Afrodisias, Hierapolis ve Sagalasos antik kentlerinde kullanılan doğal taşların kökeni ve bunların petro-kimyasal ve fiziko-mekanik özelliklerinin incelenmesi, Batı Anadolu
The investigation of the physico-mechanic and petro-chemical features of the natural stones and their origin in the used in Afrodisias, Hierapolis and Sagalasos antic cities West Anatolia
Yazar: RAMAZAN HACIMUSTAFAOĞLU
Danışman: PROF. DR. FUZULİ YAĞMURLU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Afrodisias = Afrodisias ; Hierapolis = Hierapolis ; Sagalassos = Sagalassos

Özet:
Afrodisias, Hierapolis ve Sagalasos, ülkemizin dünyaca bilinen önemli antik kentleridir. Bu kentlerin günümüze kadar ulaşabilmiş olmasının tartışmasız temel nedeni, ana yapı malzemesi olarak, farklı kökene sahip mermer ve doğaltaş türlerinin kullanılmış olmasıdır. 

Bu amaçla tez kapsamında, üç antik kente kullanılan mermer ve doğaltaşlar kökensel özellikleri ve özgün nitelikleri bakımından, karşılaştırmalı olarak incelenmiş ve sınıflandırılmıştır. Antik kentlere ait mermer ve doğaltaşların sınıflandırılmasında, metodolojik bir inceleme yöntemi uygulanmıştır. Bu yöntemde, toplanan her bir mermer ve doğaltaş örneği için, makro litolojik özellikler, detay petrografik ve kimyasal nitelik parametreleri kullanılmıştır. Ayrıca, ilk kez bu çalışma kapsamında geniş olarak iki yöntem uygulanmıştır. 

Birincisi, doğaltaşların kristal boyutlarını sınıflandırmak için bilinen bazı referans kristalin mermer örnekleri seçilmiştir. Bilgisayarlı görüntü analiz yöntemi ile polarizan mikroskop kullanılarak mermerlerin tane boyutları ölçülmüş ve elde edilen veriler işlenerek, kristal tane boyut skalası önerilmiştir. İkincisi ise doğaltaşların kimyasal analizleri için ICP-MS yönteminin yanında yeni bir yöntem olarak yerinde ve elde edilen numuneler üzerinde P-XRF (handheld portatif XRF/X-Ray Fluorescence Analyzers) kullanılmıştır. Bu yöntemle elde edilen kimyasal analiz sonuçları ICP-MS sonuçları ile karşılaştırılmış ve yöntemin uygulanabilirliği ölçülmüştür. 

Yapılan çalışmalar ve elde edilen veriler sonucunda: Mermer ve doğaltaşların sınıflandırılması için önemli olan yeni bir tane boyut skalası önerilmiştir. Buna göre, kristal boyutu- 100-250 µm arası ince, 250-1000 µm orta ve 1000 µm'den büyük şeklinde belirlenmiştir. 

Tez kapsamında geniş olarak kulanılan P-XRF elemental analiz ölçümlerinin kullanılabilir bir yöntem olduğu gösterilmiştir.
 
Antik kentlerde kullanılan doğaltaşlar için köken, cins, kristal boyutu ve tür değişkenleri ile mermer/doğaltaş tipi biçimde bir sınıflandırma belirlenmiştir.  

Buna göre Afrodisias antik kentinde 7 tip, Hierapolis'te 26 tip ve Sagalasos'ta ise 14 tip belirlenmiştir. Kullanılan tip mermer/doğaltaşların tamamına yakını karbonat kaya bileşimlidir. Yüzyıllarca yaşamış bu kentler taş kullanım tercihini, kesme, işleme, şekillendirme bakımından daha zor olan sert mermerlerden ziyade yumuşak mermerlerden yana kullandığı belirlenmiştir.   

Birbirine çok uzak olmayan ve varlık dönemleri zaman zaman çakışan bu üç antik kentte, yaygın kullanım çeşitliliği bakımından mermer/doğaltaş rejimi birbirinden farklıdır. Afrodisias ve Hierapolis antik kentlerinde ortak kullanılmış sadece bir kristalin mermer tipine rastlanmıştır. Bu noktada antik kent çevresinin jeolojik yapısı, mermer ocak kaynağı ve mermer üretim havzası, birinci derecede etkin faktör olarak tespit edilmiştir.


 

Anahtar Kelimeler: Afrodisias, Hierapolis, Sagalasos, Antik kent, Doğaltaşlar, Mermer, Antik Ocak,Kalsit, Mikrit ve Spar, Petro-kimya karakter, Dağaltaş kökeni.

Abstract:
Aphrodisias, Hierapolis and Sagalassos are the important ancient cities of our country. The main reason for the fact that these cities have reached to the present day is the use of different types of marble and natural stone as main building materials.
For this purpose, the marble and natural stones used in three ancient cities were examined and classified in terms of their original characteristics. In the classification of marble and natural stones belonging to ancient cities, a methodological examination method was applied. In this method, macro lithological characteristics, detail petrographic and chemical quality parameters were used for each collected marble and natural stone sample. In addition, for the first time, two methods have been applied in this study.
First, some known reference crystal marble samples were chosen to classify the crystal dimensions of the natural stones. The particle size of the marbles were measured by using a polarized microscope by using computerized image analysis method and the data obtained by processing the crystal grain scale was proposed. Secondly, in addition to ICP-MS method for the chemical analysis of natural stones, P-XRF (handheld portable XRF/ X-Ray Fluorescence Analyzers) was used as a new method on the samples. The results of chemical analysis obtained by this method were compared with the results of ICP-MS and the applicability of the method was measured. 
As a result of the studies and the data obtained, a new dimension scale which is important for the classification of marble and natural stones has been proposed. Accordingly, the crystal size was determined as 100-250 µm thin, 250-1000 µm medium and greater than 1000 µm.
P-XRF elemental analysis measurements, which are widely used in the thesis, have been shown to be a useful method.
For the natural stones used in the ancient cities, a classification was made in the type of origin, genus, crystal size and species and in the form of marble / natural stone. According to this study, 7 types in the ancient city of Aphrodisias, 26 types in Hierapolis and 14 species in Sagalassos were identified. Almost all of the marble /natural stones used are carbonate composition. These cities, which had lived for hundreds of years, preferred the use of stone for soft marbles, which were easier to cut, process, and shape. Hard marble types are mostly not used.
In these three antique cities, which are not very close to each other and the times of existence, the marble / natural stone regime differs from each other in terms of a wide variety of uses. In the ancient cities of Aphrodisias and Hierapolis, only one type of crystalline marble was found. At this point, in the environmental geology activity of the ancient cities, marble quarry source and marble production basin were determined as the first effective factor.


Keywords: Aphrodisias, Hierapolis, Sagalassos, Ancient City, Natural Stones, Marble, Antique Quarry, Calcite, Micrite and Spar, Petrochemical Character, Natural Stone Origin