Search

Bu çalışmada, Kapadokya Volkanik Provensi (KVP) GD'sinin Neojen serilerinin kil mineralojisi, sediman-paleosollerin kaynağı ve paleoiklim değişimi incelenmiştir. Bu amaçla Araplı-1, Araplı-2, Erdemli ve Akköy yörelerinden paleotoprak ve kil örnekleri toplanmıştır. Bunların niteliklerinin ve niceliklerinin belirlenmesi için örnekler, yapılacak spektroskopik ölçümün cinsine göre gerekli işlemlerden geçirilerek ölçüme hazırlanmış, bu örneklerin ince kesit, tane boyu, XRD, XRF-ICP ölçümleri yapılmıştır. Bu ölçümlerden elde edilen verilerin analizleri yapılarak bölgeye ait sedimanların içerdikleri mineral cinsleri, dağılımları, kimyasal bileşenler ve eser elementlerin miktarları bulunmuştur. Bu veriler ile paleoiklim değişimleri ortaya konulmuştur. Sonuç olarak;1) Smektit, klorit, kaolen, illit, feldispat, kuvars, opal CT, amfibolit, serpantin, talk gibi minerallerin 4 profildeki dağılımları belirlenmiştir. Profildeki mineral dağılımlarına göre paleotoprak seviyelerinin heterojen bir yapı sundukları gözlenmiştir.2) Smektit mineralinin bulunduğu paleotoprak seviyeleri kurak devirleri; kaolenit, amorf madde birikimleri, akarsu ve çamur akma seviyeleri nemli evreleri temsil etmektedir.Anahtar Kelimeler: KVP, paleotoprak, kil mineralleri, simektit, paleoiklim. In this study, a study has been carried out on clay mineralogy of Neogene sequences of Cappadocian Volcanic Provence (CVP, Central Anatolia): Source of sedment-paleosoils and paeoclimatic variations. For this purpose, paleosoil and clay samples have been collected from various areas in the Central Anatolia. These include :Araplı-1, Araplı-2, Erdemli, Akköy. To determine the qualities and quantities of these samples, they were prepared for the measurement by applying the necessary processes depending on the type of the spectroscopic measurement which would be applied to the sample. Then, petrographic thin section examination, grain size analysis, XRD, XRF-ICP study of these samples were carried out. By analysis of data acquired from the analysis listed above, mineral contents, their major and trace element composition of samples of the Project area were determined. Their interrelation with paleoclimate was also specified. Following conclusions were drawn based on the available data:1) Distribution of minerals including smectite, chlorite, kaolinite, illite, feldspar, quartz, opal-CT, amphibole, serpentine, talc were determined for the studied 4 profiles. Based on mineral distribution, paleosoil horizons were found to present nonhomogeneous distribution.2) Paleosoil horizons containing smectite, chlorite most propably represent dry periods. Whereas, kaolinite, diatomite fluvial sedimentary levels and mud-debris flows account for humid periods.Key Words: KVP, paleosoil, clay minerals, smectite, paleoclimate. 66

Çalışma alanı Erzincan ilinin yaklaşık 30 km kadar doğusunda, Üzümlü ilçesi ve civarında 80 km2'lik bir alanı kapsamaktadır. Çalışma alanının temelini Permiyen? yaşlı Yoncayolu Metamorfitleri oluşturur. Dogger-Malm? yaşlı Çayderesi Kireçtaşı bu birim üzerine uyumsuz olarak gelmektedir. Üst Kretase yaşlı Refahiye Ofiyolitli Karışığı ise alttaki her iki birimi de tektonik olarak üstler. Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ) boyunca gelişen domlar halindeki Kuvaterner yaşlı volkanitler ile Yamaç molozu ve Alüvyonlar ise alanın en genç birimlerini oluşturur.Fillat, yeşilşist, metadasit, metabazik, metagranit, kalkşist ve kuvarsit türü kayaçlardan oluşan Yoncayolu Metamorfitleri, çok düşük ve düşük dereceli yarı yeşilşist ve yeşilşist fasiyesinde bölgesel metamorfizmanın ürünüdür. Genel mineral parajenezleri; albit+klorit+kalsit+kuvars ve klinozoisit+epidot+klorit+aktinolit+albit+kuvars şeklindedir.Yoncayolu Metamorfitleri çoğunlukla düşük, yer yer ise orta K'lu kalk-alkalen özelliğindedir. Jeokimyasal olarak okyanusal adayayı bazaltları ile volkanik yay bazaltları bileşiminde ve dağılımları okyanus ortası sırtı bazaltlarına benzemektedir. Birimin üst kesimlerinde bulunan metagranitler ise granodiyorit/tonalit bileşimli granitlerden türemiş olup, metalümin karakterli ve I tipi özelliktedir. Tektonik olarak ise volkanik yay granitoyidlerini temsil eder. Büyük iyon yarıçaplı elementlerce zenginleşme görülürken, Ta, Nb ve Ti elementleri belirgin bir negatif anomali sunmaktadır. Nadir toprak element diyagramlarında hafif nadir toprak elementlerce (HNTE) zenginleşme, ağır nadir toprak elementlerdeki (ANTE) zenginleşmeden daha fazladır. (La/Lu)N değerleri 0,28-5,55 arasında değişirken, (Eu/Eu*)N değerleri 0,15-1,65 arasındadır. Birim genellikle magmatik, yer yer ise sedimanter kökenli olup, volkano-tortul bir kökene işaret etmektedirMetapelitlerde ölçülen illit kristalinite değerleri (IC) ?°2?=0,124-0,238, klorit kristalinite değerleri (ChC) ?°2?=0,146-0,298 ve Árkai indeksi değerleri (ÁI) 0,229-0,345 arasında değişmekte olup, KI-ÁI ve IC-ChC arasındaki pozitif bir korelasyon (R2=65) gözlenmektedir. Örneklerin tamamı ise epizonal metamorfik koşulları işaret etmektedir. Yeşilşist fasiyesi birimleri 321-347 °C sıcaklıkta ve yaklaşık 4 kbar basınçta oluşmuştur.Andezit, dasit ve riyolitlerden oluşan Erzincan Volkanitleri yüksek K'lu kalk-alkali özellikte olup, gelişmelerinde fraksiyonel kristallenme etkili olmuştur. Jeokimyasal olarak yay volkanitleri özelliğindedir. Örneklerin tamamında Eu

IV ÖZET İnceleme alanı, Afyon ili güneybatısında Sandıklı İlçesi ve civarında yüzeylenen metamorfik ve sedimanter kayaçlan içine almaktadır. Sandıklı Metamorfitleri, Alt Metamorfitler ve Üst Metamorfitler olmak üzere iki ana bölümden oluşmaktadır. Alt Metamorfitleri oluşturan Hüdai Kuvarsitleri ve Sandıklı Metavolkaniti (metariyolit ve metatüf) muhtemelen Kaledoniyen Orojenezi'nin erken evresinde (M1) başkalaşıma uğramıştır. Üst Metamorfitleri oluşturan Kocakarakaya Metakonglomerası ve Kestel Metapelitleri ise, Kaledoniyen Oroj enezinin geç evresinde (M2) başkalaşıma uğramışlardır. Sandıklı Metamorfitleri, göreceli olarak, Triyas yaşı verilebilen Maymunkayası Polijenik Konglomerası tarafından uyumsuz olarak örtülür. Bu birimin üstüne açısal uyumsuzlukla, Mesozoyik yaşlı Akdağ Kireçtaşları gelir. Sandıklı Metamorfitleri, Devoniyen öncesinde, çok düşük dereceli ve düşük dereceli metamorfizmadan etkilenmişlerdir. Sandıklı Metavolkanitleri üzerinde yapılan jeokimyasal çalışmalar birimin felsik karakterde, A / CNK > 1.1 değerlerine sahip, normatif korund içeren, lökokratik bileşimli ve tipik S-tipi asit magmatik kökene sahip bir litoloji olduğunu göstermektedir. Uzaktan algılama çalışmaları sonucu saptanan kırık hatlarının, yer gerçeği ile uyumlu olduğu saptanmıştır. Proje dahilinde gerçekleştirilen yapısal çalışmalar sonucunda, Sandıklı Metamorfitlerinin en az üç kıvrımlarıma evresinden etkilendiği saptanmıştır. Metamorfizmanın son evresinde bölgede yükselme gerçekleşmiş ve ardından kırıklanma evresi meydana gelmiştir. Kırıklarıma evresi ile özellikle Sandıklı Metavolkaniti milonitik doku kazanarak milonit, protomilonit ve blastomilonit olarak adlandırılan değişik kataklastik kayaç türlerine dönüşmüştür ve bugün literatürde tanımlanan Sandıklı Porfiroyidi'ni oluşturmuştur.İnceleme alanında Kestel Metapelitleri'ne ait Arduvaz / Fillit biriminden alınan 36 örnek üzerinde illit kristalinite derecesi saptanmış ve birimin metamorfizma derecesi ortaya çıkarılmıştır. Örneklerin büyük bir kısmı Epizon - Ankizon bölgesinde yoğunlaşırken, bazı örneklerin de diyajenetik bölgeye düştüğü gözlenir. VI ABSTRACT The investigated area comprises metamorphic and sedimentary rocks, which is located around the Sandıklı Township, the southwest of Afyon. Sandıklı Metamorphites are consists of two main section as Upper Metamorphites and Lower Metamorphites. Hüdai Quartzites and Sandıklı Metavolkanites (metarhyolites and metatüff) which is consituted Lower Metamorphites, are affected by Early Caledonian Orogeny (Ml). Kocakarakaya Metaconglomerate and Kestel Metapelites which is consituted Upper Metamorphites, are affected the Late Caledonian Orogeny (M2). Sandıklı Metamorphites are covered from Maymunkayasi Poligenic Conglomerate which is relatively given to Trias age. At the top of this unit, comes as Akdağ Limestone with angular unconformity, which is given to Mesozoik age. Before the Devonian System, Sandıklı Metamorphites are metamorphosed very low grade and low grade metamorphism. The geochemical investigations that were done on the Sandıklı Metavolkanites, which belong to Lower Metamorphites, indicate that the unit has felsic character, A / CNK > 1.1 value, include normative corundum (c), lökokratic composition and typically S - type magmatic origin. Fault zones that were determined after remote sensing investigations, is founded harmonious with the field study. As a result of structural investigations, it is founded that Sandıklı Metamorphites is affected at least three curving phase. At the end of metamorphism, the investigated area was uplifted and than faulted phase was occured. With the faulted phase, especially Sandıklı Metavolkanites are gained mylonitic textures and transformed it into mylonite, protomylonite and blastomylonite which is called cataclastic rock type and it is formed to Sandıklı Porphiroid which is defined in literature nowadays. On the taken 36 Slate / Phyllite rock sample, which is belong to Kestel Metapelites at the investigated area, is determined illite crystallinity grade, and it is founded the metamorphism degree of Slate / Phyllite Unit. The majority of rock sample fall into the epizone - ankizone region and some fall into the diagenetic region. 105

IX ÖZET Bu çalışmada, Şile ilçesinin batısında Avcıkoru-Domalı-Sofular köyleri arasında yer alan, yaklaşık 70 km lik bir bölgenin jeolojisi incelenmiş ve kömüraltı killerinin mineralojik incelemeleri yapılmıştır. İnceleme alanında jeolojik olarak en yaşlı birim Triyas' ait konglomera, kumtaşı ve kireçtaşından oluşmaktadır. Triyas üzerine uyumsuz olarak gelen Üst Kretase yaşlı birimler, konglomera, volkanitler ve volkanit arakatkılı flişlerdir. İnceleme bölgesinde geniş yayılım gösteren Neojen yaşlı gölsel çökeller, kum, kil ve çakıldan meydana gelir ve ekonomik öneme sahip kömür oluşumlarını kapsar. Tüm birimleri uyumsuz olarak örten alüvyon ve kumullar Kuvaterner yaşlıdır. Kömüraltı killerinin ayrıntılı mineralojik incelemesi, değişik kesimlerden derlenen örnekler üzerinde X-ışınları difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), diferansiyel termik analiz (DTA), termogravimetrik analiz (TG), optik mikroskobu ve kimyasal analiz incelemeleri yapılarak gerçekleştirilmiştir. XRD, DTA ve TG incelemeleri kömüraltı killerindeki kil mineralleri ve diğer kil boyutundaki minerallerin tayini ve kömüraltı killerinin esas bileşeni olan kil minerallerinin termal karakteristiklerinin saptanması için, SEM incelemeleri, saptanan kil minerallerinin morfolojisi ve diğer minerallerle ilgisini belirleyebilmek için yapılmıştır. Kimyasal analizler ile de kömüraltı killerinin kimyasal bileşimi ortaya konmuş ve eser element içerikleri araştırılmıştır. İnceleme konusu kömüraltı killeri jeolojik olarak Neojen yaşlı çökellerin içinde ana kömür seviyelerinin altoda bulunmaktadır. Bu killer iki yolla oluşmaktadır. Birincisi kalıntı kaolinler, ikincisi ise sedimanter killerdir. Kalıntı kaolinler, Üst Kretase sıcak ve yağışlı iklim koşullarında volkanik kayaçların yüzeysel alterasyonu ile oluşmuşlardır. Genelde, benzer alterasyon koşullarından etkilenmekle birlikte, özellikle ana kayacın petrografik karakterine bağlı olarak, farklı bileşimde kaolinler oluşmuştur. Sedimanter killer başlıca detritik malzemenin taşınması ve göl ortamında çökelmesiyle oluşmuşlardır. Üzerindeki kömür seviyeleri ve altında killi kumların varlığım dikkate alarak kömüraltı killerinin göl ve bataklık ortamında oluşmuş sedimanter killer olduğu söylenebilir. Esas olarak kaolinit, montmorillonit ve illit minerallerinden oluşan bu killer, farklı bölgelerde farklı kimyasal özelliklere sahiptir. Ayrıca mika ve kuvars impüriteleri de içerirler. Yapılan tüm kayaç analizlerinde SİO2 oram % 50-70 arasında, AI2O3 oram ise % 16-33 arasında değişmektedir. AI2O3 oram 4 nolu örnekte en düşük çıkarken (% 16.09), 8 nolu örnekte bu değer % 33.16 olarak tespit edilmiştir. Fe203 miktarı % 0.21 den % 3.81 e kadar değişiklikler gösterir. Toplam alkali miktarı en düşük olarak 8 nolu örnekte % 0.40, en yüksek olarak da 6 nolu örnekte % 2.71 olarak tespit edilmiştir. THE MINERALOGICAL INVESTIGATION OF THE UNDERCLAYS AROUND AVCIKORU-DOMALI-SOFULAR (ŞİLE-ISTANBUL) REGION SUMMARY The study area is located among Avcikoru-Domah-Sofular villages in Şile and covers about 70 square kilometer. The Triassic sandstones make up the basement rocks and they are disconformably overlian by Upper Cretaceous that include pebbel stone, volcanic rocks and flysch series. All these units have been covered by Neogen that contains sandstone, clay, pebble stone and coal bands and Quaternary alluvium. In this study, mineralogical properties, the formation and the distribution of the clay minerals located in the western Şile have been investigated. Mineralogical and chemical characteristics of the clays which were occurred among Avcıkoru-Domalı-Sofular villages (Şile-İstanbul) were examined by using X-ray powder diffraction (XRD), differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis (TG), scanning electron microscopy (SEM), chemical analyses. Kaolinite were determined as a major clay mineral of underclays as a result of the XRD studies. Beside kaolinite, montmorillonite, quartz and rarely fedlspar, mica and chlorite are observed as accessory minerals (Figure 1). Mineralogical paragenesis of the mentioned underclays were given as follows : Sample No Mineralogical Paragenesis 1 (El) Kaolinite+Monmiorillonite+Quartz+Chlorite 2 (MATI) Kaolinite+Montmorillonite+Quartz+Mica 3 (MAT2) Kaolinite+Quartz+Montmorillonite 4 (MAI) Kaolinite+Montmorillonite+Quartz+Feldspar+Mica 5 (MA2) Kaolinite+Monlmorillonite+Quartz+Feldspar 6 (F2) Kaolinite+Montmorillonite+Quartz+Illite (?)+Feldspar 7 (F3) Kaolinite+Montmorillonite+Quartz+Feldspar+.Mica 8 (F4) Kaolinite+Mon1moriüonite+Quartz+Feldspar+.Mica Kaolinite mineral which was determined in clay fraction has been found typically at the peaks of 7.13 A0 and 3.54 A0 (El), 7.168 A0 and 3.55 A0 (MATI) respectively. 138

nı ÖZET Yüksek Lisans Tezi Yıldızdağ (Sivas Kuzeyi) Gabrosunun Mineralojik-Petrografik ve Jeokimyasal İncelenmesi Mustafo YAĞMUR Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç.Dr. Durmuş BOZTUĞ Yıldızdağ (Sivas kuzeyi) ve çevresinde yürütülen bu çalışmada, Yıldızdağ gabroyik plütonu ve çevre kayaçlarının jeolojik haritalamasının yanısıra, gabro plütonu ve buna bağh diğer magmatik kayaçların (kenar fasiyesi şeklindeki diyoritler ile mikrodiyorit bileşimli damar kayaçlarının) mineralojik-petrografik ve jeokimyasal incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç çerçevesinde, Yıldızdağ ve yakın çevresinin yaklaşık 140 km2,lik bir alanın 1/25.000 ölçekli jeolojik haritası yapılmıştır. Laboratuvar çalışmalarında ise optik mineralojik yöntemlere dayalı mineralojik-petrografik çalışmalar ile tümkayaç ana, iz ve REE analizleri yapılmıştır. Çalışma alanının en yaşlı birimi Paleozoyik yaşlı Gazi formasyonudur. Bu birim, taban kesimlerinde şist, kuvarsit ve kalkşist; üst seviyelerinde ise mermerlerden oluşur. Gazi formasyonu ile tektonik dokanaklı (bindirmeli) olarak yüzeylenen Üst Kretase yaşlı Tekelidağ karışığı, serpantinit, mafik volkanitler, kırmızı ve gri renkli kireçtaşlarından oluşmaktadır. Gazi formasyonu ve Tekelidağ karışığım uyumsuz olarak örten ve çoğunlukla kumtaşı ender olarak da çakıltaşı ve kireçtaşı merceklerinden oluşan Yakupoğlan formasyonu ise Eosen yaşlıdır. Yakupoğlan formasyonu üzerinde uyumsuzlukla Adalar formasyonu yer almaktadır. Adalar formasyonu kendinden yaşlı bütün birimlerden çakıl almış olup Oligo - Miyosen yaşlıdır. Yıldızdağ gabro plütonu ve buna bağlı mikrodiyorit bileşimli damar kayaçları, Yakupoğlan formasyonunu sıcakIV dokanakla kesmektedir. Bu nedenle, bu plütonun stratigrafîk konumu hakkında ileri sürülebilecek veri, bu plütonun yaşının Eosen sonrası olduğudur. Diğer taraftan, Oligo- Miyosen yaşlı Adalar formasyonunda Yıldızdağ gabro plütonuna ait kayaç örneklerinin çakıllarına rastlanmaması, gabro plütonunun, Oligo-Miyosenden bile genç olabileceğini düşündürmektedir. Yıldızdağ gabro plütonunun ana kütlesi gabrolardan oluşmaktadır. Tipik olarak ofitik ve hatta yer yer kümülat dokusu gösteren gabroların ana bileşenleri plajiyoklaz+olivin+öjit+opak minerallerden oluşmaktadır. Bazı gabro örneklerinde denge kristalizasyonu süreci ile olivinlerden itibaren ojit; ojitlerden itibaren de hornblend ve biyotitin geliştiği gözlenmektedir. Gabro kütlesinin kenar fasiyesi şeklinde gelişen diyoritler ile Yakupoğlan formasyonu içerisindeki mikrodiyorit bileşimli damarlar ise tipik olarak plajiyöklaz+hornblend+biyotit mineral topluluğundan oluşmaktadır. Mineralojik-petrografik ve jeokimyasal çalışmalar, Yıldızdağ gabro plütonunu oluşturan mafik magma kaynağının katılaşması sırasında fraksiyonel kristalleşme sürecinin etkin olduğunu ve ilk evrelerde gabroyik ana kütlenin, daha sonra ise diyoritik kenar fasiyes ile mikrodiyoritik damarların katılaştığını göstermektedir. Diğer taraftan, diyoritik kayaçlarda aynı zamanda kabuksal kirlenme sürecinin geliştiği de gözlenmektedir. Özellikle bazı diyoritlerde Nb ve Pb içeriklerinin yüksek olması, kabuksal kirlenmenin kanıtlan olarak değerlendirilmektedir. Yıldızdağ gabro plütonunun stratigrafîk konumu ve analitik jeolojik verileri, bölgesel jeolojik konum içerisinde değerlendirildiğinde, bu plütonun, çarpışma sonrası levha içi jeodinamik konuma sahip mafik bir magma kaynağından türediği sonucuna varılmaktadır. ANAHTAR KELİMELER: Yıldızdağ gabro plütonu; gabro; diyorit, mikrodiyorit damarları; ana, eser ve nadir toprak elementleri jeokimyası; fraksiyonel kristalleşme; kabuksal kirlenme; çarpışma sonrası mafik magmatizma. V SUMMARY MS Thesis Mineralogical-Petrographical and Geochemical Study of the Yıldızdağ Gabbro, N of Sivas Mustafa YA?MUR Cumhuriyet University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geological Engineering Supervisor: Assoc.Prof.Dr. Durmuş BOZTU? This study, carried out in the Yıldızdağ and surrounding areas (N öf Sivas), deals mainly with the mineralogy-petrography and geochemistry of the gabbroic pluton and related igneous rocks (dioritic marginal fades and microdioritic vein rocks) in addition to the geological mapping of the Yıldızdağ gabbroic pluton and surrounding units. For this purpose, an area of approximately 140 km2 in the Yıldızdağ and surrounding area has been geologically mapped to the scale of 1/25.000. After the fieldworks, mineralogical-petrographical investigations, based on optical mineralogy, and wholerock major, trace and REE geochemical analyses were performed as the laboratory part of this study. The oldest unit of the mapped area is Paleozoic Gazi formation. This unit is composed of, from bottom to top, schist, quartzite, calc-schist and marbles. The Upper Cretaceous Tekelidağ complex, consisting of serpentinites, mafic volcanics, red and gray colored limestones, technically overlies the Gazi formation. The Eocene Yakupoğlan formation, unconformably overlying the Gazi formation and Tekelidağ complex, consists mainly of sandstone and rarely conglomerate and limestone lenses. Yıldızdağ gabbroic pluton and related microdioritic vein rocks intrude the Yakupoğlan formation. Therefore,VI the suggestive age about the stratigraphic setting of this gabbroic pluton is of post-Eocene. On the other hand, one can suggest a post-Oligo-Miocene age for this pluton by taking into account the absence of the pebbles and blocks derived from this gabbro pluton in the Oligo-Miocene Adalar formation. v The main body of the Yıldızdağ gabbro pluton comprises of gabbros which represent typical ophitic texture, and even sometime cumulus structure. The main rock forming minerals of these gabbros are made up plagioclase + olivine + augite + opaque minerals. Some mineral transformations due to equilibrium crystallisation are observed in some gabbros, e.g. augites from olivines, and hornblendes and biotites from augites. The diorites, constituting the border facies of pluton, and microdioritic vein rocks are composed typically of plagioclase + hornblende + biotite. Mineralogical-petrographical and geochemical studies reveal the fractional crystallisation (FC) and crustal contamination (CC) processes during the solidification of the mafic magma source of the Yıldızdağ gabbroic pluton. The FC process has formed the gabbros and diorites-microdiorites in the early and late stages of the solidification, respectively. The GC process, most recognizable in the dioritic rocks, is evidenced by the high concentrations of Nb and Pb elements. The interpretation of the stratigraphical setting and analytical data of the Yıldızdağ gabbroic pluton in the regional geology framework concludes that ithis pluton can be derived from a mantle related mafic magma source with a posr>collisional within plate geodynamics. KEY WORDS: Yıldızdağ gabbro pluton; gabbro; diorite; microdiorite veins; major, trace and REE geochemistry; fractional crystallisation (FC); crustal contamination (CC); post-collisiortal mafic magmatism: 81

öz AKDAĞMADENİ, AKÇAKîŞLA VE KESKİM BÖLGELERİNDEKİ SKARN YATAKLARİNİN MİNERALOJİK VE JEOKİMYASAL KARŞİLAŞTİRİLMASİ, ORTA ANADOLU, TÜRKİYE KUŞÇU, İikay Doktora, Jeoloji Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Ayhan Erler Ekim, 1997, 192 sayfa Çalışmanın amacı skarn oluşumu sırasındaki (1) mineral topluluklarını ve bileşimlerini tespit etmek, (2) mineralojik ve jeokimyasal farklılıkları ortaya koymak (3) hidrotermal sistemdeki fiziksel ve kimyasal değişiklikleri araştırmaktır. Orta Anadolu Kristalen Karmaşığı içinde yeraian Akdağmadeni, Akçakışla ve Keskin bölgelerindeki 11 skam zuhurundan alınan örnekler petrografik, mineralojik ve jeokimyasal olarak incelenmiştir. Çalışılan bölgelerdeki skarniar Gümüşler ve Aşıgediği metamorfikierinin mermerleri ile granitoyidlerin dokanakları boyunca gözlenir. Endoskarnlar sadece Akçakışla bölgesinde vardır ve Akçakışla Graniti'nin skarnlaşmasını temsil eder. Garnet-piroksen, epidot ve vollastonit skam olmak üzere üç tip ekzoskam tanımlanmıştır. Granat-piroksen skarniar ilerleyen skarn topluluğunu temsil eder ve baskın mineral gamet olmak üzere piroksen, hematit, manyetit, piroîin, ve pirit l minerallerinden oluşmaktadır. Epidot skarniar, öncel garnet-piroksen skamlann hidrotermal çözeltilerle yeniden dengeye ulaştığı skam topluluğunu temsil etmektedir. Bu skarniar epidot, piroksen, wollastonit, tremolit, kalsit, kiorit, kuvars, sfalerit, galen, kalkopirit, pirit II minerallerini içermektedir. Vollastonit skarniar çoğunlukla vollastonit ve onunla birlikte bulunan pirit, sfalerit hematit ve manyetit minerallerinden oluşmaktadır. Granat-piroksen skarnlanndaki gametler sahnımfı zonlar gösterirler. Salınımlı zoniann optik incelenmeleri çoğunun dar, ve daigalanmalı zonlanmaörgüsüne yoiaçan koyu ve açık zonlar arasındaki geçişin keskin olduğunu göstermektedir. Daigalanmaiı zonlanma, skam hidrotermal sistemi içinde kırıklanmaiann başlamasıyla kontrol edilen hidrotermal çözeltilerdeki periyodik değişimlerle açıklanmaktadır. Granatlar, hücreli yapısı, çözünme yapısı ve çizikler gibi yüksek akış oranlan ve hızlı kristal büyümesi sonucu gelişen bazı morfolojik yapılar göstermektedir. Hızlı kristal büyümesinin nedenleri granat oluşturan bileşenlerin kimyasal potansiyelindeki ve oksijen fugasitesindeki periyodik değişimlerdir. Granatlann EMP analizleri, granatların Ad10o ile Gro92.01Ad7.50Spo.43 arasında değişen grossular andradiî (grandit) olduklannı göstermektedir. Granatlann AI2O3 ve Fe203(D miktarları, andradit ve grossular miktarlarında olduğu gibi merkezden çepere doğru dalgalanma gösterir. Daigalanmaiı zonlanma, Al'nin Fe'ye karşı aktivite oranındaki değişimlerin, sıvı ile mineral arasındaki Al ve Fe dağılımındaki değişimlerin ve oksijen fugasitesindeki değişimlerden kaynaklanan oksidasyon potansiyelindeki değişimlerin göstergesidir. Barajdoğusu ve Evciboyuntepe yataklanndaki gametlerin çeperlerinde andradit bileşimlerinde göreceli bir artış vardır. Bu da bu çeperlerdeki gamet bileşimlerinin merkezdekilere göre sıcaklığın daha düşük, oksijen fugasitesinin daha yüksek, tuzluluğun daha düşük olduğu bir sistem tarafından kontrol edildiğini göstermektedir. Özgebaca ve Karamağara yataklanndaki gametlerin grossularca zengin olmasının sebebi Al' ce zengin bir protolit tarafından kontrol edilen ilksel metamorfizmaya bağlanmaktadır. Akdağmadeni bölgesindeki piroksenler hedenberjit ve diyopsit, Akçakışla'dakiler ise diyopsittir. Piroksenler ayrıca Bayramali'de Johanseniîik (Pb-Zn sülfid birlikteliğinin tipik minerali), Çiçekiitepe ve Radarbaca'da diyopsitik olarak sınıflandırmaktadır. Barajdoğusu ve Özgebaca yataklanndaki piroksenler hedenberjit ve diyopsit arasında değişmektedir. Skarnlar ve onlarla birlikte bulunan granitoyidler arasındaki korelasyonlar, majör ve iz elementlerle Marker tipi diyagramların kullanılmasıyla yapılmıştır. Akdağmadeni, Akçakışia ve Keskin bölgelerindeki granitoyidler W,Zn,Cu,Mo ve Sn skamlanyla birlikte bulunan granitoyidlerin dağılım şekillerini vermektedir. Anahtar Kelimeler Akdağmadeni, Akçakışia, Keskin, Orta Anadolu, Gamet, piroksen jeokimya, skam, daigalanmaiı zonlanma. vi ABSTRACT RUSNERALOGSCAL AND GEOCHEMICAL COMPARISON OF THE SKARNS IN THE AKDAGWf ADEN!, AKÇAKIŞLA AND KESKİN DISTRICTS, CENTRAL ANATOLIA, TURKEY KUŞÇU, İlkay Ph.D., Department of Geological Engineering Supervisor: Prof. Dr. Ayhan ERLER October 1997, 192 pages The purposes of this study are (1) determination of the mineral assemblages and compositions, (2) establishment of mineralogical and geochemical differences, and (3) investigation of the physical and chemical changes in the evolution of hydrotherma! system during skarn formation using the mineral chemistry data. It is based on petrographical, mineralogical and geochemical study of samples from 11 skarn occurrences in the Akdağmadeni, Akçakışla and Keskin districts within the Central Anatolian Crystalline Complex (CACC). The skams in these districts are exoskarns and endoskarns. Endoskarns are present only in the Akçakışla district and represent the skamization of the Akçakışla Granite. Exoskarns are observed at all districts. Three types of exoskarns were identified as garnet-pyroxene, epidote and wnilacfrnnitsa ckarncThe optical examination shows that many are narrow, and exhibit sharp contacts between the dark and light colored bands giving rise to a fluctuating pattern, due to the cyclical variations in the composition of the hydrothermal solutions controlled by fracturing. The garnets also exhibit dissolution structures, striations, and cellular structures and morphological transitions from planar to cellular structures due to high flow rates and rapid crystal growths. The main reasons of high growth rates are the periodic changes in the chemical potentials of the garnet forming components and in the oxygen fugacity of the system. The EMP analyses of garnets show that they are grossular-andradiie (grandite) garnets ranging from Adioo to Gro92.01Spo.43. The Al203 and Fe203(D contents of garnets fluctuate from core to rim and as do the andradite and grossular contents. The oscillatory zoning reflects changes in the activity ratio of Ai to Fe, changes in the distribution of A! and Fe between fluid and mineral, and changes in the oxidation potential controlled mainly by the changes in the oxygen fugacity of the hydrothermal system. There is a relative enrichment of andraditic garnets in the rims of Evciboyuntepe (Akdağmadeni district) and Barajdoğusu (Akçakışla district) samples indicating that the garnet compositions were controlled partly by a system with lower temperatures, higher oxygen fugacities, and lower salinities compared to that of cores. The relative enrichment of grossularitic garnets in the Özgebaca (Akçaktşla district) and Karamağara (Keskin district) occurrences is related to the initial contact metamorphism controlled by Al-rich protolith. Pyroxenes from the district are diopsides and hedenbergites, and those in the Akçakışla are diopsides. They are also classified as johannsenitic (typical for Pb-Zn sulfide associations) in the Bayramali occurrence and diopsidic in the Çiçeklifepe and Radarbaca (Akdağmadeni district) occurrences. In the Akçakışla district, the pyroxenes in the Barajdoğusu and özgebaca occurrences range from hedenbergite to diopside. The correlations between skams and associated granitoids within the studied districts are evaluated using Marker type diagrams with major and trace elements. The granitoids within the Akdağmadeni Akçaksşla and Keskin districts exhibit characteristic distribution patterns of the plufons associated with W, Zn, Cu, Mo and Sn skams. Keywords: Akdağmadeni, Akçaksşia, Keskin, Central Anatolia, geochemistry, garnets, pyroxenes, skam, oscillatory zoning. iv 192

ÖZET Yüksek Lisans Tezi Yıldızeli-Akdağmadeni Arasındaki (Yavu Çevresi) Volkanik ve Volkanosedimanter Kayaçların Mineralojik-Petrografik ve Jeokimyasal İncelenmesi Büşra ÇERİKCİOĞLU Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç.Dr.Hüseyin YALÇIN Yavu çevresinde Alt-Orta Eosen yaşlı, tabanda epiklastik ve karbonat kayaçlarmın, üzerinde volkanojenik ürünlerin yer aldığı bir istif bulunmaktadır. Noktasal ve ölçülü kesit boyunca alınan kayaç örneklerinde ince kesit petrografisi, taramalı elektron mikroskobu, X-ışınları (tüm kayaç ve kil mineralojisi, kil polimorfı, höylanditlerde ısıl kararlılık), mineral (kil ve analsim) fazında diferansiyel termal analiz-termal gravimetri analizi, tüm kayaç ve kil minerallerinde ana ve iz element jeokimyası incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Volkanosedimanter-volkanik kesiksiz dizilim piroklastik (tüf ve tüfıt), aglomera ve breş ile lavlardan (bazalt, bazaltik andezit, andezit) oluşmaktadır. Volkanikler ortaç bileşimli ve kalkalkali karakterli bir yay volkanizmasını temsil etmektedir. Piroklastik kayaçlar (tüf ve tüfit) diyajenetik mineraller olarak höylandit, mordenit ve analsim türü zeolitler ile kil mineralleri içermektedir. PrizmatikVI biçimli hoylanditlerin ısıl kararlılıkları düşük olup; kanalları toprakalkali elementlerce zengindir. Lifsi/iğnemsi morfoloji gösteren mordenitler genellikle höylanditlere eşlik etmektedir. Analsimlerin Na içerikleri albit-natrolit arasında değişmektedir. Volkanik kayaçlarda iki tip alterasyon ve buna bağlı farklı parajenezler gelişmiştir : Kayaç-deniz suyu etkileşimi ve hidrotermal alterasyon. Volkanik cam-su etkileşimi sonucu küresel-elipsoyidal amigdallerde sodik zeolitler (natrolil ve analsim) ve kalsit, matrikste kil mineralleri gelişmiştir. Natrolitlerin kristal morfolojileri merkezden itibaren lifsi-iğnemsi-ince uzun prizmatik-kısa prizmatik biçimde birbirine geçiş göstermektedir. Volkanik kayaçların hidrotermal alterasyon ile matrikste ve/veya fenokristallerde dolomit, kalsit, jarosit. jips, götit, tridimit ve kil mineralleri (başlıca kaolinit, kısmen smektit, illit. I-S ve paligorskit) oluşmuştur. Volkanik ürünlerde gözlenen en bol kil mineral olan smektitlere karışık tabakalı C-S (korensit), C-V, I-S, illit ve klorit de eşlik etmektedir. Smektitler piroklastik kayaçlarda trioktahedral, volkanik kayaçlarda trioktahedral ve di- trioktahedral karakterde olup; Fe-baydelit-Fe-saponit bileşimine sahiptir. ANAHTAR KELİMELER: Volkanik, Volkanosedimanter, Zeolit, Kil, Diyajenez, Alterasyon. VII ABSTRACT Ms Thesis Mineralogical-Petrographical and Geochemical Investigation of Volcanosedimentary Rocks Between Yıldızeli- Akdağmadeni. Yavu around Büşra ÇERİKCİO?LU Cumhuriyet University Institut of Applied and Natural Sciences Geological Engineering Department Supervisor: Assoc.Prof.Dr.Hüseyin YALÇIN A sequence of Lower-Middle Eocene which is formed of epiclastic and carbonate rocks at the bottom, and volcanogenic products at the top is found in Yavu around. The studies such as thin-section petrography, scanning electron microscopy, X-rays (whole-rock and clay mineralogy, polimorphy, thermal stability on the heulandites), differential thermal analysis-thermal gravimetry analysis on the mineral phases (clay and analcime), major and trace element geochemistry on the whole-rock and clay minerals are performed on the rock samples taken from the point and measured sections. Continuous volcanic-volcanosedimentary sequence is consisted of pyroclastic (tuff anf tuffite), agglomerate and breccia, and lavas (basalt, basaltic andesite, andesite). Pyroclastic rocks (tuff and tuffite) contain zeolite type of heulandite, mordenite and analcime, and clay as diagenetic minerals. Thermal stabilities of prismatic heulandites are low and their channels are rich in alkaline-earthVIII elements. Fibrous/accicular mordenites are generally associated with heulandites. Na contents of analcimes change between albite and natrolite. Two types of alteration forming different paragenesis in the volcanic rocks are occured : Rock-sea water interaction and hydrotermal alteration. Sodic zeolites (natrolite and anlcime) and calcite within the spherical-ellipsoidal amygdales, and clay minerals in the matrix are developed as a result of volcanic glass-water interaction. Crystal morphologies of natrolites show a transition to each other as fibrous-accicular-thin and long prismatic-short prismatic from a centre. Dolomite, calcite. jarosite. gypsum, goethite. tridimite and clay minerals (mainly kaolinite. partly smectite, illite. 1-S and palygorskite) are formed in matrix and/or phenocrysts by means of hydrothermal alteration of volcanic rocks. Mixed-layered C-S (corrensite), C-V. I-S. illite and chlorite are associated with smectites which are the most abundant mineral in the volcanic products. The compositions of smectite range from Fe-beidellite to Fe-saponite and are trioctahedral character in the pyroclastic rocks, and tri- and di-trioctahedral in volcanic rocks. Key Words: Volcanic, Volcanosedimentary, Zeolite, Clay, Diagenesis, Alteration. 139

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 103

ÖZET Bu çalışma sırasında, Türkiye'nin Kuzeydoğusunda yer alan Sümelâ (Maçka- Trabzon) güney yöresindeki litolojik birimlerin konumları ve mineralojik özellikleri incelenmiştir. Ayrıca yörede yüzeylenmiş olan genç granitoyid fasiyeslerinin petrolojik özellikleri tesbit edilerek bu kayaçlar için j enez belirleme yoluna gidilmiştir. Çalışma sahasının temelini Liyas yaşlı andezit, bazalt ve piroklastitlerinden meydana gelen Hamurkesen Formasyonu oluşturur. Bu birim üzerine Dogger-Alt Kretase yaşlı Berdiga Formasyonu'na ait mermerler gelir. Bu birimleri sırası ile, Üst Kretase yaşlı dasit ve dasitik piroklastitlerden oluşan Kızılkaya Formasyonu ve yine Üst Kretase yaşlı andezit, bazalt ve piroklastitlerinden oluşan Çatak Formasyonu takip eder. İnceleme alanının en üst kısmında ise Eosen yaşlı granitoyid türü kayaçlarından meydana gelen Zigana Granitoyidi yer alır. Ayrıntılı modal analizi yapılan granitoyidin genellikle az silis içerikli, kuvarslı monzodiyorit, kuvarslı monzonit, monzonit ve biraz daha fazla silisli, granit, granodiyorit, tonalit gibi iki kayaç grubundan oluştuğu anlaşılmıştır. Kayaçlardan yapılan modal ve kimyasal analizlerden elde edilen sonuçlar birbirleriyle uyumludur. Petrolojisi ayrıntılı olarak incelenen Zigana Granitoyidi 'nin daha çok magmatik süreçteki yeri ve jeokimyasal özellikleri belirlenmeye çalışılmıştır. Olgun magmatik yay ortamında geliştiği anlaşılan Zigana Granitoyidi 'nin, genellikle I-tipi, kalk alkali özelliklidir. Elde edilen bulgulara göre, yörede, Eosen sürecinde, yoğun bir magmatik hareketin olduğu ve bu magmatik faliyetin magmatik yay ortamında geliştiği anlaşılmıştır. Anahtar Kelimeler: Zigana Granitoyidi, Kalk alkali, Piroklastik, Magmatik yay VI SUMMARY MINERALOGICAL AND GENETICAL INVESTIGATION OF ZİGANA GRANITOID (MAÇKA-TRABZON) During this study, the stratigraphic positions and mineralogical characters of lithological units located at the southern part of Sumelâ (Maçka- Trabzon), Northeastern Turkey, have been investigated. The origin of granitoid rocks which is the youngest unit in this region has been examined by determining petrological characters of these rocks. Hamurkesen Formation which consists of pyroclastics and andesite-basalt of Lias- age, forms the basement for the study area. This unit, underlies the marbles of Berdiga Formation of Dogger-Lower Cretaceous age. The following units in decreasing order of age are the Kızılkaya Formation which consist of dacitic pyroclastics and dacite of Upper Cretaceous age and the Çatak Formation which is composed of andesite-basalt and pyroclastics of Upper Cretaceous age. In the upper most part of the study area, Zigana Granitoid, composed of granitoid rocks of Eocene age is observed. After detailed modal analysis, it has been found that the granitoid consists of two main groups as less silica containing group quartz monzodiorite, quartz monzonite, and monzonite; and more silica containing group granite, granodiorite, tonalite. These modal- mineralogical variation result in the variations in the chemistry of rocks. In general, the position in magmatic process and geochemical characters of Zigana Granitoid has been studied. It has been determined that Zigana Granitoid had an I-type calc alkali magma type which is considered to be developed in a mature magmatic arc Finally, it has been found that there was an intense magmatic activity in this region, in Eosen age and this magmatic activity has been developed in a magmatic arc enviroment. Key Words: Zigana Granitoid, Calc alkali, Pyroclastic, Magmatic arc VII 139

ÖZET Bu çalışma, Gümüşhane'nin güneybatısın'da (Karamustafa-Hasköy) yer alan damar tipi barit yataklarının mineralojisini ve kökenini belirlemeyi amaçlamaktadır. İnceleme alanındaki stratigrafik dizilim, tabanda Permo-Karbonifer yaşlı granitoyidik kayaçlarla başlar. Liyas yaşlı volkano-tortul seri bu temel üzerine aşınma uyumsuzluğu ile gelir ve Dogger-Malm yaşlı kireçtaşlan tarafından uyumlu olarak üstlenir. Üst kretase yaşlı volkanit ara katkılı fliş, kireçtaşlanm uyumsuz olarak örter. Bütün bu birimlerin üzerine Eosen yaşlı andezit ve piroklastlan gelmektedir. Alüvyonlar ve yamaç döküntüleri en genç birimleri oluşturur. İnceleme alanındaki barit cevherleşmeleri tamamen kırık tektoniği ile kontrollü damarcık veya damarlar şeklinde monzogranit ve volkano-tortul birimlerin içinde ya da bu iki birimin dokanağında yer alır. X-Ray Floresans Spektrometre (XRF) analiz sonuçlarına göre baritlerin SrO değerleri % 0.9-1.7 ve BaO değerleri % 40-66 arasında değişmektedir. Sıvı kapanım çalışmaları sonucunda barit kristalleri içerisinde tespit edilen birincil ve ikincil kapanmaların homojenleşme sıcaklıkları 170-220 °C arasında yoğunlaşmaktadır. Sonuç olarak, inceleme alanındaki cevherleşmelri oluşturan Ba'lu çözeltilerin kaynağı muhtemelen Liyas yaşlı volkanizmadır. Ayrıca monzogranit çatlaklarında dolaşan çözeltilerin sözkonusu yankayacı (özellikle içerisinde Ba'ca zengin olduğu bilinen feldspat minerallerini) etkileyerek, baryumca zenginleştiği ve barit cevherleşmelerine sebepp olduğu söylenebilir. Anahtar Kelimeler: Karamustafa - Hasköy (Gümüşhane), Hidrotermal barit damarları, Mineraloji, Jeokimya, Köken. SUMMARY MINERALOGICAL AND GENETICAL INVESTIGATION OF BARITE DEPOSITS AROUND THE KARAMUSTAFA AND HASKÖY AREAS. This syudy aims at determining the mineralogy and genesis of the vein type barite deposits located to the southwest of Gümüşhane. The basement in the area is made up of Permian-Carboniferous aged granitoid rocks which are disconformably overlain by volcano-sedimentary series of Liassic age. Conformably overlying these are the limestone of Dogger-Malm which are followed with an angular unconformity by the Upper Cretaceous flysh intercalated with volcanics. All these lithologies are intruded by the Eocene aged andesitic lavas and pyroclastics. The youngest units are alluvium and slope debris of Quaternary age. The barite deposits are structurally controlled and occur as veins and veinlets within the granitoids and volcano-sedimentary series or along their contacts. According to the XRF analyses, the barite contains 0.9-1.7% SrO and 40-66% BaO. Fluid inclusion studies have been carried out on primary and secondary inclusions in the barite crystals. These inclusions have homogenization temperatures between 170 to 220 °C. As a result, it may be concluded that hydrothermal solutions responsible for Ba deposition is associated with the volcanics of Liassic age. The hydrothermal fluids which gave rise to barite deposition may also have been more enriched in Ba through dissolving it from feldspar of the monzogranite while passing through its fractures. In other words, monzogranite may also have played a part as a secondary source of Ba. Key Words: Karamustafa - Hasköy (Gümüşhane), Hydrothermal barite veins, Mineralogy, Geochemistry and Genesis. VI 104

VI / ÖZET Agat ismi Sicilya' daki `Achates` nehrinden türetilir. Süsleme amacıyla agatın işlenmesi, Anadolu' da M.Ö. 4000 ve Mezopotamya'da ise M.Ö. 2000 yıllarına kadar uzanır. Agat ve türleri binlerce yıldır bilinmesine rağmen, agatların oluşum kökenine ilişkin önemli hipotezler sadece son iki yüzyıldır ortaya atılmıştır. Anadolu'da agatların bolca bulunduğu alan Ankara ilinin, Çubuk ilçesinin kuzeyinde yer alır. Jeolojik incelemesi yapılan bu bölgede, genellikle metamorfık, tortul, volkanik ve alüviyon örtü birimleri bulunur. Bu birimler farklı jeolojik zamanlarda oluşmuştur. Ankara agatları Miyosen yaşlı ` volkanik seri` içerisinde bulunmuştur. Bu bölgedeki agatlar başlıca iki tip çevre kayası içerisinde gözlenir: 1) Andesit (bazalt) 2) riyolit. Andesitler içerisindeki agatlar, yarık ve çatlak damar boşlukları içerisinde, açık boşluk dolguları olarak yataklanmışlardır. Bunların yerleşme pozisyonu, yumrusal olmayıp katmansıdır. Bu agatlar, kalsedon ve kuvars psödomorfozları olarak çubuklu inklüzyonlar ve konsantrik bandlar içerirler, ancak Uruguay bandlarına sahip değildirler. Bu agatlar özel olarak ve ilk defa `çubuklu agatlar` olarak adlandırılmışlardır. Riyolitler içerisindeki agatlar ise, düzenli yada düzensiz gözenekler içerisinde boşluk dolguları olarak yataklanmışlardır. Yerleşme pozisyonları, yumrusaldır. Birçoğu, borumsu yapılarda çalı yada yosun benzeri inklüzyonlara ve hem konsantrik hem de Uruguay bandlarına sahiptir. Bu agatlar da, `mos-agat` olarak adlandırılmışlardır. Agatlar içerisindeki makroskopik, petrografik ve elektron optiksel morfolojiler birbirine benzemez. Konsantrik bandların oluşumunu ortaya çıkartan ana işlem ışınsal, lifsi dokunun gelişmesidir. Lifsi doku genelde polarizan mikroskobu altında küreciklenme ileVli temsil edilir. Ancak elektron mikroskopik incelemeler, liflerin gerçek kuvars kristalleri olmadığım göstermiştir. Çünkü bunlar çok küçük silis parçacıklarından meydana gelmişlerdir ve bükülmüşlerdir. Agatlar içerisindeki Uruguay bandlan ise göreceli olarak daha iri silis tanelerinin, yer çekiminin etkisiyle yatay olarak çökeliminin bir sonucudur. Agat oluşumunda aracı olarak en makul varsayım, düşük P-T koşullan altında, hidrotermal sirkülasyonun varlığında, kolloidal silis sistemidir. Andesitlerin çatlak zonu içerisinde bulunan çubuklu agatlar içindeki özgün inklüzyonlar, ornatma kökenli olup, başlangıçta zeolit (skolesit) mineraliydiler. Riyolitlerin gözenekleri içerisinde bulunan agatlar içindeki borumsu yapıya sahip inklüzyonlar, özgün büyüme kökenine sahiptirler. Bu yosun benzeri yada çalımsı büyümeler, alkali- silikat içeren silis jelinden oluşmuştur. Ankara agatlarında bu silikat büyümeleri tek başına oluşabildiği gibi, ornatılmış zeolit çubuklarının etrafında da gelişebilir. IV ABSTRACT The name agate is derived from the river called `Achates` in Sicily. The cutting of agate as an ornament goes to the date back to 4000 BC in Anatolia and 2000 BC in Mesopotamia. Although the agates and their occurrences have been known for thousands of years, essential hypothesises about agate origin have only proposed for the last two centuries. The area where the agates are largely obtained in Anatolia is placed in the northern part of the town `Çubuk` in Ankara. In the geologically investigated area, there are generally metamorphic, sedimentary, volcanic and alluvial cover units available, formed in different geological ages. Ankara agates have been found in the `volcanic sequence` of Miocene aged. The agates found in this area mainly appear in two types of country rocks: l)Andesite (basalt) 2) rhyolite. The agates in the andesites were deposited as open-space fillings in crevice -and fissure - vein cavities. Their settling positions are stratiform, but not nodular. They have the barred inclusions as solid chalcedony and quartz pseudomorphs, and concentric bands, but not Uruguay - bands. These agates are individual and first called `barred agates`. The agates in the rhyolites were deposited as cavity fillings in regular or irregular vesicles. Their settling positions are nodular. Most of them have sagenitic or moss -like inclusions with tubiform structures, and both concentric and Uruguay-bands. These agates are called `moss - agates`.V The macroscopic, petrographic and electron optical morphologies of the bands in the agates are dissimilar. The main process which reveals the formation of the concentric banding is the development of radial fibrous texture. The fibrous texture is often represented by the spherulites under the polarizing microscope, but electron optical examination shows that the fibres are not real quartz crystals because they were formed from the infinitesimal silica particles and were consummately contorted. The Uruguay- banding in the agates is a result of the precipitation of relatively coarse silica grains as horizontal layers by gravitation. The most plausible assumption as the medium in agate formation is the colloidal silica system in the presence of hydrothermal circulation under lower P-T conditions. The individual inclusions in the barred agates found in the fissure zone of andesites are doubtless of replacement origin, and these crystalline inclusions were originally of the mineral zeolite (scolecite). The tubiform inclusions in the agates found in the cavities of rhyolites are particular growth origin. Moss -like or sagenitic growths were formed from silica-gel including alkali-silicate. In the Ankara agates, whereas these silicate growths could be formed alone, they could also be developed around the replaced zeolite bars. 128

IV ÖZ Bu çalışma, Davulga - Emirdağ ( Afyon ) dolayının jeolojisi, mineraloji ve petrografisi ve volkanitlerin kökenini incelemeyi amaçlamıştır. Çalışma alanında en yaşlı birimi Orta - Üst Triyas yaşlı Emirdağ Formasyonu oluşturur. Emirdağ Formasyonu, Barrow tipi yeşil şist fasiyesinin kuvars - albit - muskovit - klorit alt fasiyesi koşullarında metamorfizma geçirmiştir. Emirdağ Formasyonu üzerinde diskordan olarak Orta - Üst Miyosen yaşlı birimler yer alır. Bu birimler İncik formasyonu, Altar Tüfü ve Kale Tepe Andeziti olup birbirleriyle dereceli geçişlidirler. Bu birimler üzerine Üst Pliyosen yaşh Davulga Tüfü ve Davulga Bazaltı diskordan olarak gelir. En üstte ise Kuvaterner yaşlı Alüvyon yer alır. Bölgeyi etkileyen ilk yapısal hareketler Üst Kretase (Yeniyol, 1979 ; Sunder, 1980 ; Konak, 1982) yaşlı olup sıkışma niteliklidir. Çalışma alanındaki volkanitler, tansiyon rejimi sonucu gelişmiştir. ABSTRACT The geology, mineralogy and petrography of the rocks in the area of Davulga- Emirdağ (Afyon) and of the origin of the volcanics. This is a study of the geology, mineralogy and petrography of the rocks in the area of Davulga - Emirdağ ( Afyon ), and of the origin of the volcanics in this region. The Emirdağ formation of Middle - Upper Triassic age comprises the oldest unit in the study area. It has the assemblage of quartz - albit - muscovite - chlorite subfacies of greenschist metamorphic conditions. It is unconformably overlain by Middle - Upper Miocene age formations. These are the İncik formation, the Altar tuffs and the Kaletepe andesites which display gradational relationship with each other. The Davulga tuffs and Davulga basalts of Upper Pliocene unconformably lie on formations of Miocene age. The volcanic rocks of the study region appears to have been related to an extensional regime. 96

I ÖZET Yüksek Lisans Tezi PUTYAN (ARSLANTAŞI) CEVHERLEŞMELERİNİN MİNERALOJİK ÖZELLİKLERİ Ebru ÖZELÇİ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı 1995, Sayfa: 48 Çalışmaya konu olan cevherleşmelerin bulunduğu bölgede Guleman Grubu, Hazar Grubuna ait Simaki Formasyonu ve Maden Karmaşığı olmak üzere 3 birim bulunmaktadır. Bunlardan Jura-Kretase yaşlı Guleman Grubu, serpantinit, gabro ve diyabaz dayaklarından oluşmuştur. Maestrihtiyen-Alt Eosen yaşlı Hazar Grubuna ait Simaki Formasyonu konglomera, kumtaşı, silttaşı, çamurtaşı ve kireçtaşlarıyla temsil edilmektedir. Orta Eosen yaşlı Maden Karmağışı ise volkanik katkılı kiltaşı, çamurtaşı, spilit bazalt tüt`, aglomera, andezit, manganlı çört, volkanik mikrokonglomera, tüf, gabro ve diyorit porfır'den oluşmaktadır. Putyan (Arslântaşı) cevherleşmeleri, andezitik yastık lavlarla ilişkili olarak gelişmişlerdir ve Kıbrıs tipi yataklardır. Cevherleşmeye yoğun yan kayaç alterasyonu eşlik etmektedir. Yan kayaçta gözlenen alterasyon türleri kloritleşme, karbonatlaşma, kaolenleşme, serizitleşme ve silisleşmedir. Cevherleşmeler zonlar halinde gözlenmekte ve bu zonlar masif veya saçınımlı cevher içermektedir. Masif cevher genellikle 57.00-62.40 m. arasında gözlenirken,II saçınımlı cevher 48.00-57.00 m. 60.00-60.40 m. ve 62-40-105.20 m. arasında gözlenir. Diğer seviyeler cevhersiz andezit şeklindedir. Cevherleşmenin cevher mineralleri pirit, kalkopirit, sfalerit ve hematit'tir. Cevher dokusu kataklastik, saçınımlı, zonlu ve masif olmak üzere çeşitlidir. ANAHTAR KELİMELER: Kıbrıs tipi, kloritleşme, karbonatlaşma, kaolenleşme, serizitleşme, silisleşme, masif cevher, saçınımlı cevher, pirit, kalkopirit, sfalerit, hematit, kataklastik. Ill ABSTRACT Masters Thesis MINERALOGICAL FEATURES OF PUTYAN (ARSLANTAŞI) MINERALIZATIONS Ebru ÖZELÇİ Fırat Universty Graduate School of Science and Technology Departmant of Geological Engineering 1995, Page: 48 The area bearing mineralizations what are subject of this study, is composed from three units; Guleman Group, Simaki Formation (member of Hazar Group) and Maden Complex. Guleman Group is of Jurassic-Cretaceous age and comprises serpentinite, gabbro and diabase dikes. Maastrichtian-Lower Eocene Simaki Formation of Hazar Group, is represented by conglomerate, sandstone, siltstone, mudstone and limestones. The youngest unit is Middle Eocene aged Maden Complex and composed of claystone, mudstone, spilite, basaltic tuff, aglomerate, andesite, manganous chert, volcanic microconglomerate, tuff, gabbro and diorite porphyry. Putyan (Arslantaşı) mineralizations are associated wilh andesitic pillow lava and are of Cyprus Type. The mineralizations are accompanied by well developed wall rock alterations. The wall rocks alterations are chloritization, carbonatization, kaolinization, sericitization and silicification. The mineralizations occur as either disseminated or massive. The massive ore is placed between the depths 57.00 and 62.40 m. along the studied drilling hole. The disseminated ores occur in three zones; 48.00-57.00 m. 60.00-60.40 m. and 62- 40.105.20 m. Remaining zones are barren andesites. The ore minerals of the studied drilling are pyrite, chalcopyrite, sphalerite andIV hematite. Ore textures are cataclastic, disseminated and massive. KEY WORDS: Cyprus Type, chloritization, carbonatization, kaolinization, sericitization, silicification, massive ore, disseminated ore, pyrite, chalcopyrite, sphalerite, hematite, cataclastic. 48

ÖZET Emirli antimon cevherleşmeleri, Ödemiş Asmasifi'nin metamorfik birimlerinden; metakuvarsit, kuvars şist, mikaşist, fîllit birimleri içinde bulunmaktadır. Bölgedeki sedimanter birimler(çakıltaşı ve alüvyon) metamorfik birimleri ve cevherleşmeleri örtmektedir. Pliyosen-Kuvaterner yaşlı Küçük Menderes Grabeni'nin güneydoğu ucunda yeralan cevherleşmeler, grabenin oluşumunu denetleyen, eğim açısı derine doğru giderek azalan KB-GD ve ender olarak da D-B uzanımlı fay hatları boyunca yerleşmişlerdir. Bu faylar, Küçük Menderes Grabeni'nin kenarında oluşan basamaklı normal faylardır. Bölgedeki cevherleşmeler damar tipi olup, damarların çeperlerinde; beyaz, kahverengi ve siyah renkte olmak üzere üç ayrı alterasyon zonu ayırtlanmıştır. Birbirini izleyen iki ayrı dönemde meydana gelen cevherleşmeler; Emirli (E4) ve Yapalak(E33) tipi cevherleşmeler olarak tanımlanmıştır. Emirli(E4) tipi cevherleşmelerin, fay hatlarının alt kotlarında ve eğim açısının düşük olduğu kesimlerde yerleşmiş olduğu, içerdiği minerallerin ince kristalli, kuvars miktarının az olduğu; Yapalak(E33) tipi cevherleşmelerin ise üst kotlarda ve eğim açısının yüksek olduğu kesimlerde bulunduğu, içerdiği minerallerin iri kristalli, kuvars miktarının çok fazla olduğu saptanmıştır. Damarların parajenezinde bulunan cevher ve gang minerallerinin süksesyonu ileoluşum sıcaklıklan:Kuvars-l(240-290°C), pirit-1, arsenopirit, altın, kuvars-2 (220-250 »C), çinkoblend, kalkopirit, tetraedrit, antimonit-1, kuvars-3(180-220°C), antimonit-2, pirit-2, markazit, kuvars-4(105-170°C), zinober, orpiment-realgar, antimon oksitleri (servanti t, senarmontit, valentinit), Fe oksitleri ve hidroksitleri(hematit, götit ve limonit) şeklinde bulunmuştur. Cevherleşmeleri oluşturan hidrotermal eriyiklerin tuzlulukları %7.8-10.6 arasında bulunmuş olup, bu eriyiklerin zaman zaman meteorik kökenli soğuk sular ile girişim yaparak süper-soğumaya uğradıkları, bu sırada antimon cevherleşmelerinin kaynağı olan hidrotermal eriyiklerde seyrelme söz konusu olduğu belirlenmiştir. Emirli bölgesi antimon cevherleşmelerine ve yankayaçlarına ilişkin yapılan kimyasal analiz sonuçlan, yankayaçlar ve cevherli zonlar için ayrı ayrı ve tümüyle değerlendirilmiş, elementlerin dağılımları, aralarındaki korelasyon ve regresyon analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucunda, cevherleşmelerin kaynağının yankayaçlar olamayacağı ve antimon cevherleşmelerinin Sb(HS)3 bileşikleri şeklinde taşındığı sonucu çıkarılmıştır. Emirli antimon cevherleşmeleri ve parajenezinde yeralan tüm mineraller epijenetik kökenli olup, cevherleşmelerin kaynağı, `Pliyosen ve daha genç yaşlı bazik karakterli volkanik aktivite` ye bağlı olarak gelen hidrotermal eriyiklerdir. Emirli antimon cevherleşmeleri ve çevresinde yer alan maden yataklarına yönelik çalışmalar derlenerek çalışma alanının çevresine ait bir metalojenik harita hazırlanmıştır. Bu çalışma sonucunda çevrede yeralan cevherleşmelerin dönemleri ve tiplerine yönelik sınıflama ve yorumlamalar yapılmıştır. Buna göre Ödemiş Asmasifi'nde bulunan cevherleşmelerden, metasedimenter tip Pb-Zncevherleşemeleri Triyas yaşlı olup metamorfizmadan önce oluşmuşlardır. Damar tipi kurşun-çinko cevherleşmeleri büyük olasılıkla Erken-Orta Miyosen aralığındaki granodiyoritik sokulumlara bağlı olarak ve KD-GB kink hatlan boyunca yerleşmişlerdir. Damar tipi arsenik, civa ve antimon cevherleşmeleri ise Pliyosen-Kuvaterner aralığındaki volkanizmaya bağlı olarak ve grabenleşmeyi denetleyen KB-GD ve D-B kırık hatları boyunca gelişmişlerdir. m ABSTRACT The antimonide mineralizations of Emİrli are hosted by metamorphic units of Ödemiş Massif which consist mainly of metaquartzite, quartzschist and phiyllites. The metamorphic units and mineralizations are overlain by the sedimentary units. The mineralizations are located in the sotheast margin of Küçük Menderes Graben and controlled by generally NW-SE, rarely E-W trending faults. These faults are geometrically synthetic-step wise faults, governed by graben system. The dip angle of the faults gradually decrease towards the deep. Mineralizations encountered in the area are represented by vein type; white, brown and black coloured alteration zones have been distinguished in the rim of the veins. Two different paragenetic sequences have been recognized as Emirli(E4) and YapaIak(E33). Emirli(E4) type mineralizations, which contain fine grained ore minerals and less quartz, are emplaced to the lower level of the faults where the dip angle is low. Yapalak(E33) type mineralizations, which contain coarse grained ore minerals and much quartz, are emplaced to the upper level of the faults where the dip of the angle is high. Paragenetic sequences and homogenization temperatures of the ore and gangue minerals are follows: Quartz-1(240-290°C), pyrite-1, arsenopyrite, gold, ivquartz-2 (220-250 ° C),zincblende, chalcopyrite, tetrahedrite, antimonide-1, quartz-3 (180-220 °C), antimonide-2, pyrite-2, marcasite, quartz-4(105-170°C), cinnabar, orpiment, reaIgar,antimony oxides, Fe oxides and hydroxsides. The salinity of ore forming fluids are between %7.8-10.6 which reveals the interaction between hydrothermal fluids and cold meteoric water resulted in super cooling and diluating of ore-forming hydrothermal fluids. Chemical analyses from wall-rocks and ore veins indicate that the wall-rocks are not a source for ore mineralizations. Sb element may have been transported as Sb(HS)3 compounds. The minerals determined in paragenetic sequences are in epigenetic origin and the source of ore-forming fluids is basic volcanic activity of Pliocene and younger age. Previous studies on different type of ore deposits around the Emirli area have been compiled and the metallogenic map was prepared. According to the results of this compilation the ore mineralizations encountered in thr area con be divided into three groups: The first group is reperesented by meta-sedimentary Pb-Zn mineralizations of Triassic age and occur prior to the metamorphism. The second group is represented by vein type of Pb-Zn mineralizations which are emplaced into NE-SW trending faults governed by granodiorite intrusions of Early to Mid-Miocene in age. The third group of mineralizations are vein type of arsenic, mercury and antimony which are emplaced into NW-SE and E-W trending faults governed by graben system and the mineralisations are caused by volcanic activity of Pliocene to Quaternary in age. 320