Emet Neojen gölsel besininin jeolojik ve mineralojik-petrografik incelenmesi

Abstract

vıı ÖZET Kütahya ili (Batı Anadolu) sınırları içinde yar alan Emet Neojen gölsel baseninin genelleştirilmiş stratigrafik istifini ve bu istifi oluşturan birimlerin; jeolojik, mineralogik-petrografik özelliklerini belirlemek, simektit reborat minerallerinin oluşumlarına açıklık getirmek, karbonat ve kolemanit minerallerindeki bazı eser elementlerin dağılımını saptamak, elde edilen bulguların ışığında basenin jeolojik evrim ve paleocoğrafik gelişimini yorumlamak bu çalışmanın temel amacını oluşturmuştur. Bu amaç doğrultusunda inceleme alanının yaklaşık 245 km2flik 1:25 000 ölçekli jeoloji haritası yapılarak, formasyon mertebesinde dokuz litostratigrafik birim ayrılmıştır: Miyosen öncesi Temel kayaçları; Miyosen yaşlı Taban volkanitleri, Doğankayası, Köpenez ve Beyköy formasyonları; Pliyosen yaşlı Emet ve Merkezşıhlar formasyonları ile Dere- köy bazaltı; kuvaterner oluşukları. Ayrıca, bu birimlerin litolojik özellikleri belirlenerek genelleştirilmiş stratigrafik istif oluşturulmuş ve bölgede sedimantasyonla çağdaş tektonizmanın varlığı ortaya konulmuştur. Litostratigrafik birimlerden alman 530 örneğin tüm kayaç ve mineral fraksiyonlarında (kolemanit, karbonat, kil) optik ve elektronik mikroskop, Z-RD, ana ve eser element çözümlemeleri yapılarak, istifteki mineralojik-petrografik ve jeokimyasal değişimler incelenmiştir.viii Bu incelemelerden elde edilen sonuçlara göre, çalışma alanında üç ana evrede etkin olan volkanizmanın ürünlerini Miyosen yaşlı andezitler (Taban volkanitleri), camsı kül ve toz tüfleri (Köpenez) ve Pliyosen yaşlı bazaltlar (Dereköy) temsil etmektedir. Kireçtaşı ve kumtaşı ardalanmasından oluşan Doğanka- yası formasyonunun alt kesiminde yer alan tüflerdeki zeolitleşmenin ürünü analsim şeklindedir, Köpenez formasyonu tüflerinde yaygın bir şekilde gelişen bozunma sonucunda; klinoptilolit, analsim gibi zeolit mineralleri ile kuvars, opal-OT, K-feldispat ve dioktaedrik simektit neoformasyonu gerçekleşmiştir. Basenin kuzey ve güney kesiminde, bu mineraller arasında yatay yönde gelişen mineralojik zonlanmaların varlığı saptanmıştır, Beyköy formasyonunun alt kesimini kimyasal kireçtaşları, üst kesimini kuzeyde akarsu; güneyde ise türbid akıntılarla taşınıp çökeltilmiş kırıntılı kayaçlar oluşturmak tadır. Alt kesiminde borat oluşumları içeren Emet formasyonu karbonatlı ve killi kayâçlardan oluşmaktadır. Birimdeki egemen karbonat mineralleri kalsit ve dolomittir. Hidrotermal getiricilerin ürünleri olan kolemanit, üleksit, hidrobo- rasit ve probertit borat katmanlarını oluşturmaktadır. Realgar, örpiment, kükürt, jips ve sölestin boratlı zonda belirlenen diğer minerallerdir. Kil mineralleri ise steven- sit, saponit ve illit şeklindedir. Bunlardan stevensitler kimyasal çökelme; saponitler ise yerinde neoformasyon veix transformasyon sonucunda oluşmuşlardır. Diğer taraftan, degradasyon ürünü illitlerin miktarının Hisarcık kesiminden Göktepe-Espey yönünde arttığı belirlenmiştir. Merkezşıhlar formasyonu alüvyon yelpazesi ortamında oluşmuş kaba kırıntılar; Kuvaterner oluşukları ise traverten, çakıltaşı ve pekişmemiş sedimanlar ile temsil edilmektedir. Sonuçta; tüm. jeolojik, mineralojik-petrografik ve jeokimyasal verilerin ışığında, Emet sedimanter baseninin jeolojik evrim ve paleocoğrafik gelişimi ortaya konulmuştur.

SUMMARY She principal aimi/of the present study was to determine the geological, mineralogical-petrographical properties of the units belonging to the generalised stratigraphic sequence of the Emet lîeogene lacustrine basin» situated in the `boun daries of Kütahya province (Western Anatoloia), and also to clarify the formation of smectite and `borate minerals, to determine the distribution of some trace elements in the carbonate and colemanite minerals, and to interpret the geological evolution and the paleogeographical development of the basin under the light of the data obtained. Oriented to the above aims, geological map of an area of about 245 sq» km has been prepared to a scale of 1:25 000, and nine lithostrat'igraphic units have been differentiated; these are pre-Lîiocene Basement rocks; Basal volcanic rocks, Doğankayası, Kcpenez and Beykb'y formations of Miocene age; Emet and Merkezşıhlar formations, and Derekcy basalt of Pliocene age; and finally quaternary deposits. In addition to this, the generalized stratigraphic sequence has been prepared through determination of the lithological proper ties of the above units, and the presence of a simultaneous tectonism with sedimentation has been proved. Mineralogical-petrograpliical and geochemical variations in the sequence have been studied by optic and electron microscope, X-RD, ma^or and trace element analyses, carriedxi out on whole rock and mineral fractions (colemanite, carbo nate, clay) of 530 samples taken from lithostratigraphic units. According to the results obtained from the above stu dies, it has been found that the products of the volcanism that has been effective in three different phases in the area studied, are represented by tliocene andesites (Basal volcanic rocks), vitreous ash and ash tuffs (Köpenez), and Pliocene basalts (Dereköy). The zeolitization product of tuffs observed at the lower parts of Doğankayası formation, consisting of alterna ting limestones and sandstones, is in form of` analcite. As a result of extensive weathering in the tuffs of Köpenez formation, neoformation of quartz, opal-CT, E-felds- par and dioctahedral smectite together^ with zeolite minerals such as clinoptilolite and analcite has been realized. Mine- ralogic zoning among these minerals, developed laterally in the northern and southern parts of the basin has also been determined© Lower part of the Beykb'y formation consists of chemi cally formed limestone, whereas upper parts consist of clas tic material, deposited by streams in the north, and by tur bidity currents in the south. Emet formation, which contains borate occurences at lower levels, consists of carbonaceous and clayey rocks. The dominant carbonate minerals in this unit are calcite and dolomite. The borate horizons consist of products of hydro-xii thermal solutions, being coleraanite, uler.it e, hydroboracite and. probertite. Realgar, orpiment, sulphur, gypsum and ce- lestite are other minerals determined in the borate zone. The clay minerals are stevensite, eaponite and illite. Among the clay minerals, stevensites are formed by chemical preci pitation, while saponites are formed as a result of in-situ neoformation and transformation. On the other hand, it has been determined that, the amount illite, which has been for med as a product of degradation, increases from Hisarcık sec tion in the direction of Göktepe-Bspey. Ivîerke.zş ıhlar formation is represented by coarse clas tic material formed in an alluvial fan medium, whereas the Quaternary units consist of travertene, gravels and uncon solidated sediments. As a result, the geological evolution and paleogeographi- cal development of the sedimentary Emet basin, have been determined under the light of all geological, mineralogi*- cal-petrographical and geochemical data.