LEE- Jeoloji Mühendisliği-Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/19327

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 25
  • Öge
    Çandarlı çukurunun miyosen-kuvaterner sismik stratigrafisi ve tektonik evrimi, Kuzey Ege Denizi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-07-16) İslam, Tuba ; Yaltırak, Cenk ; 505121316 ; Jeoloji Mühendisliği
    Çalışma alanı kuzeydoğu Ege Denizi'nde Çandarlı Körfezi ile Plomari Havzası arasında kalan ve Çandarlı Çukuru olarak adlandırdığımız deniz alanına odaklanmaktadır. Bölgenin neotektonik evrimini anlamak amacıyla orta-derin çok kanallı sismik yansıma kesitleriyle sahanın sismik stratigrafisi ve tektonik evrimi araştırılmıştır. Bu araştırmada 2005 yılında Türk Deniz Kuvvetlerine bağlı Seyir Hidrografi ve Oşinografi Dairesi tarafından alınan çok bimli iskandil verileri ve farklı zamanlarda petrol arama amacıyla toplanmış sismik yansıma kesitleri kullanılmıştır. Verinin toplam uzunluğu 316 km kadardır ve 3 sn.' ye kadar uzanmaktadır. Bu çalışmada sismik yansıma kesitleri ve çok bimli iskandil batimetri haritası bir arada kullanılarak bölgenin aktif tektonik hatları ve Çandarlı körfezi batısında kalan alanın sismik stratigrafisi Petrel ortamında haritalanmıştır. Ayrıca sismik yansıma kesitlerinden kalınlık haritları hazırlanmış bu kalınlık haritalarındaki sismik stratigrafik birimler Foça-1 kuyusu ile korele edilerek bu bölgede çökelen istiflerin denizen içindeki özellikleri ortaya konmuştur. Ayrıca deniz içindeki sismik stratigrafik birimlerin karadaki jeolojik birimlerle karşılaştırılması yapılmıştır. Bunlara ek olarak bölgede meydana gelen depremlerin fay çözümleri yapılmış, GPS hızları ile korele edilerek bölgenin güncel tektonizması yorumlanmıştır. Çandarlı Çukurundaki sismik stratigrafik birimler birbiriyle havza ortasında uyumlu olup bölgede sedimantasyon Burdigaliyen'den (Alt Miyosen) günümüze kadar sürmüştür. Bu çalışmada beş sismik stratigrafik birim tanımlanmıştır. Temelin üzerinde Burdigaliyen-Serravaliyen aralığında çökelmiş volkanoklastik ağırlıklı bir istif yer almaktadır. Bunu ikinci olarak Tortoniyen yaşlı kırıntılılar, karbonatlardan ve volkanik ara katmanlardan oluşan ikinci ünite izler. Bu birimi uyumlu olarak Akdeniz'deki Mesiniyen krizinin eşleniği olan ortamda çökelmiş kırıntılılar ve anhidritten oluşan yaklaşık 300-500 m arasındaki seviye izler. Mesiniyen sonrasındaki birim Pliyosen yaşlı olup tabanında Üst Miyosen yaşlı bir kireçtaşı ile geçişli olarak kırıntılılardan oluşan dördüncü sismik stratigrafik birim ile devam eder. En üstte ise Kuvaterner'den günümüze kadar uzanan ağırlıklı olarak ince taneli kırıntılılardan oluşan deniz seviyesi değişimlerinden etkilenmiş bir birimle sona erer. Hem yüksek çözünürlüklü çok bimli batimetri haritası hem de yüksek çözünürlüklü sismik kesitler deniz tabanındaki yapısal unsurlar ile ilgili detaylı bilgi vermiştir. Plomari Havzası çevresindeki faylar çok bimli batimetri haritası kullanılarak tanımlanmıştır. Çandarlı Çukuru ve çevresideki fayları ise hem batimetri hem de yüksek çözünürlüklü sismik kesitler ile tespit edilmiştir. Bölgenin yapısal unsurlarına baktığımızda KB-GD uzanan normal faylar ile yaklaşık KBB-GDD uzanımlı normal fayların bölgeye hakim olduğu anlaşılmıştır. Bölgede, iki ayrı tektonik evre bulunmaktadır. Birinci evre Alt Miyosen'den Üst Miyosen'in sonuna kadar uzanan bölgedeki çekirdek komplekslerin gelişimi ile bağlantılı sıyrılma fayı üzeri havzası niteliğindedir. Bu faylar sismik kesitlerde yüzeye kadar çıkmazlar ve erken evreyi işaret ederler. Tortoniyen-Mesiniyen döneminde çökel kalınlıklar homojen olduklarından dolayı tektonik aktivitenin bölgede yavaşladığı anlaşılmaktadır. Pliyo-Kuvaterner'de ise çökel kalınlıkları bölgenin çevresinde bir yükselme olduğunu aynı zamanda Çandarlı Körfezi'nin batısında bulunan Plomari Havzası'nı oluşturan fayların batimetrideki izlerine bakıldığında yeni bir tektonik sistemi işaret etmektedir.
  • Öge
    Khasab — Tibat (Umman) sahil yolu şevlerinde kaya düşmesiriski azaltma yöntemlerinin araştırılması
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-07-16) Soylu, Zuhal ; Mahmutoğlu, Yılmaz ; 505231314 ; Jeoloji Mühendisliği
    Khasab - Tibat Sahil Yolu İyileştirme Projesi, Umman Ulaştırma ve İletişim Bakanlığı ile STFA Oman LLC firması arasında 17 Haziran 2014 tarihinde imzalanan yapım anlaşmasına göre gerçekleştirilen bir projedir. Bu proje, Khasab ilini Tibat'a bağlayan sahil karayolunda meydana gelen kaya düşmeleri nedeniyle yaşanan can ve mal kayıplarını önlemek amacıyla mevcut yolun düzeltilmesi veya yeniden inşa edilmesini, ayrıca kıyı ve şev koruma işlerini içerir. Toplamda 27 km'lik 6 bölümden oluşan projede, şev stabilizasyonu, kaya dolgusu, kıyı koruma dolgusu ve menfez inşası gibi çeşitli işler gerçekleştirilmiştir. Çalışma, Khasab - Tibat sahil yolunun 0+000 km ile 15+105 km arasındaki şev koruma işlerini incelemekte ve gelecekteki benzer projeler için de kaynak olarak kullanılması hedeflemektedir. Khasab - Tibat sahil yolunun 15 km'lik bölümünde kaya düşmelerini önlemek için şev stabilitesi ve kaya düşmesi analizleri yapılarak, uygun koruma önlemleri seçilip tasarlanmıştır. Bu çalışma, benzer projeler için bir örnek metodoloji sunma amacı taşımakta olup; bu doğrultuda izlenen metodoloji, üç temel aşamadan oluşmaktadır. Aşama 1- Veri Toplama: Saha ve laboratuvar çalışmaları ile gerekli veriler toplanmıştır. Bu veriler, daha sonraki analizlerin temelini oluşturmuştur. Aşama 2- Analizler ve Risk Değerlendirmesi: Tehlikelerin ön değerlendirmesi için analizler yapılmış, risk ölçümü için detaylı çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu analizler, mevcut durumun, olası risklerin ve risk büyüklüğünün belirlenmesine yardımcı olmuştur. Aşama 3- Tasarım ve Öneriler: Son aşamada, tasarım özellikleri ve muhtemel koruma önlemleri önerilmiştir. Elde edilen analiz sonuçlarına dayanarak uygun koruma önlemleri belirlenmiş ve tasarım özellikleriyle sunulmuştur. Bu metodoloji, Khasab - Tibat sahil yolunun 15 km'lik bölümünde kaya düşmelerini etkili bir şekilde önlemek amacıyla kullanılmıştır. Aşama 1, temel olarak saha araştırmalarının, laboratuvar testlerinin gerçekleştirilmesini ve veri toplama sürecini içerir. Bu aşamada, Khasab - Tibat sahil yolunun proje kapsamındaki 15 km'lik bölümü, insansız hava araçları kullanılarak taranmış ve bu taramalar sonucunda sahil yolu boyunca konumlanan kaya şevleri, belirli kriterlere göre sıralanmış, 1'den 82'ye kadar alt bölümlere ayrılmış ve numaralandırılmıştır. Belirlenen bu bölgelerde süreksizlik hatları ölçülmüş, doğal şev yüzeyinden ve ayrışmış süreksizlik yüzeylerinden Schmidt çekici ölçümleri ile pürüzlülük katsayısını (JRC) belirlemek için Barton tarağı ölçümleri alınmıştır. Bu verilerin, standart profillerle karşılaştırılarak, taze yüzey ve ayrışmış yüzey için tek eksenli basınç dayanımı değerleri ve JRC katsayıları hesaplanmıştır. Bazı bölgelerde kaya ve zemin numuneleri alabilmek için sondaj çalışmaları yapılmış ve elde edilen numuneler, mekanik ve fiziksel laboratuvar deneylerine tabi tutulmuştur. Kaya düşmesi riskini değerlendirebilmek için yol ve trafik durumuyla ilgili veriler toplanmıştır. Her bir bölge, insansız hava araçlarıyla havadan ve lazer ile karadan taranmış; bu yöntemlerle elde edilen koordinatlı fotoğraflar, Agisoft PhotoScan Professional Version 1.4.3 ile işlenmiştir. Netice iribariyle şevlerin ortofoto haritası oluşturulmuştur. Aynı program aracılığıyla şevlerin bulut verileri ile eş yükselti haritasına ulaşılmıştır. Ortofoto haritası üzerinde potansiyel yenilme tehlikesi olan kayalar boyutlandırılmış, sistemli bir şekilde numaralandırılmış ve riskli bölgelerden analizler için kesitler alınmıştır. Aşama II'de, Khasab Tibat sahil yolunda kaya düşmesi riskinin değerlendirilmesi için öncelikle gözlemsel bir değerlendirme yapılmıştır. Bu değerlendirme, çalışma alanının özellikleri, şevlerin yüksekliği ve eğimi, yol ile şev arasındaki mesafe ve şev yüzeyindeki kayaların durumu (masif, kırıklı, parçalı) gibi kriterlere dayanarak gerçekleştirilmiş, şevlerin, olası kaya düşmesi riski belirlenerek, harita üzerinde "yüksek riskli," "orta riskli" ve "risk yok" şeklinde bölgelere ayrılmıştır. Gözlemsel risk değerlendirmesinin akabinde, kaya düşmesi riskinin sayısal olarak değerlendirilmesi için Kaya Düşmesi Tehlike Derecelendirme Sistemi (RHRS) kullanılmıştır. RHRS, şev yüksekliği (a), hendek etkinliği (b), ortalama araç riski (AVR) (c), karar verme görüş uzaklığı yüzdesi (d), yol genişliği (e), jeolojik karakter (f), blok boyutu (g), iklim ve şevde suyun varlığı (h), kaya düşmesi tarihçesi (i) parametrelerinin puanlandırılması yoluyla yapılır. RHRS'de derecelendirmeler 0 ile 100 arasında değişen değerler için üstel bir fonksiyon (y = 3x) ile ifade edilir. Burada y, RHRS çizelgesinde karşılık gelen puanı temsil eder. Her bir parametre için bir puanlar hesaplanır. Toplam puan, ilgili bölge için kaya düşme riskine dair puanı verir. RHRS, Aşama I'de belirtilen tüm alt bölgeler için uygulanmış ve yol kesimlerinin tehlike seviyelerini belirlemek için bir karar destek aracı olarak kullanılmıştır. Proje kapsamında, RHRS analizleri sonucunda düşük puan alan bölgeler, daha karmaşık analizler yapmadan korunması gereken yol kesimlerinden ayrıştırılmıştır. Aşama III, tasarım özellikleri ile birlikte koruma önlemlerinin belirlenmesini içerir. Bu amaçla, Bieniawski kaya kütle sınıflaması olan RMR'ın geliştirilmiş bir versiyonu olarak bilinen ve dünya genelinde kaya kütlesi koşullarını tanımlamak için birçok mühendis tarafından sistemli bir araç olarak kullanılan, şev kütle puanlaması olan "SMR" derecelendirmesi kullanılmıştır. SMR temel kaya kütle oranından (RMR), kazı yöntemi, şev ve süreksizliklerin konumu arasındaki geometrik ilişkiden yararlanarak sayısal bir değer ortaya koyar. SMR puanlamasına göre; önerilen destek sistemleri, destek duvarları ve şevde palye inşası, kazı ile şevin kontrollü şekillendirilmesi, yüzey drenajı, derin drenaj püskürtme beton, topuk duvarı, sistematik bulonlama, spot bulonlama, topuk hendeği (trenci), topuk veya şev bariyerleri ve şev temizliğidir. Ayrıca, projenin kapsamına bağlı olarak özel yöntemler de önerilmiştir. Özel yöntemler; mevcut yolun deniz doldurularak şevden uzaklaştırılmasını, kaya düşmesine karşı enerji sönümleyici bariyer uygulaması, destek duvarı, püskürtme beton ve enjeksiyon gibi mühendislik yöntemlerinin biri veya birkaçının birlikte uygulanmasını içerir. RHRS analizinde düşük puan elde edilmiş, SMR analizinde ise yüksek puan elde edilmiş şevlerde herhangi bir uygulama önerilmemiştir. SMR puanı düşük olan bölgelerde ise öncelikle kinematik analiz yapılmış ve şevde oluşabilecek muhtemel yenilme mekanizması belirlenmiştir. Sonrasında her bir şevin kendi içinde riskli bölgelerinin belirlenmesi için şev yüzeyinden alınan kesitlerle limit denge analizleri yapılmış ve şevin güvenlik katsayısı araştırılmıştır. Şev güvenlik katsayısının proje için referans kabul edilen 1.3 değerinden düşük olduğu bölgelerdeki herhangi bir yenilme durumunda, yol üzerine kaya düşmesi senaryosu Rocscience'ın Rocfall 5.0 yazılımı kullanılarak modelleme avantajıyla incelenmiştir. Analiz sonuçlarına göre; kaya parçasının yola düşme riski bulunan bölgelerde güçlendirmelere izin verilmiştir. Tez çalışması kapsamında, 42 numaralı şevde kaya düşmesi riskinin azaltılması için yapılan tasarım çalışmalarına yer verilmiştir.
  • Öge
    Ilgın (Konya) kuzeyi metavolkanik kayaçlarının jeolojisi ve feldspat potansiyelinin araştırılması
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-01-02) Sarıkaya, Oral ; Özdamar, Şenel ; 505201321 ; Jeoloji Mühendisliği
    Gelişmekte olan ülkemiz için hammadde kaynaklarımızın en iyi şekilde değerlendirilmesi ve işlenmesi ülke ekonomisi bakımından büyük önem taşımaktadır. Feldspatlar özellikle seramik, porselen ve cam endüstrisinin vazgeçilmez hammaddelerinden biridir. Ülkemizde giderek artan sanayileşme, alkali feldspat ihtiyacını arrtırmakta ve özellikle seramik endüstrisinde üretim ve kalite sorunlarını da beraberinde getirmektedir. Ülkemizde sodyum feldspat rezervi ve üretimi konusunda bir sorun yaşanmamaktadır. Ancak, potasyum feldspat üretimi açısından bir yetersizlik mevcuttur. Eldeki rezervler ve üretim ülkemizin ihtiyacını karşılayamamakta ve her yıl ithalat yöntemiyle temin edilmektedir. Her geçen gün artan seramik hammadde talebinin karşılanması yönündeki faaliyetler kapsamında, Ilgın (Konya) kuzeyinde yer alan metavolkanik kayaçlardaki potasyum feldspat varlığı önem arz etmektedir. Bu çalışmada, Ilgın (Konya) kuzeyinde yer alan metavolkanik kayaçların jeolojik, mineralojik – petrografik ve jeokimyasal özellikleri ile seramik üretiminde feldspat kaynağı olarak kullanılabilme potansiyelinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışma alanında Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı iki ayrı metamorfik kayaç grubu yer almaktadır. Bu kayaçların üzerine uyumsuz bir şekilde Neojen yaşlı çökeller ve alüvyon yerleşmiştir. Paleozoyik yaşlı metamorfik grup metasedimanterler ve metakarbonatlardan oluşmaktadır. Tabanı metakonglomeralardan oluşan bu metamorfikler üste doğru metakumtaşı, metakuvarsit, fillat, şist, metaçört ve en üstte metakarbonatlar şeklinde devam etmektedir. Mesozoyik yaşlı metamorfik grup da benzer şekilde metasedimanterler, metavolkanikler ve metakarbonatlardan oluşmaktadır. Tabanda metakonglomeralar yer almakta, üstüne şistler ve metakumtaşları gelmektedir. En üst birim ise metakarbonatlardır. İki grup arasındaki en temel fark Mesozoyik yaşlı metamorfik grubun metavolkanik kayaçları içermesidir. Bu tez çalışmasının asıl inceleme konusu olan metavolkanikler çalışma alanı içinde beş farklı lokasyonda mostra vermektedir. Bunlar; Küçüktokmak Tepe, Kocatokmak Tepe, Göleç Tepe, Avdan Köyü ve Dereköy – Kurtlukaya Tepe'dir. Bu lokasyonlarda mostra veren metavolkanikler genelde bejimsi, grimsi, yeşilimsi renklerdedir. Genellikle masif metalavlar halinde gözlenen metavolkanikler bazı bölgelerde iyi derecede şistozite göstermektedir. Kuvars, feldspat, muskovit minerallerinin yer yer gözle görülebildiği kayaçlar bazı bölgelerde kuvars damarlarıyla da kesilmiştir ve yer yer demir oksit getirimleri de gözle görülebilmektedir. Bu çalışmanın asıl inceleme konusunu oluşturan metavolkanik kayaçlar metariyolitik – alkali metariyolitik kayaçlardır. Kayaçlar ortalama %40-50 oranında matriks ve %50-60 oranında kuvars, alkali feldspat, muskovit ve plajioklaz minerallerinden oluşmakta ve hemikristalen porfirik doku sergilemektedir. Kayaçların matriksleri ise ince taneli kuvars, alkali feldspat ve serizit minerallerinden oluşmaktadır. SiO2 içerikleri %63,60-71,97; K2O içerikleri %3,4-10,52; Al2O3 içerikleri %15,78-18,56; Fe2O3 içerikleri %0,94-4,26 ve TiO2 içerikleri %0,02-0,57 arasında değişmektedir. Kayaçlar kalk-alkalen ve şoşonitik karakterlidir. Ayrıca kayaçlar peralüminli ve silikaca doygun özelliktedir. İz element analizlerine göre kayaçlarda Ba yüksek (88 – 391 ppm) değerlerdedir. Zr değeri özellikle Avdan Köyü ve Dereköy örneklerinde (424 – 597 ppm) yüksektir. Aynı örneklerde Rb değeri de (190 – 360 ppm) yüksektir. Örneklerin neredeyse tümünde Eu değerlerinin düşük (0,06 – 0,55 ppm) olduğu saptanmıştır. Eu değerinin düşük olması ve Ba değerinin yüksek olması kabuksal kirlenme olasılığını arttırmaktadır. Kayaçlarda başta Eu olmak üzere Sr, Hf ve Ti elementlerince fakirleşme diğer elementlerce zenginleşme görülmektedir. Burada Sr ve Eu elementlerinde görülen negatif anomali feldspatların fraksiyonel kristallenmesini gösterirken Ti elementinin negatif anomalisi Fe ve Ti açısından zengin minerallerin fraksiyonel kristallenmesini göstermektedir. Th, Nb, Zr gibi elementlerde görülen zenginleşme ise kabuk kontiminasyonunu işaret etmektedir. Kayaçlar göreceli olarak LREE açısından zengin, HREE açısından fakir bir bileşim sergilemekte ve kondrite göre normalleştirilmiş dağılım desenlerinde LREE'den HREE'lere doğru bir fraksiyonlanma sergilemektedir. Kayaçların oluşumu fraksiyonel kristalizasyon, asimilasyon-fraksiyonel kristalizasyon, magma karışımı ve kabuksal kirlenme olaylarını içermektedir. Ilgın metavolkanik kayaçları levha içi ortamda orojenez sonrasında çarpışma ile eş zamanlı olarak gelişen bir magmatik aktivite sonucu meydana gelmiştir. Yüksek potasyumlu asidik kayaç kimyası sergileyen Ilgın (Konya, Türkiye) metavolkanik kayaçları, K2O ve SiO2 içeriği açısından seramik endüstrisinde kullanılmaya uygun olsa da Fe2O3 ve TiO2 içeriği açısından kalite sınırlarının altında kalmaktadır. Seramik üretiminde hammadde olarak kullanılacak potasyum feldspatların sağlaması gereken kimyasal şartlar vardır. Bu bağlamda K2O değerleri en az %8 olmalı, Fe2O3 ve TiO2 değerleri de en fazla %0,1 olmalıdır. Tüvenan halde bile K2O standartını sağlayan metavolkaniklerde demirli ve titanlı minerallerin uzaklaştırılarak ilgili değerlerin kalite standartlarına uygun hale getirilmesi gerekmektedir. Bu bağlamda örneklere manyetik seperesyon, flotasyon ve asitte çözdürme gibi cevher zenginleştirme yöntemleri uygulanmıştır. Böylece demirli ve titanlı bileşenlerin uzaklaştırılması ve alkali bileşenlerin daha da zenginleştirilmesi amaçlanmıştır. Tüvenan örneklere doğrudan manyetik ayırma yöntemiyle kayaçlardaki demirli ve titanlı bileşenlerin uzaklaştırılamadığı görülmüş ve tüvenan örneklere flotasyon deneyleri yapılmıştır. Tane serbestleşme boyutunun zenginleşmeye etkisini anlayabilmek için -500 mikron altı, -300 mikron altı ve -150 mikron altı tane boyutlarında deneyler gerçekleştirilmiştir. Bu deneyler sonucunda demirli-titanlı minerallerin uzaklaştırılması ve feldspatın zenginleştirilmesi için en uygun tane boyutu aralığının -150 mikron tane boyutu olduğu görülmüştür. Flotasyon deneylerinde DernA-7, A4, DAHC, R801, R825, Duomeen ve HF türü reaktifler kullanılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda hem demirli-titanlı bileşenlerin uzaklaştırılması hem de feldspatın zenginleştirilmesi için en uygun reaktif kombinasyonunun DAHC+R801+R825 reaktif kombinasyonu olduğu anlaşılmıştır. Flotasyon deneyleriyle eş zamanlı olarak XRD analizleri de gerçekleştirilmiştir. Kimyasal analiz sonuçları ve XRD analizi sonuçları birlikte yorumlanmıştır. Flotasyon deneyleri sonucunda Avdan köy merkezinde yer alan metavolkaniklerdeki potasyum zenginleşmesinin muskovit minerallerinden kaynaklandığı anlaşılmıştır. Ilgın/Konya bölgesinde yer alan bölgeler arasında potasyum feldspat potansiyeli en yüksek olan bölge Dereköy bölgesidir. Yapılan zenginleştirme çalışmaları sonrası Dereköy bölgesinden alınan DR-1 kodlu örnek endüstrinin istediği değerlere yakın sonuçlar vermiştir. Tüvenan halde %10,52 K2O, %1,54 Fe2O3 ve %0,36 TiO2 içeren Dereköy metavolkanik kayaçlarından yapılan zenginleştirme işlemleriyle flotasyon sonucunda %13,89 K2O, %0,32 Fe2O3 ve %0,13 TiO2 içeren ürün elde edilmiştir. Bu ürün K2O değeri açısından endüstrinin istediği standartlara uygun hatta daha iyidir. Fe2O3 ve TiO2 oranları %0,1 seviyesine indirilebilirse seramik endüstrisinde kullanılmaya tamamen uygun hale gelecektir. Özetle, Ilgın/Konya bölgesinde özellikle Dereköy civarında yer alan metavolkanik kayaçlarda potasyum feldspat potansiyeli oldukça yüksektir fakat kayaçlardan demirli-titanlı minerallerin uzaklaştırılması gerekmektedir. İleride yapılacak çalışmalarda farklı zenginleştirme yöntemleri kullanılarak kayaçlarından seramik endüstrisinde kullanılmaya uygun standartlarda ürün elde edilebilir ve ülke ekonomisinin gelişimine büyük katkılar sağlanabilir. Anahtar Kelimeler: Feldspat, Ilgın (Konya, Türkiye), jeoloji, metavolkanik kayaç, seramik.
  • Öge
    The formation of the holocene sapropels in the gulf of Kusadasi (Aegean Sea): Evidence of multi-proxy data obtained from the sediment cores
    (Graduate School, 2024-07-04) Hoşer, Furkan ; Eriş, Kürşad Kadir ; Çiftçi, Emin ; 505191337 ; Geological Engineering
    Türkiye'nin batı kıyısında yer alan Kuşadası Körfezi, Ege Denizi'nin bir parçasıdır. Kuşadası Körfezi KB-GD doğrultuludur ve batıya doğru genişler ve derinleşir. Coğrafi koordinatları yaklaşık olarak 37°52' Kuzey ve 27°15' Doğu'dur. Kuşadası Körfezi kuzey-güney yönünde yaklaşık 100 km, doğu-batı yönünde ise yaklaşık 35 km'lik bir alanı kapsamaktadır. Körfezde su derinliği yaklaşık 1200 m'ye kadar artmaktadır. Kuşadası Körfezi, güneyde Dilek Yarımadası ve Samos Adası ile kuzeyde Doğanbey Burnu arasında derin bir girinti oluşturur. Kuşadası Körfezi, Anadolu minör levhasının kaçış tektoniği adı verilen levha sınırı hareketleri sonucu oluşan genişlemeli graben sistemleri içerisinde yer almaktadır. Körfez, sıralı doğrultu atımlı fay serisinin oluşturduğu kademeli bir kıyı yapısıyla dikkat çekmektedir. Bu durumdan dolayı, Kuşadası körfezi çeşitli grupların tektonik ve paleosismolojik araştırma odağı olsa da paleoiklimsel ve paleoşinografik açıdan daha önce hiç incelenmemiştir. Ege Denizi'nin iklimsel ve oşinografik geçmişine dayalı birkaç çalışma bulunmasına rağmen Kuşadası Körfezi'nin bir iç deniz olan coğrafi konumundan dolayı körfezin iklimsel ve oşinografik evrimini anlamaya yetmemektedir. Dahası, Orta Ege Denizi'ndeki konumundan dolayı hem Kuzey Ege Denizi ve Karadeniz hem de Güney Ege Denizi ve Levanten Denizi etkileşimlerinin tam ortasında kalmaktadır. Bu durumdan dolayı, geçmişte tüm Ege Denizi bölgesinde benzer iklimsel koşullar hakim olabilecek olsa da Kuşadası körfezinde oluşabilecek farklı paleoşinografik durumlardan dolayı sapropel formasyonlarının oluşması diğer bölgelere göre farklılık göstermiş olabilir. Bununla birlikte, körfezde sediment karotlarına dayalı paleoiklim ve paleoşigrafi çalışmalarının olmamasından dolayı, bu bilimsel boşluğu doldurmak amacıyla 2021 ve 2022 yıllarında TÜBİTAK MAM R/V Marmara gemisiyle yapılan iki ayrı sefer ile farklı su derinliklerinden sediment karotları almak için denizel araştırma gerçekleştirilmiştir. Bu tez kapsamında, 2021 ve 2022 yıllarında TÜBİTAK MAM R/V Marmara gemisiyle yapılan iki ayrı sefer ile alınan KK-03, KK-09 ve KK-10 olarak adlandırılan üç üç gravite sediment karotunda çoklu-parametre yöntemleri (çok sensörlü karot tarayıcısı analizi (MSCL), tane boyu analizi, μ-XRF karot tarayıcısı analizi (ITRAX), toplam organik karbon (TOK) ve toplam inorganik karbon analizi (TİK) ve AMS 14C analizi gibi) uygulanarak Kuşadası Körfezi'ndeki Holosen sapropel oluşumu sırasındaki temel iklim ve oşinografik koşullar araştırılmıştır. Deneyler ve gözlemler İstanbul Teknik Üniversitesi- EMCOL Uygulama ve Araştırma Merkezi'nde yapılmıştır. Litostratigrafi çalışmaları ile fasiyes özellikleri gibi gözleme dayalı ana litolojik özellikler tanımlanmıştır. Litolojik özelliklere göre kronostratigrafi oluşturmak için KK-09 karotunda kritik seviyeler işaretlenmiş ve radyokarbon yaşlandırma için örneklenmiştir. Çok sensörlü karot tarayıcısı yöntemi ile yoğunluk ve manyetitik duyarlılık ölçümü yapılarak sedimanın fiziksel özellikleri elde edilmiştir. Ani tane boyu değişimleri daha net gözlemlenebildiği için KK-09 karotunda tane boyu analizi yapılmıştır. Buna ek olarak, Kuşadası Körfezi'nde Holosen boyunca paleoşinografik evrimin sapropel formasyonlarının oluşması üzerindeki rolü belirlemek amacıyla karotlarda μ-XRF (X- ışını floresans) ve toplam organik karbon ve toplam inorganik karbon analizleri uygulanmıştır. Son olarak, bu tez çalışmasında sedimantolojik ve (biyo)jeokimyasal belirteç kayıtlar 14C analizleri ile oluşturulan sağlam bir karot kronolojisi ile ortaya çıkartılmıştır. KK-09 karotundan 3 adet radyokarbon yaş örnekleri TÜBİTAK-MAM bünyesinde bulunan laboratuvarlarda yaşlandırılmıştır. Yaşlar 13C düzenlenmesi yapıldıktan sonra günümüzden önce (G.Ö) 14C yılı olarak hesaplanmış ve hata payları ± 2σ olarak tespit edilmiştir. Radyokarbon yaşları CALIB v.7 programı ile Marmara Denizi için rezervuar yaşı veri tabanından yararlanılarak takvim yılına göre kalibre edilmiştir. Ayrıca, KK-09 çekirdeğinin jeokimyasal analizlerini kullanarak, üç radyokarbon analizinin yanı sıra, diğer karotlar ile arasında 11 yaş bağlantı noktası elde ettik. Üç farklı çökelti karotundan elde edilen çoklu belirteç kayıtlar benzerlikler ve yakın korelasyonlar gösterdiği için çekirdekteki her zaman dilimi körfezin paleo-oşinografik ve paleoklimatik evrimi için benzer kanıtlar içermektedir. Böylece, üç kartotta da Kuşadası Körfezi'nin sağlam bir kronoloji ile günümüzden önce (G.Ö.) son 16500 yılı kapasayan paleoşinografik ve paleoiklimsel evrimi daha iyi değerlendirilebilmektedir. Çalışılan karotlarda paleo-belirteç kayıtlarına dayanarak, Bølling-Allerød (B-A) döneminden önce (16500-14800 G.Ö), derin su koşullarının ağırlıklı olarak oksijenlidir ve bu da düşük bir oranda denizel organik madde çökelmesine yol açmıştır. Paleo-belirteç kayıtlarına göre, Bølling-Allerød (B-A) dönemi G.Ö 14800-12900 yılları arasında meydana geldi ve Genç Dryas (YD) ile karşılaştırıldığında nispeten yüksek organik üretkenlik ile karakterize edildi. Bu dönemde başlangıçta yüksek miktardaki denizel organik madde mevcut oksijeni azalttı. Ancak körfezdeki güçlü su sirkülasyonu nedeniyle derin su B-A'nın sonuna doğru suboksik/oksik bir hale geldi. Holosenin başlangıcı, artan dentritik girdi (K ve Ti) ile temsil edilirken, biyojenik kalsit (Ca ve Ca/Ti) üretimindeki kademeli artışlar, kısmen daha yüksek TOK içeriği ile birlikte, erken Holosen sapropelinin (S1) çökelmeye başlamasına kadar muhtemelen sıcak ve nemli iklim koşullarının yol açtığı deniz organik üretkenliğine işaret etmektedir. Paleo-belirteç kayıtlarına göre, S1a körfezde G.Ö 9.800 ile 8.200 yılları arasında çökelmiştir. Fe/Mn oranı bu dönemde derin su koşullarının anoksik hale geldiğini göstermektedir. Sapropel çökelme koşulları, Körfez'de G.Ö 9.800-8.200 yılları arasında sıcak bir iklimin hüküm sürdüğünü göstermektedir. Br/Ti oranı, sıcak iklim koşullarında fitoplankton seviyelerindeki ani artışın muhtemelen organik verimlilikte önemli bir artışa yol açtığını göstermektedir. Ca ve Ca/Ti değerlerinde eş zamanlı olarak aynı aralıkta görülen dalgalanmalar, organik verimliliğin kaynağının sadece fitoplanktonlar değil aynı zamanda biyojenik karbonatlar tarafından da desteklendiğini düşündürmektedir. Azalan Br/Ti, Fe/Mn ve TOK oranları, S1 dönemi kesintisinin ortasında geçici bir yeniden havalandırma olayının meydana geldiğini göstermiştir. Aktif yeniden havalandırma oksijenlenmeyi arttırdı ve organik açıdan zengin malzemenin çökelmesini önledi. Paleo-belirteç kayıtlara göre, S1b körfezde G.Ö 7.800 ila 6.100 yılları arasında çökelmiştir. Fe/Mn, Br/Ti ve TOK oranları S1b aralığı boyunca arttı, bu da anoksik derin su koşullarının geliştiğini göstermektedir. Körfezde G.Ö 7.800-6.100 yılları arasında hakim olan sıcak iklim, bu koşullarında fitoplankton seviyelerindeki ani artışla organik üretkenliğin artmasına muhtemelen katkıda bulunmuştur. Bu, artan TOK ve Fe/Mn değerlerinin eşlik ettiği S1b çökelimini desteklemektedir. Ca ve Ca/Ti değerlerindeki devamlı artışlar, Holosen sapropelinin (S1) sonuna doğru TOK değerinin %1 civarında korunması, biyojenik karbonatların organik verimliliğe katkısını düşündürmektedir. Orta Holosen'de (G.Ö 6.100-5.400) S1b ve SMH tabakaları arasındaki Fe/Mn oranının azalması, körfezin derin sularının yeniden oksijenlenme sürecine girdiğini düşündürmektedir. Ca ve Ca/Ti değerlerinde devam eden artış hem kuzey hem de güney bölgelerde artan sıcaklıklara bağlı olarak yeni bir sapropel çökelmesinin başlamasına yol açabilir ve biyojenik kalsit muhtemelen organik üretime katkıda bulunabilir. Bununla birlikte, bu tür bir çökelme, ancak anoksik/suboksik koşulların oluşmasını gerektirecektir. Paleo-belirteç kayıtlara göre, SMH sapropeli, körfezde G.Ö 5.400 ila 3.000 yılları arasında Çökelmiştir. SMH aralığında, anoksik derin su koşullarını gösteren G.Ö 4.200 yılındaki bir düşüşe kadar nispeten yüksek dalgalanan Fe/Mn, Ca/Ti ve TOK oranları gözlendi. Kuşadası Körfezi'nde kısa bir kesintinin ardından SMH aralığındaki organik madde yeniden çökeldi. Körfezde G.Ö 5.400-3.000 yılları arasında hüküm süren sıcak iklim muhtemelen sapropel çökelmesine katkıda bulunmuştur. SMH çökelinin G.Ö 5.400-4.200 aralığı sırasında, K ve Ti değerlerindeki artan dalgalanmalar, Kuşadası Körfezi'ne kırıntılı girdilerin arttığını göstermektedir. Yüksek sedimantasyon hızı ise organik maddenin daha iyi korunmasına yol açtığını göstermektedir. SMH çökelinin erken safhasındaki nispeten yüksek Fe/Mn değerleri, gelişmiş su kolonu tabakalaşmasına yanıt olarak havalandırmanın engellendiğini göstermektedir. Sıcak iklim nedeniyle körfezdeki yüzey suyunun ısınması muhtemelen yüzey yoğunluğunu azalttı, daha derin katmanın havalandırılmasını önledi ve organik maddenin korunmasını teşvik etti. Ca-Sr oranındaki keskin düşüş, erken SMH sapropelin bileşimindeki aragonit seviyesinin hemen hemen karbonata eşit olmasını göstermektedir. Bu, 4,2 bin yıl önce körfezde yüzey suyunun buharlaştığını, tuzluluğun arttığını ve iklimsel kuraklaşmaya kuraklaşmaya doğru bir eğilim olduğunu göstermektedir. SMH'nin ikinci yarısındaki Br/Ti oranına göre (G.Ö 4200-3000), körfezdeki fitoplankton seviyelerindeki artışın muhtemelen yine sıcak ve nemli iklim koşullarında meydana geldiği ve organik verimliliğin önemli ölçüde arttığını gösteriyor. Bu, artan TOK ve Fe/Mn değerleri ile birlikte SMH sapropelin devam eden çökelimini desteklemektedir. SMH'nin ikinci yarısında Ca ve Ca/Ti değerlerinde görülen artış, organik verimliliğin sadece fitoplanktonlar tarafından değil aynı zamanda biyojenik karbonatlar tarafından da desteklendiğini göstermektedir. Körfezde SMH sapropelin çökelmesi sonrasında nispeten düşük Fe/Mn oranı oksijenli derin su koşullarını düşündürmektedir. Sıcak iklim koşulları ve artan nem ile birlikte artan Ca ve Ca/Ti değerleri organik verimliliğin arttığına işaret etmektedir. Ancak bu koşullar denizdeki organik maddenin daha iyi korunmasına yol açmaz.
  • Öge
    Doğu Trakya Bölgesi (Silivri) ergene formasyonunda kum-çakıl üretimindeki atık killerinin mineralojik ve jeokimyasal incelenmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023) Kosifoğlu Özkan, Ayşe Sehra ; Esenli, Recep Fahri ; 786065 ; Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
    Doğu Trakya bölgesi Ergene Formasyonu içerisinde, kum-çakıl üretimi amacıyla işletilmekte olan pek çok ocak bulunmaktadır. Üretim sonucu kilce zengin malzeme atık durumuna düşmekte ve ocaklara ait mil havuzlarında depolanmaktadır. İstanbul ili, Silivri ilçesi kuzeyinde; Çayırdere - Beyciler - Sinekli - Büyük Sinekli - Bekirli mahalleleri (köyleri) hattı, çalışma alanı olarak belirlenmiştir. "Doğu Trakya Bölgesi (Silivri) Ergene Formasyonunda Kum-Çakıl Üretimindeki Atık Killerin Mineralojik ve Jeokimyasal İncelenmesi" başlıklı bu çalışmada amaç; çalışma alanında yer alan dört kum-çakıl ocağı için atıl duruma düşen kilce zengin bu potansiyel rezervin malzeme karakterini belirlemek ve endüstriyel hammadde olarak kullanılabilirliğini minerolojik açıdan ifade etmeye çalışmaktır. Bu amaca yönelik olarak sahadan derlenmiş örneklerin mineralojik, petrografik ve jeokimyasal özellikleri incelenmiştir. Doğu Trakya bölgesi ana olarak üç jeolojik topluluktan oluşmaktadır. Bölgenin kuzeyinde Paleozoyik yaşlı metamorfik ve magmatik kayaçlardan oluşan Istranca Birliği; doğusunda, Alt Ordovisiyen-Üst Kretase yaşlı metamorfik olmayan İstanbul Birliği yer alır. Doğu Trakya havzasının neredeyse tamamını kapsayan Orta Eosen-Pliyosen yaşlı Trakya Tersiyer Havzası birimleri ise; Istranca ve İstanbul Birlikleri'nin üzerinde yer alır. Çalışma alanı ve yakın çevresine bakıldığında Danişmen ve Ergene Formasyonlarına ait birimler gözlenmektedir. Çalışma alanının önemli bölümünü oluşturan Miyosen yaşlı Ergene Formasyonu (İstanbul Formasyonu - Kıraç Üyesi); Oligosen-Erken Miyosen yaşlı Danişmen Formasyonu'nun (çalışma alanında gözlemlenen; Gürpınar, Çantaköy Tüf ve Sinekli üyeleri) üzerine uyumsuz olarak çökelmiştir. Bu birimler üzerinde Kuvarterner yaşlı, çoğunlukla kum ve silt boyutlu bileşenlerden oluşan alüvyonlar yer alır. Çalışmaya konu olan kum ocakları Ergene Formasyonu (İstanbul Formasyonu-Kıraç Üyesi) içerisinde yer almaktadır. Çoğunlukla tutturulmamış çakıl ve kil ile milden oluşan birim içerisinde, oluşum şekli ile ilişkili olarak, çapraz tabakalanma, teknemsi çapraz tabakalanma, kanal içi çökelleri ve benzeri yapılar gözlenebilmektedir. Baskın litolojinin kum olduğu formasyon içerisinde yaklaşık %20-30 oranında çakıl ve en az %10 oranında kil silt boyutlu malzeme bulunmaktadır. Yer yer kil seviyeleri (ve mercekleri) gözlemlenmektedir. Birim için gözlemlenebilen kalınlık 30-40 m arasındadır. Ocakların kum-çakıl, kil seviyelerinden, stok malzemesinden ve mil havuzu çamurlarından örnekler alınmıştır. Seçilen örneklerle amaca yönelik; Binoküler mikroskop, petrografik-polarizan mikroskop, XRD, SEM+EDX, XRF ve ICP-MS analizleri gerçekleştirilmiştir. Ocak seviyelerinden alınmış tüvanan kum örnekleri ile gerçekleştirilmiş tüm çalışmalarda sonuçlar birbiriyle uyumludur. İncelemelerin birlikte değerlendirilmesi sonucunda kumlar için genel mineralojik bileşim; kuvars (+kuvarsit) (% 30-65) + feldspat (K-feldspat, plajioklaz) (% 10-55) + smektit (% 10-25) + illit-mika (%<5-10) + kalsit (% <5) + zeolit (%<5) + kuvarsit harici kayaç parçaları (%<20)" şeklindedir. Ocak ayna seviyelerini temsil eden bu örneklere ait sonuçlara bakıldığında; alttan üste doğru kuvars oranında azalmaya karşı feldspat oranında artış olduğu görülmüştür. Benzer ters ilişki; feldspat oranında azalmaya karşın smektit oranında artış şeklinde de gözlemlenir. Binoküler ve petrografik-polarizan mikroskop incelemelerinde, feldspatlarda gözlemlenen ayrışma kile (smektite) dönüşüm olarak yorumlanmıştır. Petrografik-polarizan mikroskop çalışmalarında bölge kumlarının hem K-feldspat hem de plajioklas içerdiği gözlemlenmiştir. Ayrışmanın çoğunlukla K-feldspatlarda gözlemlenmesi, oluşan smektitin büyük ölçüde K-feldspat kaynaklı olduğunun bir göstergesidir. Buna karşın, daha az oranda, plajioklas-smektit dönüşümü de söz konusudur. XRD analiz sonuçları ve SEM görüntüleri de bölgede sadece K-feldspat-smektit dönüşümü olmadığını göstermiştir. SEM incelemelerinde smektitlerin mısır gevreği veya gül rozeti benzeri morfolojilerde oldukları; feldspat kenarlarında, dilinim ve ikiz düzlemleri boyunca ve de pertitik zonlarında oluştukları görülmüştür. SEM incelemelerinde feldspatlara ek olarak, kum-çakıl birimlerinde az oranda bulunan mikaların kenarlarından itibaren smektite dönüşüm olduğu da gözlemlenmiştir. SEM-EDX analizi ile smektitlerin yaklaşık değerler olarak Si (%20), Al (%7), Fe (%5), Mg (%1,5), Ca (%1,5), K (%0,5) kimyasında olduğu ve yüksek Fe içerikli smektitler olabileceği görülmüştür. Bu sonuçlara ek olarak; kum örneklerine ait jeokimya analizi sonuçlarına bakıldığında kuvars/feldspat oran değişimleri ile smektit varlığı ve artışı majör oksit özelinde gözlemlenmektedir. Ayrıca, smektitle doğru orantılı olarak toplam iz ve nadir toprak element değer artışı söz konusudur. SiO2 oranında azalmaya karşın; feldspat-smektit dönüşümüyle, Al2O3, Fe2O3, MgO+CaO oranlarında artış ve Na2O+ K2O oranında azalma olduğu görülmektedir. Feldspat smektit dönüşümüyle ortaya çıkan feldspat kaybı, kimyasal bir sonuç olarak Na2O+K2O oranında azalma olarak gözlemlenmektedir. Na2O ve K2O majör oksit değerleri ayrı ayrı değerlendirildiğinde Na2O değerleri önemli bir fark göstermez. Bu durum bölge kumlarında çoğunlukla K-feldspat-smektit dönüşümü gerçekleştiğini göstermektedir. Bölgeden alınmış kil örneği (bentonit) için gerçekleştirilmiş XRD analizi sonucunda genel mineralojik bileşimin "smektit (%70-75) + illit-mika(%<5) + klorit-kaolinit (%5-10) + kuvars (%<5) + feldspat (%<5) + kalsit (%10-15)" şeklinde olduğu belirlenmiştir. Mil havuzu çamur örnekleri ve bu örneklerden hazırlanmış kil fraksiyonu ile gerçekleştirilen XRD analizleri sonucu belirlenmiş genel mineralojik bileşim ise smektit (%60-65) + illit-mika (%5-10) + klorit-kaolinit (%5-10) + kuvars (%5-10) + feldspat (%5-10) + zeolit (%<5, klinoptilolit)"şeklindedir. Kum, kil (bentonit) ve mil havuzu çamur örnekleri kullanılarak gerçekleştirilmiş XRD analizleri sonucunda bölgedeki ana kil mineralinin dioktahedral (d060 mesafe değeri 1,49 Å), Ca-smektit (smektit d001 mesafe değerlerine göre) olduğu belirlenmiştir. Kil fraksiyonu sonuçları, örneklerde ana kil minerali olan Ca-smektite ek olarak az ve eser oranda illit, klorit, kaolinit bulunduğunu göstermiştir. Ek olarak smektitin düşük oranda I/S (illit/mika) türü karışık katman içerebileceği belirlenmiştir. Tüm bunlara ek olarak jeokimya çalışmaları sonucunda elde edilen değerler kullanılarak köken ve alterasyon indeksini gösterir diyagramlar oluşturulmuştur. CIA ve PIA değerlerinin smektitle de ilişkili olması sebebiyle ocakların kilce daha zengin alt seviye kumlarında alterasyon indekslerinin göreli yüksek olduğu saptanmıştır. Gerçek rezerv değeri saptama amacı bulunmayan bu çalışmada, bölgedeki herhangi bir kum-çakıl ocağında gerçekleştirilen, 1 milyon ton kum-çakıl agregası üretimi sonucunda 100 bin ton atıl mil rezervi oluşacağı saptanmıştır. Bu rezerv özel bir ekonomik harcama gerektirmeden ortaya çıkan yan ürün olarak düşünülmelidir. Bu çalışma ile mineralojik karakteri belirlenmiş atıl durumdaki potansiyel bir hammaddenin değerlendirilmesine yönelik, jeolojik-mineralojik bir değerlendirme sunulmuştur.