Kapadokya ignimbiritlerinin ana kaya ve alterasyon mineralojisi ile yerinde ölçülen ultrasonik atım hızları arasındaki ilişkinin incelenmesi
Investigation of the relationship between the host rock – alteration mineralogy and in-situ ultrasonic pulse velocity measurements of Cappadocian ignimbrites
Yazar: YASİN YURDAKUL
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN EVREN ÇUBUKÇU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Orta Anadolu Volkanik Bölgesinde Orta Miyosen-Geç Kuvaterner volkanizması, karasal-gölsel sedimanlar ve çeşitli noktalardan türeyen lav akışları ile birbirinden ayrılan 10 temel ignimbirit içermektedir. Bu ignimbirit üniteleri, yerleşimleri esnasında ve sonrasında çeşitli bölgelerde hidrotermal faaliyet sonucunda alterasyon/devitrifikasyona ve sıklıkla dolgu süreçlerine maruz kalmıştır. İgnimbiritlerin içerdikleri amorf jüvenil camın alterasyon süreçleri sonucunda zeolit,  opal-A, opal-CT, kil grubu minerallerine ve nadir olarak sülfat minerallerine dönüştüğü görülür. İgnimbirit ünitelerinin yerleşmesini takiben bazı bölgelerde hidrotermal akışkan kontrolünde dolgu süreçlerinin geliştiği gözlenir. İkincil dolgu, kırık – çatlak sistemleri boyunca sıklıkla karbonat ve nadiren sülfat kristalleşmeleri ile temsil edilir.
TÜBİTAK tarafından desteklenen 113Y439 No'lu proje kapsamında gerçekleştirilen bu çalışmada, Kapadokya ignimbiritlerinin mineralojik-petrografik özellikleri ile sahada  (in-situ) ölçülen ultrasonik atım hızları (UPV) arasındaki ilişkilerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Ultrasonik atım hızı yöntemi 9 farklı ignimbirit ünitesinde (Kavak, Zelve, Cemilköy, Sarımadentepe, Sofular, Tahar, Gördeles, Kızılkaya ve Valibabatepe) uygulanmıştır. İgnimbiritlerin mineral içerikleri ve dokusal özelliklerinin ultrasonik atım hızı ölçüm sonuçlarını doğrudan etkilediği gözlenmiştir. Özellikle alterasyon, devitrifikasyonun ve dolgu süreçlerinin yaygın olduğu bazı bölgelerde ölçülen ultrasonik atım hızı ölçüm sonuçlarının, bu süreçlerin hakim olmadığı bölgelerdeki karşılıklarından farklı olduğu saptanmıştır. Gerçekleştirilen SEM-EDS ve X-ışını microtomografi analizleri ile ignimbiritlerin pirojenik ve alterasyon mineral içerikleri tanımlanmış ve gözeneklilik oranları hesaplanmıştır. Alterasyon ile gelişen devitrifikasyon sonucu gözlenen ikincil kristalleşmenin ignimbiritlerin kristal miktarında artışa, dolayısıyla gözenek hacminde azalmaya ve kaynaklanmasına yol açtığı belirlenmiştir. Bu nedenle, ultrasonik atımların devitrifiye ignimbiritlerde, alterasyona uğramamış karşılıklarından daha hızlı ilerlediği ölçülmüştür. Sonuç olarak, bu tez çalışması, sahada kolaylıkla uygulanabilen "dolaylı" yöntem ile ölçülen ultrasonik atım hızlarının, incelenen ignimbiritin alterasyon derecesine bağlı olduğunu ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler: Alterasyon, devitrifikasyon, Kapadokya ignimbiritleri, Ultrasonik atım hızı

Abstract:
The Middle Miocene-Late Quaternary volcanism produced 10 major ignimbrite deposits separated by terrestrial-lacustrine sediments and lava flows in Central Anatolian Volcanic Province. These ignimbrite deposits have been exposed to alteration and secondary filling processes as a result of hydrothermal activity during and after their depositions in various regions. Amorphous juvenile glass in ignimbrites are observed to devitrify into zeolites, opal-A, opal-CT, clay group minerals and occasionally into sulphate minerals as a result of the alteration processes. Secondary fillings are usually represented by carbonate and seldomly by sulphate crystallisation via the fracture – crack systems.
The aim of this thesis, supported by TUBITAK (Project No: 113Y439), is to investigate the relationships between mineralogical-petrographical features of Cappadocia ignimbrites and the ultrasonic pulse velocity (UPV) measured in-situ on the outcrops. The ultrasonic pulse velocity measurements were performed in 9 different ignimbrite deposits (Kavak, Zelve, Cemilköy, Sarımadentepe, Sofular, Tahar, Gördeles, Kızılkaya and Valibabatepe). It was observed that the petrographical features of ignimbrites directly affected the propagation velocity of the ultrasonic pulses. Particularly, the ultrasonic pulse velocities in altered rocks are significantly different than those measured in unaltered counterparts. The pyrogenic and alteration mineral assemblages of ignimbrites were identified and their porosities have been calculated with SEM-EDS and X-ray microtomography analyses. It was determined that the devitrification induced secondary crystallisation caused an increase in the amount of crystals and resulted with a decrease in porosity and an increase in welding. Therefore, it was measured that ultrasonic pulses were moving faster in devitrified ignimbrites than their equivalents that have not gone through alteration. In conclusion, this thesis study reveals that the easy-to-measure in-situ ultrasonic pulse velocity is a function of the petrography of the rock unit and can be correlated with its degree of alteration.

Keywords: Alteration, devitrification, Cappadocia ignimbrites, Ultrasonic pulse velocity.