Şuhut İlçesi (Afyonkarahisar) Batısındaki Alterasyon Zonları ve Dere Sedimanlarının Mineralojik-Petrografik ve Jeokimyasal Olarak İncelenmesi
The Investigation of Mineralogical-Petrographical and Geochemical of Alteration Zones and Stream Sediments In The West of Şuhut District (Afyonkarahisar)
Yazar: RAZİYE ÖZKARA
Danışman: PROF. DR. AHMET YILDIZ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Afyonkarahisar = Afyonkarahisar ; Alterasyon = Alteration ; Jeokimya = Geochemistry ; Mineraloji = Mineralogy ; Petrografi = Petrography

Özet:
Bu tez çalışmasında, mineralojik-petrografik ve jeokimyasal özellikler yardımıyla Şuhut ilçesi (Afyonkarahisar) batısındaki volkanik kayaç, metamorfik kayaç ve dere sedimanlarındaki alterasyon zonlarının özellikleri araştırılması amaçlanmıştır. Proje alanının temelini Paleozoyik yaşlı metamorfik kayaçlar oluşturmaktadır. Temel kayaların üzerine Orta Miyosen yaşlı volkanosedimanter ve volkanik kayaçlar gelmektedir. Alterasyona uğramış kayaçların ve dere sedimanlarının mineralojik-petrografik ve jeokimyasal özelliklerinin belirlenmesi için Çakırözü ve Dadak-Koçyatağı lokasyonlarındaki alterasyon zonlarından ve bu bölgelere yakın dere yataklarından sediman örnekleri alınmıştır. Örneklere polarizan mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM), x-ışını kırınımı (XRD) ve jeokimyasal analizler yapılmıştır.   

Mineralojik-petrografik özelliklerine göre volkanik kayaçlar;  camsı matriks içinde amfibol, biyotit, plajiyoklas, sanidin, kuvars ve az oranda dolomit minerallerinden oluşmaktadır. Adatepe andezitlerinin ayrışmış ürünlerinde volkan camı, plajioklas ve biyotit minerallerinde alterasyon gözlenmiştir. Buna bağlı olarak söz konusu minareller yapraksı morfolojide simektit'e dönüşmüştür. Alınan örneklerin mineralojik- petrografik analizleri sonucuna göre dolomitler; öncelikle dolomit (Dol) minerallerinin çatlak ve dilinim düzlemleri boyunca ikincil mineral zenginleşmeleri gözlenmiştir. Bu değişim (zenginleşme ve kayıp) ikincil mineral oluşumlarının demir ve mika minerallerinden meydana geldiğini göstermektedir. Volkanik kayaç ve bunların alterasyon ürünlerinin toplam alkali-silis (TAS) diyagramına yerleştirilmesi sonucunda M-10 dışındaki tüm örneklerin trakiandezitik bileşim sunduğu belirlenmiştir. Çaltepe dolomitleri ve bunların ayrışma ürünleri ise Melezhik vd. (2008) tarafından geliştirilen adlandırma grafiklerine göre M-15 ve M-19 nolu örnekler dolomit-kireçtaşı geçiş zonunda, M-13, M-14, M-17 ve M-20 nolu örnekler ise dolomitik bileşimde oldukları sonucuna varılmıştır. Volkanik kayaç örneklerinin kondrite göre normalize nadir toprak element grafiğinde hafif nadir toprak elementleri (HNTE) zenginleşmiş, ortaç (ONTE) ve ağır nadir toprak elementleri(ANTE) ise kayba uğramıştır. M-11 ve M-25 nolu örneklerde Ni, Cu, Pb, ve Zn konsantrasyonlarının ana kayaca göre 50 kata varan artışlar göstermesi hidrotermal alterasyonun etkisini işaret etmektedir. Taze/az ayrışmış dolomitlere göre göre normalize edilmiş ana element içeriklerine göre maksimum SiO2 zenginleşmesi ve maksimum P2O5 kaybı Dadak ve Koçyatağı dolomitlerinde gerçekleşmiştir. Ana kayaca göre normalize edilmiş eser element değişimlerine göre, U ve Zr maksimum kayba uğramış, Rb, Sr ve Co en fazla zenginleşmiştir. Cs ise hareketsiz davrandığı söylenebilir. Dolomitlerin alterasyona uğraması sonucunda Ağır Nadir Toprak Elementleri (HREE), Hafif Nadir Toprak Elementleri (LREE)'ne göre daha zor mobilize olur.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to investigate the characteristics of the alteration zones in the volcanic rock, metamorphic rock and stream sediments in the west of Şuhut district (Afyonkarahisar) with the help of mineralogical-petrographic and geochemical features. Paleozoic aged metamorphic rocks form the basis of the project area. Middle Miocene aged volcano-sedimentary and volcanic rocks overlie the basement rocks. In order to determine the mineralogical-petrographic and geochemical properties of the altered rocks and stream sediments, sediment samples were taken from the alteration zones in Çakırözü and Dadak-Koçyatağı locations and from the stream beds close to these areas. Polarizing microscope, scanning electron microscope (SEM), x-ray diffraction (XRD) and geochemical analyzes were performed on the samples.

Volcanic rocks according to their mineralogical-petrographic properties; It consists of amphibole, biotite, plagioclase, sanidine, quartz and a small amount of dolomite minerals in a glassy matrix. Alteration traces were observed in volcanic glass, plagioclase and biotite crystals in the weathered products of Adatepe andesites. Accordingly, the crystals in question have transformed into smectite minerals in foliar morphology. According to the results of mineralogical-petrographical analyzes of the samples taken, dolomites; primarily, secondary element enrichments were observed along the crack and crystal planes of dolomite (Dol) minerals. This change (enrichment and loss) shows that secondary mineral formations are composed of iron and mica minerals. As a result of placing the volcanic rock and its alteration products on the total alkali-silica (TAS) diagram, it was determined that all samples except M-10 exhibit trachyandesitic composition. Çaltepe dolomites and their weathering products were reported by Melezhik et al. (2008). In the rare earth element graph of the volcanic rock samples normalized to chondrite, light rare earth elements (HREE) were enriched, while intermediate (ONTE) and heavy rare earth elements (ANTE) were lost. The increase in Ni, Cu, Pb, and Zn concentrations up to 50 times in samples M-11 and M-25 compared to the parent rock indicates the effect of hydrothermal alteration. Maximum SiO2 enrichment and maximum P2O5 loss occurred in Dadak and Koçyatağı dolomites according to the main element contents normalized according to fresh/less weathered dolomites. According to the normalized trace element changes with respect to the bedrock, U and Zr lost maximum, Rb, Sr and Co enriched the most. Cs, on the other hand, can be said to behave immobile. As a result of the alteration of the dolomites, Heavy Rare Earth Elements (HREE) are more difficult to mobilize than Light Rare Earth Elements (LREE).