Orta Toros Bölgesinde (Kayseri Pınarbaşı ile Adana-Ortaköy arası) yüzeylenen silüriyen yaşlı siyah şeyllerin jeokimyasal özellikleri ve Şeyl gazı potansiyelinin araştırılması
Investigation of the geochemical properties and shale gas potential of the silurian aged black shales outercopping in the Central Taurus Region (between Kayseri-Pınarbaşı and Adana Ortakoy)
Yazar: EREN AYKAN ACAR
Danışman: PROF. DR. TURHAN AYYILDIZ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Formasyon = Formation ; Jeolojik dönemler = Geological periods ; Silüriyen dönem = Silurian period ; Stratigrafi = Stratigraphy

Özet:
Silüriyen döneminde oluşan organik maddece zengin şeyller (hot şeyl) var olan petrol ve doğalgaz üretiminin %85'ni karşılamaktadır. Bu bağlamda son yıllarda bu seviyelerden üretim yapılan Akçakale (Diyarbakır) havzası haricindeki havzalarda, Siluriyen yaşlı birimlerin benzer jeokimyasal özelliklere sahip olup olmadıkları önemli bir problem haline gelmiştir. Bu amaçla Pınarbaşı (Kayseri) – Ortaköy (Adana) arasındaki Küçükkabaktepe, Değirmentaş ve Ayvat arası üç ÖSK ile değerlendirilmiştir. Çalışma alanında, Siluriyen Geç Devoniyen'de buzuldeniz ortamında depolanan Pusçu Tepe ve Yukarı Yayla formasyonlarının, Pusçu Tepe Formasyonu altında ve dört üyeye ayrılmasının litostratigrafik olarak daha kullanılabilir olduğu sonucuna varılmıştır. ÖSK'lerden alınan 15 adet mostra örneğinin hem organik hem de inorganik jeokimyasal analiz sonuçları değerlendirilmiştir. Örneklerin sırasıyla güncel % TOC, HI, S1, S2, PI, TR değerleri ile hesaplanan orijinal TOCo, HIo, S1o, S2o ve TRHI değerlerinin organik maddenin hakim olarak % 85-90 oranında olgunlaşma nedeniyle tüketildiğini işaret etmektdir. Bu neden ölçülen değerlere göre Tip III-IV alana düşen kerojenin, orijinal değerlere göre Tip II denizel kökenli olduğu tespit edilmiştir. Tmax ve hesaplanan % VR değerleri sırasıyla 436 – 546 C ve % 0.76 – 2.66 arasında olup aşırı olgunlaşmayı ve şeyl gaz potansiyelinin düşük olduğunu gösterir. Organik jeokimyasal özellikleri belirlenen örneklerde Si, Al, K, Ca, Fe oksit miktarları belirgin şekilde yüksektir. Ortalama Si/Al oranları organik maddenin yüksek olduğu şeyl örneklerinde yüksek olup (2.64 ve 2.51), silika oranı da diğer örneklerden daha yüksektir. Ti/ Al oranları 0.06- 0.10 olup yine şeyl içeriği göstermektedir. Th/U oranları 1.84- 6 aralığında değiştiğinden (> %0,2) depolanma sisteminin anoksik bir ortamda oluştuğunu işaret etmektedir (Sr / Cu oranlarının ortalamaları %0.01 0.02 değerleri arasında olup şeyl birikim alanlarının kurak iklimde olmadığını, su seviyesinin yüksek olduğunu göstermektedir. Sr/Ba oranları (0.30- 0.90) düşük tuzluluğa işaret etmektedir. Çalışma konusunu oluşturan şeyller eşdeğer yüzlekleri gibi benzer dioksik ortamda depolanmaya ait verilere sahip olmasına rağmen, bölgenin geçirmiş olduğu tektonik tarihçe etkisiyle olgunlaşmanın arttığı ve organik madde tüketilmiş olduğu sonucuna varılmıştır. Bölgedeki nap tektoniğinden etkilenmeyen alanlarda potansiyel taşıyabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Shales rich in organic matter (hot shale) formed during the Silurian period meet 85% of the existing oil and natural gas production. In this context, in the basins other than the Akçakale (Diyarbakır) basin, where production has been made from these levels in recent years,Whether the Silurian units have similar geochemical features has become an important problem. For this purpose, three ÖSKs between Küçükkabaktepe, Değirmentaş and Ayvat between Pınarbaşı (Kayseri) – Ortaköy (Adana) were evaluated. In the work area. It was concluded that the lithostratigraphical division of Pusçu Tepe and Yukarı Yayla formations under the Pusçu Tepe Formation into four members, which were deposited in the glacial marine environment in the Silurian Lower Devonian, is more usable.Both organic and inorganic geochemical analysis results of 15 outcrop samples taken from ÖSK were evaluated. The original TOCo, HIo, S1o, S2o and TRHI values of the samples calculated with the current % TOC, HI, S1, S2, PI, TR values, respectively, indicate that the organic matter is consumed predominantly due to maturation at a rate of 85-90%.For this reason, it was determined that the kerogen, which fell into the Type III-IV area according to the measured values was of Type II marine origin according to the original values. Tmax and calculated %VR values are between 436 – 546 °C and 0.76% – 2.66%, respectively, indicating overmaturation and low shale gas potential.Si, Al, K, Ca, Fe oxide amounts are significantly higher in the samples whose organic geochemical properties were determined. Among the other main elements, MgO, Na2O, TiO2, P2O5 and MnO were found in lower proportions.Average Si/Al ratios are higher in shale samples with high organic matter (2.64 and 2.51)  and silica ratio is higher than other samples. Ti/Al ratios are 0.06-0.10, again indicating shale content. Since Th/U ratios ranged from 1.84 to 6% (> 0.2 %). Indicates that the deposition system was formed in an anoxic environment (the averages of Sr / Cu ratios are between 0.01 - 0.02%, indicating that the shale accumulation areas are not in arid climate, the water level is high. Sr/Ba ratios (0.30 - 0.90) indicate low salinity. Although the shales, which are the subject of the study, have similar dioxic storage data as their equivalent outcrops, it has been concluded that maturation has increased and organic matter has been consumed due to the tectonic history of the region.It was concluded that may have potential in areas not affected by nappe tectonics in the region.