Sazak-Biçer (Sivrihisar KD'su) civarı Neojen (Miyosen-Pliyosen) göl basenindeki kiltaşlarının mineralojik incelenmesi

Sazak ve Biçer civarındaki (KD Sivrihisar) Neojen istifi içerisinde, iki ayrı çökel sisteminde depolanan Sakarya ve Porsuk formasyonu 7 fasiyese ayrılarak incelenmiştir. 1. çökel sistemini oluşturan Miyosen yaşlı Sakarya formasyonu andezitik-bazaltik karakterli volkanitler (Alt-Orta Miyosen), kırıntılı ve karbonat fasiyesleri (Üst Miyosen) ile temsil edilir. Bu litolojik topluluğu, 2.ci çökel sistemini oluşturan Pliyosen yaşlı Porsuk formasyonu çok düşük açılı uyumsuzlukla örter. Porsuk formasyonunun ana fasiyesleri konglomera-kumtaşı, yeşil renkli çamurtaşı-kiltaşı, karbonat ve gri-bej renkli jipsli çamurtaşı-kiltaşı şeklinde ayrılmıştır. Porsuk formasyonundaki kiltaşları sahada farklı renk (kahverengi, krem-bej, beyaz, yeşil) ve litolojide (killi kireçtaşı, dolomitik kiltaşı, jipsli kiltaşı) izlenirler. Tüm havza genelinde kil parajenezi sepiyolit, paligorskit, simektit, klorit ve illit topluluğu ile temsil edilmektedir. İnceleme alanının güneyinde koyu kahverenkli ve krembej renkli kiltaşı ve killi kireçtaşı birimlerinde egemen kil minerali sepiyolittir. Havzanın genelinde yeşil renkli kiltaşı, jipsli kiltaşı, çamurtaşı ve marn topluluğu paligorskit, simektit, klorit ve illit parajenezi ile karakterize edilirler. Sepiyolit minerali taramalı elektron mikroskop incelemelerinde yumak şeklinde kümelenmiş lif demetleri halinde gözlenmiştir. Paligorskit minerali ise birbirine paralel olarak gelişen lif dizilimleri şeklinde izlenmiştir. Simektit minerali levhamsı yapraklardan oluşmakta olup, yer yer dalgalı yapraklar halinde peteksi doku gösterdiği belirlenmiştir. Saha ve laboratuvar verilerine göre sepiyolit, paligorskit ve simektit mineralleri birbirlerinden bağımsız olarak yerinde çökelimle (in-situ) oluşmuşlardır. Havzadaki mineral oluşumunda tuzluluk ve alkalinite ile ortama gelen su miktarı hem bu faktörleri hem de mineral oluşumunu kontrol etmiştir. Sepiyolitler, havza kenarı bataklık ortamlarında kısmen de yağışlı koşullarda Mg ve Si zenginleşmesi sonucu oluşmuşlardır. Göl alanına detritik malzemelerden sağlanan Al getirimi paligorskit ve simektit minerallerinin oluşumunu sağlamıştır. Simektit, paligorskit ve klorit mineralleri evaporitik çamur düzlüklerinde çökelmiştir. Ayrıca, bu kil minerallerini bulunduran yeşil renkli çamurtaşı ve kiltaşları ise derin göl ortamında depolanmıştır.

Mineralojik investigation of claystone in the Neogene (Miocene-Pliocene) lacustrine basin of the Sazak-Biçer area (NE of Sivrihisar)

The Neogene sequence around Sazak and Biçer (NE Sivrihisar) which deposited into two different depositional systems as the Sakarya and Porsuk formations, has been studied by being divided into 7 fades. The first depositional system is the Miocene Sakarya formation, which is characterized by andesitic-basaltic volcanics (Lower-Middle Miocene), detritic and carbonate fades (Upper Miocene). The Pliocene Porsuk formation, which is the second depositional system of the lithological units, rests on this lithological group at a low angular unconformity. The main fades of the Porsuk formation are characterized by conglomerate-sandstone, green coloured mudstone-claystone, carbonate and grey-beige coloured gypsiferous mudstone-claystone. In the field, the claystones of the Porsuk formation are characterized by different colours (brown, creambeige, white, green) and different lithology (clayey limestone, dolomitic clay stone, gypsiferous clay stone). In the whole basin area, clay par agenesis is represented by sepiolite, palygorskite, smectite, chlorite and illite. In the southern part of the basin, sepiolite is the dominant clay mineral in the dark brown and cream-beige coloured claystones-limestones. In the whole basin area, green coloured claystone, gypsiferous claystone, mudstone and marl are characterized by palygorskite, smectite, chlorite and illite par agenesis. In scanning electron microscopy examinations, sepiolite minerals have been observed as ball shaped fiber bunches, palygorskite has been observed as parallel fibers, and smectite mineral is formed of flat leafs with a honeycomb texture in the form of frequent wavy leaves being detected. According to field and laboratory data, sepiolite, palygorskite and smectite minerals must have been formed by in-situ deposition and independently of each other. During the mineral formation in the basin, salinity, alkalinity and water controlled these factor s and miner al formation. Sepiolites were formed in lake margin swamp environments and also partially under humid conditions as a result ofMg and Si enrichment. Al, which originated from the detritic materials transported into the lake basin, enabled the formation of palygorskite and smectite minerals. Evaporitic mudflats served as suitable environments for the precipitation of smectite, palygorskite and chlorite. In addition, these minerals were preferentially deposited in the deep lake environment with green mudstone and claystones.

PDF

___

Akbulut, A. ve Kadir, S., 2003. The geology and origin of sepiolite, palygorskite and saponite in Neogene lacustrine sediments of the Serinhisar-Acıpayam basin, Denizli, SW Turkey. Clays and Clay Minerals, 51,279-292.
Bayhan, E. ve Yalçın, H., 1990. Burdur gölü çevresindeki Üst Kretase-Tersiyer yaşlı sedimanter istifin tüm kayaç ve kil mineralojisi. M.T.A Dergisi, 111,73-87.
Bellanca, A., Karakaş, Z., Neri, R. Ve Varol, B., 1993. Sedimentology and isotope geochemistry of lacustrine dolomite-evaporite deposite and associated clays (Neogene, Turkey): environmental implication. Miner. Petrogr. Acta, XXXVI, 245-264.
Bilgin, H., 1972. Eskişehir ili kil imkanlarının genel ekonomik prospeksiyon raporu, MTA Rapor No. 4708, Ankara (yayınlanmamış).
Biscaye, P. E., 1965. Mineralogy and sedimentation of recent deep sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent seas and oceans. Gelogical Society of American Bulletin, 76,803-832.
Boyraz, S., 2004. Mülk-Demirci Yöresi (Eskişehir-Sivrihisar) Neojen (Üst Miyosen-Pliyosen) Birimlerinin Kil Mineralojisi. A. Ü Fen Bilm. Ens. Yüksek Lisans Tezi, 85 s, Ankara (yayınlanmamış).
Brindley, G. W., 1980. Quantitative X-Ray Mineral Analysis of Clays: Crystal Structures of Clay Minerals and Their X-Ray Identification. G W. Brindley and G. Brown, editors. Monograph 5, Mineralogical Society, London, 411-43 8.
Caillere, S., 1951. Sepiolite. in G. W. Brindley, X-ray identification and structures of clay minerals. Mineral Soc; London, 224-233.
Chamley, H., 1989. Clay Formation Through Weathering. Chamley,H. (eds.),Clay Sedimentology, New York, Springer, 21-50.
Çoban, F., 1993. Geology of the Kayakent (Eskişehir) region and mineralogical investigation of sepiolites in the area. Proc. Geol. Symp. of Suat Erk, 283-289, Ankara Univ. Pres.
Ece, Ö.I. ve Çoban, F., 1990. Origin and significance of the sepiyolite beds and nodules in the Miocene lacustrine basin, Eskişehir, Turkey. International Earth Sciences Congress on Agean Regions Proceedings I (M.Y. Savaşçın and A. H. Eronat eds), 234-245.
Ece, Ö. I. ve Çoban, F., 1994. Geology, occurrence, and genesis of Eskişehir sepiolite, Turkey. Clays and Clay Minerals, 42,81-92.
Galan, E. ve Ferrero, A., 1982. Palygorskite-Sepiolite clays of Lebriya, Southern Spain. Clays and Clay Minerals, 30,191-199.
Galindo, A. L., Aboud, A. B., Hach-Alı, P.F. ve Ruiz, J. C. 1996. Mineralogical and Geochemical Characterization Of Palygorskite From Gabasa (NE SPAIN). Evidence of a detrial precursor: Clay Minerals, 31,33-44.
Gençoğlu, H., 1996. Eskişehir-Sivrihisar-Oğlakçı Köyü sepiyolit sahasının ait maden jeolojisi. MTA Rapor No. 9858, Ankara, 33 s. (yayınlanmamış).
Gençoğlu, H. ve İrkeç, T., 1994. Ankara-Polatlı-Türktaciri sahasının maden jeolojisi. MTA Rapor No. 9487, Ankara, 253 s. (yayınlanmamış).
Gözler, M. Z., Cevher, F., Ergül, E. ve Asutay, H. J., 1996. Orta Sakarya ve güneyinin jeolojisi. MTA Rapor No. 9973, Ankara (yayınlanmamış).
Gündoğdu, M. N., 1982. Neojen yaşlı Bigadiç sedimanter baseninin jeolojik-mineralojik ve jeokimyasal incelenmesi. H.Ü. Fen Bilm. Ens. Doktora Tezi, Ankara, 386 s. (yayınlanmamış).
Isphording, W. C., 1973. Discussion of the occurence and origin of sedimentary palygorskite - sepiolite deposits. Clays and Clay Minerals, 21,391 -401.
Jones, B. F. ve Galan, E., 1988. Palygorskite-sepiolite in hydrous phyllosiscates (Exlusive of Micas). S. W. Bailey, ed., Mineral. Soc. Am., Rev. Mineral., 19, 631-674, Washington.
Kadıoğlu, Y.K., 1996. Anklavların mineral Kimyası ve Petrografik Özelliklerinden Yararlanılarak Kökeninin İncelenmesi: Karakaya (Eskişehir) graniti. SDÜ Müh Sempozyumu, 161-170.
Kadir, S., Baş, H. ve Karakaş, Z., 2002. Origin of sepiolite and loughlinite in a Neogene volcano-sedimentary lacustrine environment, Mihalıççık-Eskişehir, Turkey. The Canadian Mineralogist, 40. 1091-1102.
Karakaş, Z., 1992. Ballıhisar-İlyaspaşa (Sivrihisar-Eskişehir güneyi) yöresinin jeolojik, petrografik ve mineralojik incelenmesi. A. Ü. Fen Bilim. Enst. Doktora Tezi, Ankara, 184 s. (yayınlanmamış).
Karakaş, Ö., 2006. Sivrihisar-Biçer Civarı Neojen (Üst Miyosen) Basenindeki Kil Parajenezlerinin Ortamsal Yorumu. A. Ü Fen Bilm. Ens. Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 98 s. (yayınlanmamış).
Karakaş, Z. ve Varol, B., 1993. Sivrihisar-İlyaspaşa civarı sepiyolitlerinin elektron mikroskop incelemesi, A. Suat Erk Jeoloji Sempozyumu (2-5 Eylül 1991) Bildirileri, 303-310.
Karakaş, Z. ve Varol, B., 1994. Sivrihisar Neojen basenindeki gölsel dolomitlerin petrografisi ve oluşum koşullarının duraylı izotoplar $(S^{18}O-S^{13}C)$ yardımıyla yorumlanması. MTA Dergisi, 116, 81-95.
Karakaya, N., Karakaya, M.Ç., Temel, A., Küpeli, Ş. ve Tunoğlu, C., 2004. Mineralogical and chemical characterization of sepiolite occurrences at Karapınar (Konya Basin, Turkey). Clays and Clay Minerals, 52, 4,495-509.
Kibar, M. Gökten, E., Lünel, T. ve Kadıoğlu, Y.K., 1992. Sivrihisar İntrüzif Kompleksi ve Civarının Jeoloji ve Petrografisi. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bülteni, 7,78-86.
Mc Lean, S. A., Ailen, B. L., ve Craig, J. R., 1972. The Occurence of Sepiolite and Attapulgite on the Southern high plains, Clays and Clay Minerals, 20, 143-149.
Milton, C. ve Eugster, H. P., 1959. Mineral assembleges of the Green River Formation. In P.H. Abelson, Ed., Researches in Geochemistry, New York, 1, 118-150.
Moore, D.M. ve Reynolds, R.C., Jr., 1997 X-ray diffraction and the Identification and Analyses of Clay Minerals. Oxford university Pres, Oxford, UK, 378 s.
Özbaş, Ü., 2001. Mineralogic and geochemical investigation of zeolite and related minerals of Mülk-Oğlakçı region, Sivrihisar. D. E. Ü. Fen Bilm. Ens.Yüksek Lisans Tezi, YÖK Dokümantasyon Merkezi Rapor No: 109623.
Sanchez, C. ve Galan, E. 1995. An Approach to the genesis of palygorskite in a Neogene-Quaternary Continental Basin Using Principal Factor Analysis. Clay Minerals, 30,215-238.
Singer, A., 1979. Palygorskite in Sediments Detrial, Diagenetic or Neoformed. A Critical Review: Geol. Rund., 68, 996-1008.
Singer, A. ve Galan, E., 1984. Palygorskite-Sepiolite: Occurrence, Genesis and Uses. Elsevier, Amsterdam, The Netherlands, 352 s.
Singer A., 1989. Palygorskite and sepiolite group minerals. In Minerals in Soil Environments (J.B. Dixon and S.B. Weed, eds). Soil Society of America, Inc., 829-872.
Sirocko, F. ve Lange, H., 1991. Clay mineral accumulation in " the Arabian Sea during late Quaternary. Marine Geology, 97,105-119.
Starkey, H.C. ve Blackmon, P.D., 1979. Clay mineralogy of Pleistocene lake Tecopa, Inyo County, California. Geological Survey Professional Paper 1061,34 s.
Suarez, M., Armenteros, I., Navarrete, J. ve Martin Pozas, J. M., 1989. El Yacimiento de Palygorskta de Bercimuel genesis y Propiedades Tecnologicas: StudiaGeol., 26,27-37.
Tardy, Y., Paquet, H. ve Millot, G., 1970. Trios modes de genese des montmorrillonites dans et les sols. Geochim. Cosmochim. Acta, 36,397-412.
Temel, A., 2001. Post-collisional Miocene alkaline volcanism in the Oğlakçı Region, Turkey: Petrology and geochemistry. International Geology Review, 43, 640-660.
Türkbey, S. P., 2005. Sazılar (Polatlı) yöresindeki Neojen yaşlı sedimanter birimlerin mineralojik ve jeokimyasal incelenmesi. Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, 86 s (yayınlanmamış).
Velde, B., 1985. Clay Minerals. A Physico-chemical explanation of their occurrence. Developments in Sedimantology, 40, Elsevier, Amsterdam, 427 s.
Verrecchia, E. P. ve Le Coustumer, M. N., 1996. Clay Minerals. Occurence and genesis of palygorskite and associated clay minerals in a Pleistocene calcrete complex, Sae Boqer, Negev Desert, Israel. Clay Minerals, 31,183-202.
Yalçın, H., ve Bozkaya, Ö., 1995. Sepiolite-palygorskite from the Hekimhan region (Turkey). Clays and Clay Minerals, 43,705-717.
Yeniyol, M., 1992. Yenidoğan (Sivrihisar) sepiyolit yatağının jeolojisi, mineralojisi ve oluşumu. MTA Dergisi, 114,71-84.
Yeniyol, M., 1993. Sivrihisar'da (Eskişehir) sedimanterdiyajenetik oluşumdu yeni bir lületaşı türü. MTA Dergisi, 115,81-90.
Weaver, C. E., 1989. Clays, Muds and Shales. Development in sedimentology, 44. Elsevier. Amsterdam-Oxford- New York- Tokyo, 819s.
Weaver, C. E. ve Beck, K. C., 1977. Miocene of the S. E. United States: A model for chemical sedimentation in a peri-marine environment, Sedimentary Geology, 17,1-234.