Kelkit Vadisi kuzeyi (Reşadiye-Yaıcık-Bereketli) bentonit yataklarının mineralojik petrografik ve jeokimyasal incelemesi

Abstract

ÖZET Yüksek Lisans Tezi Kelkit Vadisi Kuzeyi (Reşadiye- Yazıcık-Bereketli) bentonit yataklarının mineralojik-petrografik ve jeokimyasal incelenmesi Gülsen Gümüşer Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç.Dr.Hüseyin YALÇIN Reşadiye-Niksar Bereketli yörelerinde açılmış çok sayıda bentonitik kil ocakları bulunmaktadır. Bunlar alttan üste doğru, gri renkli filiş fasiyesindeki kumtaşları, sil arakatkılı ve dayklar ile kesilen bentonitik piroklastikler ve kireçtaşlarından oluşan Üst Kretase yaşlı bir seri içerisinde yer almaktadır. 550-850 m kalınlığındaki isti£ kireçtaşı mercekleri ve silisifiye tüf yumrulan içeren piroklastik kayaç ve onun alterasyon ürünlerinin (tüflü kumtaşı arakatkılı tüf, bentonitik tüflü kiltaşı ve bentonitik kiltaşları) ardalanmasından oluşmaktadır. Çoğunlukla ocaklardan alınan örnekler, optik mikroskopi, XRD (tüm kayaç ve kil fraksiyonu), DTA-TGA, SEM ve XRF yöntemleri ile incelenmiştir. Piroklastik kayaçlarda volkanojenik bileşenleri kuvars, feldispat ( başlıca plajiyoklaz, daha az sanidin), biyotit ve ender olarak ojit ile gözenekli-lifsi pomza ve volkanik kayaç parçacıkları; diyajenetik mineralleri ise kil, kalsit, Opal-CT (genellikle kristobaht), zeolit (yaygın olarak klinoptilolit/höylandit, ender olarak analsim ve mordenli) ve dolomit (çok az sayıdaVI örnekte) temsil etmektedir. Bu mineraller kayaçtaki piroklast/diyajenetik bileşen oranına göre farklı parajenezler oluşturmaktadır. Kil fraksiyonu baskın olarak smektit, çok az miktarda karışık tabakalı I-S, ilik, klorit ve kaolinit içermektedir. Dioktahedral smektitlerin (b0=1.494-1.510) (001) bazal uzunlukları Na- smektitlerde 12.51-12.55 Â, Ca-smekötlerde 14.97-15.52 Â arasında değişmektedir. Yaklaşık 2-5 um arasında değişen büyüklüğe sahip smektitler, yaygın olarak kıvrılmış, ince lamelli agregatlar biçiminde gelişmiştir. Smektitlerde n. endotermik pikin reaksiyon sıcaklığı ile oktaedrik bileşim arasında yakın bir ilişki olup, Fe içeriği ile ters ilişkilidir. Smektitlerin CaO/Na20 oranlan 0.15-19.50, yapraklar arasındaki Na ve Ca miktarları ise sırasıyla Na-smektitlerde 0.22-0.30 ve 0.02-0.09, Ca-smektitlerde 0.01-0.13 ve 0.03-0.15 arasında değişmektedir. Na-smektitler baydelit, buna karşın Ca-smektitler montmorillonit bileşimindedir. Elde edilen bulgular, bentonitlerin yitimle ilişkili levha volkanizmasını temsil eden riyodasitik/dasitik, ortaç-asitik ve kalkalkali bileşimh kül boyutundaki volkanik malzemenin denizel ortamda smektitleşmesi ile oluştuğunu göstermektedir. ANAHTAR KELİMELER: Bentonit, Smektit, Zeoht, Piroklastik kayaç, Diyajenez

vıı ABSTRACT Ms Thesis Mineralogic-Petrographic and Geochemical investigations of bentonite deposits of Northern Kelkit Valley (Reşadiye-Yazıcık-Bereketli) Gülsen Gümüşer Cumhuriyet University Institut of Applied and Natural Sciences Geological Engineering Department Supervisor: Assoc.Prof.Dr.Hüseyin YALÇIN A number of bentonitic clay open-pit are present in the Reşadiye-Niksar- Bereketli province. These are located in a serie of Upper Cretaceous that is formed of flyschic sandstones, bentonitic pyroclastics and limestones which are interbedded with sill and cut by dikes. A sequence of 550-850 m thick is consisted of alternation of pyroclastic rocks and their alteration products (tuff, bentonitic tuffaceous claystone and bentonitic claystone, with tuffaceous sandstone intercalations) bearing-limestone lenses and silicious tuff nodules. Samples usually taken from open-pits are studied by optical microscopy, XRD, DTA-TGA, SEM and XRF methods. Quartz, feldspar (mainly plagioclase, less sanidine), biotite, rarely augite, and porous-fiber pumices and volcanic rock fragments represent volcanogenic constituents, whereas clay minerals, calcite, opal-CT (generally cristobalite), zeolites (commonly clinoptilolite/heulandite, negliable mordenite and analcime) and dolomite are diagenetic origin. These minerals form different paragenesis according to pyroclast/diagenetic mineral ratios. Clay fraction includes abundantly smectite, and trace amount of mixed-layer illite-smectite, illite, chlorite and kaolinite. Basal spacing (001) of dioctahedral smectites (b0 = 1.499-1.510 Â) vary between 14.97-15.52 Â in the Ca-smectites, 12.51-12.55 Â in the Na-smectites. Smectites have commonly subhedral thin lamellae and foliated aggregates,van approximately in 2-5 um length. There is a close relationship between reaction temperatures of second endothermic peaks and octahedral composition in the smectites that is inverted with Fe content. CaO/Na20 ratios of smectites range from 0.15 to 19.50. Na and Ca amounts of interlayer cations are 0.22-0.30 and 0.02-0.09 for Na-smectites, 0.01-0.13 and 0.03- 0.15 for Ca-smectites. Na-smectites are beidellkic, but Ca-smectites are montmorillonitic composition. Data show that bentonhes are occured as a result of diagenetic transformation of ash-size volcanic material in rhyodacitic/dacitic, intermediate-acidic and calcalkaline in character which are related to destructive plate margin volcanism. KEY WORDS: Bentonite, Smectite, Zeolite, Pyroclastic rock, Diagenesis