Düvertepe-Şapçı (Sındırgı, Balıkesir) bölgeleri kaolen (+/- alunit) oluşumlarının jeolojik, mineralojik ve jeokimyasal incelenmesi
Geological, mineralogical and geochemical investigation of kaolin (+/- alunite) occurences in Düvertepe-Şapçi regions (Sindirgi, Balikesir)
Yazar: BALA EKİNCİ
Danışman: PROF. DR. FAHRİ ESENLİ ; PROF. DR. Ö. IŞIK ECE
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Uygulamalı Jeoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Kaolinit = Kaolinite

Özet:
Türkiye'nin bilinen en büyük hidrotermal kökenli kaolin yatakları Balıkesir'in Düvertepe bölgesinde yer alır. Düvertepe bölgesi ayrıca alunitli kaolenleri içermesi açısından önem arz etmektedir. Bu bölgede Ege tektonizmasının bir sonucu olarak oluşmuş Üst Miyosen yaşlı kalkalkalin karakterli volkanik kayaçlar geniş yayılım gösterirler. Kaolen (+/-alunit) oluşumları riyolit-riyodasit tüflerin hidrotermal alterasyon ürünleridir. Bu tüflerin mineral bileşimi kuvars, alkali feldspat, biyotit ve muskovit fenokristaleri ile pumis parçalarından oluşmaktadır. Kaolenlerin ve alunitlerin kimyasal bileşimlerinin belirlenmesi için 39 adet örneğin kimyasal analizleri yaptırılmıştır. Kaolen örneklerinin tüm kaya kimyasal analizleri, silika içeriklerinin % 43 - 72, alüminyum içeriklerinin ise % 17.8-37.49 arasında değiştiğini göstermektedir. Silis ve alüminyum içeriklerindeki bu geniş dağılım stratigrafik seviye farklılıkları ve faya olan mesafeyle ilişkilidir. Demir ve potasyum oksit değerleri genelde düşüktür. Ateş zayiatı bazı örneklerde % 21'e ulaşmaktadır ki bu değer oldukça yüksektir. Alunit örneklerinin silika içerikleri % 10.92 - 70.92 arasında değişmektedir. Alunitler silis içerikleri açısından kaolinlere göre çok daha fazla değişkenlik gösterirler. Aluminyum içerikleri bazı örneklerde % 36.21 gibi çok yüksek değerlere sahiptir. Yine bazı örneklerde potasyum oksit içerikleri oldukça yüksektir (% 8.87). Ateş zayiatı % 12.4 - 41.2 arasında değişmektedir. SEM çalışmalarında kaolinit kristallerinin hegzagonal, alunit kristallerinin idiyomorfik rombusal şekilli oldukları belirlenmiştir. XRD çalışmaları alunitli kaolenlerin mineral bileşiminin kaolinit, alunit, kuvars, alunitlerin ise alunit,opal kristobalit/tridimit, kuvars ve az miktarda halloysitten oluştuğunu ortaya koymaktadır. Alunit ile alunitli kaolen örneklerinde yapılan tüm kaya K-Ar değerleri alunitler için 17.3±0.5 ve 19.2±0.5 My, alunitli kaolenler için 20.4±0.6My olarak elde edilmiştir. Bölgede fay zonları boyunca silis ve sülfat getirimi sıklıkla izlenir. Silisleşme yukarı doğru etkilidir. Bunun sonucu olarak bölgede, kaolen yataklarının üst zonlarında yukarı doğru yükselen silisce zengin suların riyolit lav ve tüfler üzerinde akması ve süzülmesi ile oluşan silis şapkalar oluşmuştur.

Abstract:
The well known largest hydrotermal originated kaolin deposits of Turkey are located in Düvertepe (Balıkesir) district. Düvertepe district is also important in terms of alunite-bearing kaolins. Upper Miocene calc-alkaline volcanic rocks formed as a result of Aegean tectonism are widespread in the region. Kaolin (+/- alunite) occurrences are product of hydrothermal alteration of rhyolitic-rhyodacitic tuffs consisting mainly of quartz, alkaline feldspar, biotite and muscovite phenocrystals and pumice fragments. Determining the chemical composition of kaolines and alunites, thirty nine samples were performed by ICP-ES. Whole rock chemical analyses of kaolin samples show that silica contents varies from 43 % to 72 %. Aluminum contents varies 17.8 % - 37.49 %. This large spectrum is stratigraphically related to differences and distances from faults. Iron and potassium oxide contents generally are lower. Loss on ignitions are high with value of 21 %. Silica contents of mentioned alunites exhibit a large variation with the values of 10.92 % to 70. 92 %. Aluminum contents are higher with value of 36.21 % in some samples. Potassium oxide values are also higher. Loss on ignitions varies from 12.4 to 41.2 %. SEM studies show that those kaolinite crystals are well-formed hexagonal shaped, and alunite crystals are idiomorphic rhombohedral forms. Needle-shaped and from stubby to long tubular structure with open-ends halloysites are also determined in some alunite samples. XRD studies revealed that mineralogical composition of kaolinites (+/- alunite) consist of kaolinite+alunite+quartz and alunites consist of alunite+opal-cristobalite/tridimite+quartz and halloysite as minor amount. Two samples (A-3, IN-3) from alunite yielded whole rocks K-Ar ages of 17.3±0.5 ve 19.2±0.5 Ma, whilst two samples (SAP-20, AR-11) from kaolinite+alunite yielded whole rocks K-Ar ages of 20.4±0.6Ma. Si and S inputs along fault zones are common because they are the products of ascending origin of geothermal solutions. Silicification becomes upward more intense; for instance, funnel-shape silicification at the top of fault zone, silica precipitation or replacing with surrounding rocks is commonly observed features in the field. Also, silica gossans above the kaolin deposits are formed as a consequence of spraying and infiltration of Si-rich geothermal waters on rhyolitic lavas and tuffs.