Binkılıç Bölgesi Manganez Ocağı Yakın Çevresindeki Kil Ve Kumların Endüstriyel Hammadde Teknolojik Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, Binkılıç güneybatı kesimindeki killerin ve kumların jeolojik, mineralojik ve endüstriyel kullanımları açısından gerekli teknolojik özelliklerinin araştırılmasıdır. Kil ve kum çökellerinin bulunduğu sedimanter havza, kuzeydeki temel kayaların faylarla yükselmiş olması nedeniyle kuzeydeki alana göre yayvan topografyadan oluşan daha çukur kesimleri kapsar. Çalışma alanı olarak seçilen Çatalca Binkılıç güneybatı kesimi Tersiyer yaşlı genç çökel kayalardan oluşmaktadır. İnceleme alanının 1/10.000 ölçekli jeoloji haritası hazırlanmış ve bu bölgede yer alan sedimanter birimler litostratigrafik özelliklere göre ayırt edilerek yaklaşık 25 km2 bir alan haritalanmıştır. Çalışma bölgesi Kırklareli F20 a2 paftasında yer almaktadır. Çalışma genel olarak Binkılıç Köyü (Çatalca) ve Binkılıç Deresi batısında yer alan manganez ocaklarının bulunduğu alanda kum ve kil oluşumları üzerinde yoğunlaşmıştır. Çalışma sahasındaki litolojik birimler Oligosen ve Miyo-Pliyosen yaşlı kırıntılılardır. Çalışma alanının özellikle kuzey-kuzeydoğu kesimlerinde yer alan temel kayalar Istranca Masifi içinde yer alan metamorfik kayalar ve granitik sokulumlardır. Bu temel kayalar Esosen yaşlı mikritik kireçtaşlarıyla uyumsuz olarak örtülür. Kireçtaşları üzerine de uyumlu olarak oligosen yaşlı killi seri gelir. Killerin üzerine ise Miyosen yaşlı kum istifi gelişmiştir. Bölgedeki Mn-zenginleşmesi ise Eosen-Oligosen sınırında kil çökelleri arasında gelişmiştir. Manganlı seviyenin üzerinde ise iki farklı türde kil oluşumu yer alır. Manganlı seviyenin altında; killer, karbonat içeriği yüksek olan ve kum içeriği yer yer değişen kumlu killer ve son bu killerin üstüne gelen organik içeriği yüksek olan bej ve pembemsi renkte killer yer alır. Bölgede daha önce yapılan bilimsel çalışmalardan elde edilen veriler ve sondaj karotları incelendiğinde bölgede yer alan kil çökellerinin genelde sığ denizel, evaporit türü mineralleri (jips, anhidrit ve tuz) içermemesinden dolayı lagün açık deniz ile bağlantılı bir lagün ortamını karakterize ettiği fakat üst seviyelerde yer alan siltli kil, kiltaşı, marnlar içerisinde rastlanan balıkdişi fosilleri ve daha sonra da kum serilerine geçişi nedeniyle ortamın sığlaştığını gösterir. Bölgedeki kum ve killerden sistematik olarak alınan örnekler gruplandırılarak labaotuvar çalışmalarıyla ayrıntılı olarak incelenmiştir. Laboratuvar incelemeleri açık olarak işletilen mangan ocağındaki kil, kum istiflerinden ve daha önce yapılmış karot örnekleri üzerinde yapılmıştır. Killerin mineralojik bileşimleri XRD yöntemiyle incelenmiştir. Kil örneklerinin genellikle değişen oranlarda simektit grubu ve daha az oranda da illit-mika karışık katmanlı kil minerallerinden oluştuğu görülmüştür. Bunun yanında kalsit, kuvars, klorit, opal ve feldspat içermektedir. Kil örnekleri üzerinde DTA ve TGA analizleri yapılmış manganlı seviyenin üzerindeki mavi renkli kilin bentonit karakterinde olduğu ve DTA-TGA profillerinin bentonit profilleriyle uyuştuğu saptanmıştır. Kil numuneleri içerisindeki toplam kil minerallerinin oranı örnekten örneğe değişmektedir. Bentonit karakterli mavi kil ve bunun üzerindeki sarı kil içerisindeki toplam kil mineralleri oranı % 65-75 düzeylerindedir. Bu kil örneklerinin sodyum ile aktif hale getirilmesi durumunda sodyum-bentonit türü kil olarak sondaj, çelik döküm, demir peletleme ve inşaat sektöründe kullanılabilme özelliği kazanacağı düşünülmüştür. Açık işletme yapılan manganez ocağının sarı kil numuneleri üzerinde döküm kili olma özellikleri Cevher Hazırlama Laborutuarlarında yapılan deneylerle araştırılmıştır. Manganlı seviyenin üzerindeki killerin işletmeciliği, üretilen manganlarla birlikte daha ekonomik ve daha kolay üretim yapılabilmesi ve üst seviyedeki sarı killerin kalınlıklarının daha fazla olması nedeniyle deneyler bu killer üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bölgedeki kumlar sarı ve gri olmak üzere iki farklı renktedir ve boyut olarak kumların boyutlarına göre sınıflandırıldığında ince-orta kum sınıfına girmektedir. Kum örnekleri binoküler mikroskop altında incelenerek köşelilik ve yuvarlaklık özellikleri belirlenmiştir. Kum örneklerinin genellikle yarı köşeli yarı yuvarlak tane şekillerinde olduğu anlaşılmıştır. Daha sonra kum örneklerinden hazırlanan ince kesitler polarizan petrografı mikroskopunda incelenmiştir. Mikroskop çalışmalarıyla kumların iki farklı türde mika (muskovit + biyotit) içerdiği tespit edilmiştir. Bu tez kapsamında mika ve diğer kum bileşenlerinin ayırılmasında havalı seperatör (kuru ayırma) yöntemi uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar ileriki çalışmalar için bir öngörü niteliğinde olup, genel olarak gri kumlar içerisindeki kuvarsların gerek oranının az olması gerekse daha temiz ve şeffaf kuvars olması dolayısıyla ve aynı zamanda kuvarsların feldspatlardan ayrılabilmesi için uygun yöntemler geliştirildiğinde ekonomik değeri daha yüksek olan cam endüstrisi ve diğer endüstrilerde de kullanılabileceği düşünülmektedir.

The purpose of this study is to investigate the technological properties of geological, mineorological and ındustrial usage of clay and sands in southwest of Binkılıç. Sedimentary basin consists of clay and sand sedimants, consists shalow pit covers that includes flat topographical properties according to North areas due to the rising of basic rocks in Northern Study area “Southwest of Çatalca-Binkılıç” consits of Rersiyer old and young sedimantary rocks. 1/10.000 scale geological map prepared in this region and sedimentary units were classified according to the lithostratigraphic features mapped an area of approximately 25 km2 The study area is located in Kırklareli F20 A2 sheet. The study is generally focuses on Binkılıç Village (Catalca) and clay quaries and sand areas that is located West of Binkılıç River (mangenese beds). Lithological units in the study area are the Oligocene and Mio-Pliocene clastic sediments. Especially North-northeastern of study area consits of basic rocks that takes part in Istıranca massif metamorphic rocks and granitic intrusions. These basic rocks unconformably overlain with Esosa the micritic limestone. Limestone incomes in accordance with Oligocene aged clay series. The stack is developed on the clay Miocene sands. The region has developed between the Mn-rich clay deposits in the Eocene-Oligocene boundary. Two different types of clay formation is located above the mangenese level. Clays below mangenese level have a high carbonate content and sandy content, above of these clay level, the clays have high organic content and beige and rosy colours. The data obtained from scientific studies conducted previously in the area and drilling cores show clay sedimants generally characteried by open sea lagoon enviroment because clay deposits in the religion have not got shallow water avoparated type minerals (gypsum, anhydrite and salt) on the other hand fish fossils were found in upper level clay, claystone, silt, and sand series passes Show the shallow environment Sand and Clay samples are taken systematically and grouped and investigated detaily. Laboratory tests are conducted in open clay quarry operated manganese and core samples that was made previously. The mineralogical composition of clays was analyzed by XRD. Usually clay samples are consist of varying rates of smectite group and lower rate of mixed-layer illite-mica clay minerals In addition calcite, quartz, chlorite, and opals contain feldspar. Clay samples that is analysed by DTA and TGA methods. Blue coloured clay on the mangenese level is characterised as bentonite and DTA-TGA profiles are matching with bentonite profilles. The ratio of total clay minerals in the clay samples varies from sample to sample. Bentonite characteristic blue clay and yellow clay that is over blue clay have totsl clay mineral content of % 65-75 level. Sodioum bentonite type clay can be used in cast steel, can be the iron pelletizing and construction sector ıf they are activated. Yellow clay samples from open pit quarry mangenese bed properties were investigated by experiments in Mineral Processing Laborutuar. Management of the bristles on the manganese level, more economical and easy to manufacture and can be made with those produced manger experiment because of their greater thickness of yellow clay at the top level were performed on these clays. Sands in the religion have two colours as yellow and grey and ıf classified by sand dimension classified as slim and medium sand class Sand samples are determined by examination under binocular microscope to determine the angularity and rotundity properties. Sand samples were generally understood to be in the semi-square half way round one. Then thin section sand samples were examined by the polarizing microscope petrography. Microscope studies show that two different types of sand mica (muscovite + biotite) were found. In the scope of this study air seperator (dry saperation) method is used to seperate mika and other sand components The obtained results are in the prediction quality for further study, in general, quartz can be used in more economical glass industry and other ındustries when proper methods growt to seperate quartz and feldspar because gray sands have got lower rate quartz and also quartz are more clear and translucent.