Safaalan kuzeyi (Saray, Tekirdağ) bölgesindeki kaolen oluşumunun mineralojik, petrografik ve jeokimyasal incelemesi

Abstract

Tekirdağ ili Saray ilçesi sınırları içerisinde yer alan Safaalan yerleşim merkezinin kuzeyindeki kaolen oluşumları bu tez çalışmasının ana konusunu oluşturmaktadır. Çalışma kapsamında kaolen oluşumunun jeolojik, jeokimyasal ve mineralojik özellikleri açıklanmaya çalışılmıştır. Çalışma alanında dört jeolojik birim gözlenmiştir. Alttan üste doğru granit, kaolen, kuvarsit ve kuvarsşist şeklinde sınıflanabilir. Literatür araştırmaları da göz önüne alındığında bölge granitleri Kızılağaç Metagraniti, kuvarsitler, Şermat Kuvarsiti, kuvarsşistler ise Çiftlik Kuvarsşisti içerisinde yer almaktadır. Kaolenler, metagranit-kuvarsit dokanağında bir alanda gözlenmiş olup haritalanabilir ölçekte bulunmamaktadır. Jeolojik haritada işaretlenmiş ve kaolen oluşumu olarak tanımlanmıştır. Petrografik olarak bakıldığında granitler, kuvars, plajioklaz (albit), ortoz ve mikroklin türü feldspat mineralleri ve mika (muskovit) minerali ve de düşük oranlarda opak ve ikincil bazı mineralleri içermektedir. Kaolenlerde feldspat oranı granitlere göre oldukça düşmektedir. Kaolen oluşumları granitlerin ayrışma (weathering) ürünleridir. SEM analizlerinde kaolinitler, yarı özşekilli ve özşekilsiz levhaların kümelenmesi ile kitap-akordeon şeklinde gözlenmektedir. tipik hekzagonal görünümü yoktur. Kaolinit levhalarının kenarlarından ise tüp- çubuk şekilli halloysitler meydana gelmiştir. Kaolinitlerin oluşum zamanının halloysitlerin oluşumundan önce olduğu anlaşılmıştır. XRD çalışmaları ve kil fraksiyonu ile kaolenlerin mineral bileşimleri kaolinit, sulu halloysit, mika, kuvars ve bazı örneklerde feldspat, smektit, karışık katmanlı kil mineralleri olarak tespit edilmiştir. Kil fraksiyonu ile 550 oC'de 2 saat fırınlanan kaolinitçe zengin iki örnekte kaolinit piklerinin kaybolduğu görünmüştür. Buradan da 7 Å pikinin klorite değil kaolinit mineraline ait olduğu doğrulanmıştır. Diğer bir husus ise sulu ve susuz halloysit ayrımını görebilmek, halloysit piklerinin mika (10 Å) veya kaolinit-klorit (7 Å) pikleri ile örtüşüp örtüşmediği ayrımını yapabilmek için etüvde 100 oC'de 2 saat bekletilen iki örneğe XRD çalışması yapılması olmuştur. Burada 10 Å şiddetinde azalma, 7 Å şiddetinde ise artış gözlenmiştir ve halloysitlerin sulu halloysit olduğu anlaşılmıştır. Aynı zamanda 10 Å paterninin düşük şiddette hala mevcut olması mika varlığına işaret etmiştir. Jeokimyasal incelemelerde granitlerin yüksek K'lu kalkalkalen granit olduğu görülmüştür. Hafif nadir toprak elementlerinin (LREE) ağır toprak elementlerine göre (HREE) daha zenginleşmiş olduğu, ağır toprak elementlerinin ise kondrit seviyesine daha yakın olduğu görünmektedir. Örnekler genelinde pozitif Ce ve negatif Eu anomalileri dikkat çekmektedir. Alterasyon derecelerini anlayabilmek adına kimyasal alterasyon indeksi (CIA) ve plajioklaz alterasyon indeksi (PIA) hesaplanmıştır. Granitlerde CIA değerleri 57.87-58.67 arasında iken kaolen örneklerinde 89.45-98.12 aralığında, PIA değerleri ise granitlerde 65.38-66.45 arasında iken ve kaolen örneklerinde PIA 100'e yakın (99.82-99.97) sonuç vermektedir. CIA ve PIA değerlerindeki bu dağılım çalışma alanındaki granitlerin yüksek derecede alterasyona maruz kalmaları sonucu kaolenleştiklerini göstermektedir. Süperjen-hipojen oluşum kökeni değerlendirmelerinde kaolenlerin her iki alanda da bulunuyor olması iki farklı alterasyon aşaması söz konusu olduğunu göstermektedir. Bunlar (1) ayrışma-aşınma (weathering) (2) hidrotermal alterasyon olmak üzere iki aşamada özetlenebilir. İlk olarak granitlerde yer alan feldspatların ayrışması ile oluşmuş kaolinitler ve gömülme ile birlikte sıcaklığın da düşmesi sonucu kaolinitlerden dönüşen halloysitler kaolen birimlerini temsil oluşturmaktadır. Anahtar kelimeler: Kaolen, kaolinit, halloysit, mineraloji, Safaalan (Tekirdağ), Türkiye