Yaylaköy, Kalemköy ve Eynez (Soma) neojen kömürlerinin biyomarker jeokimyası, ana-iz element özellikleri ile organik fasiyes değişimleri
Biomarker geochemsistry, major-trace elements characteristcs and organic facies variation of Yaylakoy, Kalemkoy and Eynez (Soma) neogene coals
Yazar: SELİN HÖKEREK
Danışman: PROF. DR. ORHAN ÖZÇELİK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Bu çalışma kapsamında Soma Neojen havzasının güneyinde yer alan Yaylaköy-Kalemköy-Eynez sahası kömürlerinin organik jeokimyasal özellikleri incelenmiştir. Buna ek olarak kömürlerin inorganik jeokimyasal ve petrografik özellikleri de incelenerek ana-iz elementlerin kökensel ilişkileri, oluşum şekli ve zenginleşmeleri belirlenmiştir. Bu amaç doğrultusunda çalışma sahasında yapılan sondajlardan havzayı temsil edecek şekilde örnekler seçilmiş olup alt kömür damarı (KM2) değerlendirilmiştir. 
KM2 linyit-alt bitümlü kömürlerinin organik jeokimyasal özelliklerine göre TOC miktarı (ort.% 56,62) yüksek, organik madde türü III. tip kerojen ve olgunlaşma düzeyi olgunlaşmamış (Tmax; ort. 420 0C) olarak belirlenmiştir. Ro ve SCI değerleri de bu durumu destekler niteliktedir. Kömürler potansiyel kaynak kaya özelliği göstermelerine rağmen henüz gaz/petrol oluşturacak kadar olgunlaşmamıştır. Organik fasiyes değerlendirmesine göre ise fasiyes C-CD olarak belirlenmiştir.
Biyomarker jeokimyası verilerine göre kömürleşme süreci ve paleoortam özellikleri aydınlatılmaya çalışılmıştır. KM2 kömürlü birimlerinden elde edilen n-alkan ve isoprenoid değerleri, steran ve terpan verileri karasal yüksek bitkisel malzeme ve algal/bakteriyel kaynak organizmanın paleobataklıkta birlikte çökeldiğini ve turbalaştığını göstermekte olup suboksik-oksik koşullar sunmuştur. Kömürler genel itibariyle olgunlaşmamış-erken olgun özellik göstermektedir. Gaz kromatogramlarında görülen UCM olgunlaşmamış organik maddeyi ve biyolojik bozunmayı işaret etmektedir. Ayrıca CPI ve OEP indekslerine göre çalışma sahasındaki kömürler olgunlaşmamıştır.
Değerlendirilen örneklerde yarı nicel bolluklarına göre kil mineralleri, kalsit, dolomit, aragonit, feldispat grubu mineraller, kuvars, kristobalit, ankerit, pirit, mika grubu mineraller, siderit ve amorf malzeme tespit edilmiştir. Havzada tespit edilen kil mineralleri illit, halloysit, kaolinit, smektit, paligorskit, karışık tabakalı killerdir. Ana-iz element değerlendirmelerine göre Mg, Ca ve P elementleri zenginleşmiştir. Bu zenginleşmeler XRD tüm kaya verileri ile desteklenmiştir. Kömür/kömürlü birimlerdeki iz elementlerin zenginleşme faktörlerine göre V, Ni, Cu, As, Sr, Y, Nb, Mo, Cs, Ba, ΣREE, Ta, Au, Hg, Th ve U elementleri zenginleşme göstermişlerdir. Özellikle de As (78,06 ppm), Hg (10,73 ppm) ve U (33,61 ppm) iz elementleri çok yüksek zenginleşme sunmuşlardır. Kökensel olarak zenginleşmelerin çoğunlukla havzada sedimanter birimlerle birlikte gözlenen volkanik ve volkano-sedimanter kaya topluluklarından kaynaklandığı, organik kökene bağlı zenginleşmenin az olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Organic geochemical features of Yaylakoy-Kalemkoy-Eynez coals located in the south of the Soma Neogen basin were investigated within this study. Furthermore, inorganic geochemical and petrographic features of coals were investigated to determine origin relations, mode of occurrence and enrichments of major-trace elements. Within this scope, lower coal seam (KM2) was evaluated using well samples of the study area which were chosen to represent the basin. 
High TOC amount (average 56.62%), type III kerogen and immature level (Tmax; average 420 0C) were determined according to the organic geochemical features of KM2 lignite-subbituminous coal and immature level was also supported by Ro and SCI values. Although coals represented potential source rock characteristics, they were immature for gas/oil production. Facies C-CD was determined according to the organic facies evaluation. 
Coalification and paleoenvironmental characteristics of investigated units were evaluated using biomarker geochemistry data. n-alkane and isoprenoid values, sterane and terpane data indicated that terrestrial higher plants and algal/bacterial source organisms were deposited and peatified in paleoswamp and presented suboxic-oxic conditions. Coals generally showed immature-early mature characteristics. UCM observed in gas chromatograms indicated immature organic matter and biodegradation. Moreover, coals in the study area were immature according to the Tmax, CPI and OEP indexes and Ro values. 
Clay minerals, calcite, dolomite, aragonite, feldspar minerals, quarts, cristobalite, ankerite, pyrite, mica minerals, siderite and amorphous were found in evaluated samples, respectively to their semiquantitative abundance. Clay minerals identified in the basin were illite, halloysite, kaolinite, smectite and palygorskite mixed layer clays. Mg, Ca and P elements were enriched according to the major-trace element evaluations. These enrichments were supported by XRD data. V, Ni, Cu, As, Sr, Y, Nb, Mo, Cs, Ba, ΣREE, Ta, Au, Hg, Th and U elements were enriched according to the trace element enrichment in coal/coal units. Especially, As (78.06 ppm), Hg (10.73 ppm) and U (33.61 ppm) showed higher enrichments. It was determined that originally enrichment in the basin mostly was derived from volcanic and volcanic/sedimentary rock community while organic based enrichment was determined to be less.