaya çıkmıştır (Hatipoğlu, 1996). Bölgedeki dendritik ya da ışınsal-borumsu yapılı kapanımlara sahip yosun agat şeklindeki oluşumlar da, alkali silikat çözeltisine karışan metal tuzlarının neden olduğu özgün silikat yapıları olarak ortaya çıkmışlardır. Bunlar tek başlarına oluşabildikleri gibi, bazı örneklerde de ışınsal zeolit (skolezit) çubuklarının çevresinde gelişebilmektedirler. Eskişehir-Sarıcakaya kalsedonları Paleosen yaşlı seri içerisinde yer almaktadır. Bu seri birçok üyeden (çakıltaşı-kumtaşı-şeyl-marn) oluşmuştur. Ancak kalsedon, gözenekli yapısı nedeniyle seçimli olarak sadece kumtaşları içerisine yerleşmiştir. Ayrıca fay breşi de kalsedonlara yataklık eden ikinci gözenekli ortamdır. Sonuçta kalsedonun gelişi ve çökelimi litolojik ve yapısal faktörlerin denetimine bağlı olmuştur. Bu bölge kalsedonları, hidrotermal silisli suların epitermal evrede, 100-200 o C sıcaklıkta, çok düşük basınçta ve alkalin
Murat HATİPOĞLU-O.Özcan DORA 7 ph ortamında silisi çökeltmesiyle oluşmuştur. Kalsedonu oluşturan silisli çözeltilerin sirkülasyonu bölgede gelişen faylanmayla doğrudan ilişkilidir. Paleosen ve Eosen dönemlerinde aralıklı olarak devam ederek gelişen faylanmalar Mihalgazi formasyonu birimlerini doğrudan etkilemiştir. Bölgede gözlenen kalsedonlar yaygınca doğu-batı uzanımlı fay hattı boyunca yataklanmıştır. Fay hattı ortalama 1 km genişliğinde olup, esas fay hattına paralel tali fay hatları da gelişmiştir ve bunlar da kalsedona yataklık etmektedir. Paleosen yaşlı seri içerisinde yaklaşık birbirine paralel uzanan iki ana fay zonu arasında kalan bölgede bulunan kumtaşı ve fay breşleri içerisinde yaygın ve bolca kalsedon yanında az olarak opal, krizopras ve agat mineralleri ile perlitik oluşuklar da yer almaktadır. Bu bölgede özellikle kireçtaşı ve andezit birimlerinin dokonağında ve andezitin içerisinde gelişen fay zonu boyunca belirli aralıklarla pirit, kalkopirit, çinkoblend, galen antimuan ve mangan cevherleşmeleri bulunmaktadır. 7. SONUÇ Agat minerali ismini İtalya daki Achates nehrinden, kalsedon minerali de ismini İstanbul-Kadıköy den almıştır. Bununla beraber her iki mineralin madenciliği ve kullanımı Anadolu da antik çağlara kadar dayanmaktadır. Bu süstaşlarını simgeleyen Ankara-Çubuk agatları ile Eskişehir-Sarıcakaya kalsedonları, hidrotermal ortamlarda silisli çözeltilerin çökelimiyle oluşmuşlardır. Ancak agatlar andezitik ve riyolitik lavların çatlak ve gözenek boşluklarında oluşurken, kalsedonlar kumtaşları ve fay breşinin gözenek boşluklarında çökelmişlerdir. Ayrıca agatların oluşumundan önce hidrotermal alterasyon gözlenirken, kalsedonlarda böyle bir alterasyon izine rastlanmamıştır. Her iki mineralde 100-200 o C sıcaklık arlığında, yüzey koşullarına yakın basınç değerlerinde ve alkalin bir ph ortamında oluşmuştur. Kalsedonlar ile birlikte çok sayıda metalik cevherleşmeler epitermal bir zonlanmayı anımsatırken, agatlara eşlik eden metalik bir cevherleşme bulunmamaktadır. Bu yüzden de Ankara- Çubuk agatlarıyla, Eskişehir-Sarıcakaya kalsedonlarının oluşum mekanizmaları birbirinden farklılık göstermektedir. 8. YARARLANILAN KAYNAKLAR
Murat HATİPOĞLU-O.Özcan DORA 8 Arem, J., E. 1987. Color encyclopedia of gemstones (2 nd ed.). Van Nostrand Reınhold Company, New York, p.160. Hatipoğlu, M. 1984. Sarıcakaya güneydoğusu jeolojisi ve ekonomik potansiyeli. Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Bitirme Projesi, İzmir, 57 s. (yayınlanmamış). Hatipoğlu, M. 1996. Mineralogical and gemological investigation of barred and banded agates of Çubuk (Ankara) area. Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, İzmir, 128 s. (yayınlanmamış). Helvacı, C., İnci, U. and Yağmurlu, F. 1989. Geology and Neogene trona deposits of the Beypazarı region, Turkey. Doğa, 13, p.2. Kibici, Y. 1982. Sarıcakaya masifinin jeolojisi, petrografisi ve petrolojik etüdü. Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Eskişehir, 187 s. (yayınlanmamış). Mitchell, R., S. 1979. Mineral names (what do they mean). Van Nostrand Reinhold Company, New York, p. 83 and p. 102. Quick, L. 1974. The book of agates and other gems (3 th ed). Chilton Book Company, Pennsylvania. p. 28. Savaşçın, M., Y., Hatipoğlu, M., 1985, Sarıcakaya yöresinin jeoloji ve kalsedon yataklarının tarihçesi (Geology of the Sarıcakaya area and history of the chalcedony deposits). Türkiye Jeoloji Kurultayı, Bildiri Özleri, Ankara, s. 16. Şimşek, Ş., 1972, Sarıcakaya-İğdir (Eskişehir ili) alanının jeolojik incelemesi. İstanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Jeoloji Bölümü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, (yayınlanmamış). Tankut, A., Wilson, M., and Tadesse, Y. 1998. Geochemistry and tectonic setting of Tertiary volcanism in the Güven area. Anatolia, Turkey. Jour. of Volcan. and Geotherm. Res. Pub and Volcanology in Anatolia, (in print). Schumann, W., 1984, Gemstones of the World. Translated by E. Stern. Sterling Publishing Co., Inc, New York and N.A.G. Press, Ipswich. p. 126 and p. 132.
Murat HATİPOĞLU-O.Özcan DORA 9 ŞEKİLLER LİSTESİ: Şekil 1. Ankara-Çubuk agatı ile Eskişehir-Sarıcakaya kalsedonu bölgelerini gösteren harita.
Murat HATİPOĞLU-O.Özcan DORA 10
Murat HATİPOĞLU-O.Özcan DORA 11