Sivas-Kangal havzası Kalburçayırı kömür yatağının inorganik mineralojisi ve jeokimyası

Abstract

İnceleme alanı, Sivas'ın yaklaşık 100 km güneydoğusundaki Kangal ilçesininKalbıırçayın Köyü'nlin çevresindeki kömür yatağını kapsamakta olup, bu çalışmadakömüre eşlik eden volkanosedimanter kayaçlann ve bunların diyajenetik alterasyonürünlerinin mineralojik ve jeokimyasal özelliklerinin ortaya çıkarılması amaçlanmıştır.Kangal baseni, Orta Miyosen-Geç Pliyosen yaşlı akarsu, göl ve/veya playa çökellerindenoluşmakta ve farklı fasiyeslere karşılık gelen mineralojik değişimler ile temsiledilmektedir.Kömürlü seviyelere eşlik eden kuvars ve feldispat ile ender bulunan hornblendpirojenık kökenlidir. Ortaç bileşimli piroklastik ürünlerin, özellikle volkanik camındiyajenetik evrede bozuşmasından açığa çıkan katyonlardan Si ve Al kil minerallerinin;Fe pirit ve markasitin oluşumunda kullanılmıştır. Kömürleşmeden açığa çıkan S jips veanhidritin; çevredeki kayaçlanndan taşman Ca kalsit ve aragonitin; Mg ise Mg-kalsit vepaligorskitin bileşimine katkıda bulunmuştur. Ender olarak gözlenen bari t ve viteritinyapısındaki Ba'un kaynağını ise volkanik cam ve/veya K-feldispatlar oluşturmaktadır.Kaolinitin yer yer tonştayn tipi tabakalara bağımlı olması; bu mineralinfeldispattan ziyade, volkanik camdan türediğini kanıtlamaktadır. Smektitlerin ender deolsa bentontik tabakalar oluşturması, bu mineralin oluşum biçimininin ipuçlarınıvermektedir. Diğer bir ifade ile, volkanik camdan itibaren kaolinit yerine smektitinoluşumu gerçekleşmiştir. Volkanik camın killeşmesinden artan silis ise çoğunlukla opal-A, ender olarak kristobalit ve/veya tridimitin baskın olduğu opal-CT biçimindekristallenmiştir. Bazı örneklerde belirlenen eser veya düşük miktardaki illit, biyotitin kilboyu fraksiyonunu temsil etmektedir. Piroklastik kayaçlarda feldispatların korunmuşolması, I-S'in feldispattan ziyade kaolinitinkine benzer bir biçimde volkanik camdanitibaren oluşmuş gözükmektedir. Klorit, C-S ve I-S biyotitlerin ve/veya volkanik camınalterasyonu sonucu gelişmiştir. Ultramafiklerden taşınan Mg iyonlarının paleogöldeönemli bir konsantrasyona ulaşması sonucu, dolomit ve/veya paligorskitin çözeltidenitibaren senetezlenmesi olasıdır.Kömür zonlarına eşlik eden sülfat minerallerinden jips ve anhidrit diyajenetikminerallerdir. Ancak melanterit, sizomolnokit ve jarosit mineralleri piritin yüzeyselbozunma ürünlerini temsil etmektedir.Bozuşmuş piroklastik ürünlerin, taze eşdeğerlerine göre içerdikleri elementlerinortalama ile minumum ve maksimum değerler arasındaki aşırı değişimlerin, örneklerdekibozuşmalar sonucu meydana gelen mineral topluluklarının farklı olması ile ilişkilidir.Bozuşmuş volkanojenik malzemelerdeki hareketsiz elementlerin miktarları tüflerinki ileaynı olmayıp, farklılıklar göstermektedir. Diğer bir ifade ile, farklı bozuşma derecelerinesahip kayaçlarda, önemli ve farklı element hareketliliği gerçekleşmiştir.Anahtar

The study area covers the coal deposit around Kalburçayırı village of Kangaltown in the 100 km-southeastern of Sivas city, and this research aims to reveal themineralogic and geochemical features of volcanosedimentary rocks and its diageneticalteration products associated with coal. Kangal basin is formed of fluvial, lacustrineand/or playa sediments of Middle Miocene-Late Pliocene age and is represented bymineralogic variations corresponding to different facies.Quartz, feldspar and rare hornblend are pyrogenic minerals in origin. The cationssuch as Si and Al, and Fe released from the hydrolysis of pyroclastic productssignificantly volcanic glass are used in the formation of clay minerals and pyrite andmarcasite, respectively. S related to coalification, Ca and Mg transported from thesurrounding rocks contribute to the compositions of calcite, aragonite, Mg-calcite andpalygorskite. Volcanic glass and/or K-feldspar constitute the source of Ba within thestructures of barite and witherite in which are uncommonly observed.The dependent on tonstein type layers of kaolinite evidences that this mineral isderived from volcanic glass instead of feldspar. Smectite forming rarely bentonitic layersgives the clues of formation type. In other words, smectite instead of kaolinite is occuredfrom volcanic glass. The remaining silica from the argilliziation of volcanic glasscrystallized usually opal-A and partly opal-CT with dominantly cristobalite and/ortridymite. Trace or iow amount of illite in some samples is represented by clay fractionsof biotites. The preservation of feldspars in the pyroclastic rocks shows that I-S appearsto be formed volcanic glass rather than feldspars similar to the occurrences of kaolinite.Chlorite, C-S and I-S are developed the alteration of biotites and/or volcanic glass.Dolomite and/or palygorskite are possibly synthesized from solutions by reaching animportant concentration of Mg ions transported from ultramafics.Gypsum and anhydrite from sulphates associated with coal zones are diageneticminerals. However, melanterite, szomolnokite and jarosite minerals are represented bythe vveathering of pyrites.High variations among average, minimum and maximum values of elements inthe altered pyroclastic products compared to fresh equivalents are related to differentmineral assemblages created as a result of the alterations in the samples. Mobile elementcontents in the altered volcanogenic materials are not the same as those of tuffs. In otherwords, important and different element mobility happened in the rocks with differentalteration degrees.Key