Kale-Kurbalık (Denizli-Türkiye) kömürlerinin mineralojisi ve petrografisi
Mineralogy and petrography of Kale-Kurbalık (Denizli-Turkey) coals
Yazar: MUSTAFA ATALAY
Danışman: PROF.DR. ALİ İHSAN KARAYİĞİT
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Denizli = Denizli ; Eser elementler = Trace elements ; Kömür = Coal ; Mineraloji = Mineralogy

Özet:
Kale-Kurbalık kömür sahası, güneybatı Anadolu'da yer almaktadır. İncelenen alanda temelkayaçlarını mermer, kristalize kireçtaşı ve dolomit oluşturmaktadır. Bunların üzerine uyumsuzolarak Akçay Grubu gelmektedir. Oligosen-Erken Miyosen (Burdigaliyen) yaşlı bu grup, Karadere,Mortuma, Yenidere, Künar ve Kale Formasyonlarını kapsamaktadır. Akçay Grubunun üzerineuyumsuz olarak Orta Miyosen-Pliyosen yaşlı Muğla Grubu gelmektedir. Muğla Grubu, Sekköy,Yatağan ve Milet Formasyonlarından oluşmaktadır. Akitaniyen yaşlı Yenidere Formasyonunda,karasal-deniz geçiş ortamında ve muhtemelen lagün ortamında oluşmuş pek çok kömür damarıbulunmaktadır. Bunlar içinde dört adet kömür damarı, alttan üstte doğru, Polat, Şentürk, Şerif veZiyaçavuş, kapalı ocaklarda işletilmektedir. Tez çalışması kapsamında toplam 30 adet kömür vekömür damarlarının tavan, taban ve arakesmelerden toplam 126 adet kayaç örneği derlenmiş vebunlar incelenmiştir. Seçilen 32 adet kayaç örneğinin X-ışınları toz difraktogram (XRD) çalışmaları,çoğu kayaç örneğinin en önemli bileşenini kil minerallerinin oluşturduğunu göstermektedir. Bunailave olarak örneklerde kuvars, kalsit, dolomit, feldispat, aragonit gibi mineraller de saptanmıştır.Seçilen 22 adet kayaç örneğinin kil fraksiyonu minerallerini ise çoğunlukla illit, simektit, klorit,kaolinit, daha az oranda serpantin, pirofillit, paragonit, talk ve karışık katmanlı kil minerallerioluşturmaktadır. Tüm kömür örneklerinin kimyasal (proximate) analizleri, bunların havada kurubazda nispeten yüksek toplam kükürt içeriğine ve düşük kül içeriğine sahip olduğunugöstermektedir. Mineralojik çalışmalar, tüm kömür örneklerinde XRD ve seçilen 17 adet kömürörneği üzerinde SEM-EDX yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Kömür örneklerinde XRD çalışmalarıylaamorf (organik) madde dışında, çoğu örnekte kil mineralleri, pirit, kuvars ve kalsit ve az sayıdaörnekte aragonit, feldispat, jips saptanmıştır. SEM-EDX çalışmalarıyla kömür örneklerinde mikronbüyüklüğündeki minerallerden Sr içeren barit, Ca-fosfat (apatit), ilmenit, kromit, rutil, sfalerit, sfen,zirkon ve olasılı piroksen ve hornblend tanımlanmıştır. Aynı zamanda SEM-EDX çalışmaları,organik maddenin (kömür) az oranda Ca, S ve iz oranda Mg ve bazı örneklerde de Al ve Naiçerdiğini göstermektedir. Tüm kömür örneklerinin element analizleri, kömür bazında ICP-AES veICP-MS yardımıyla belirilenmiştir. İncelenen örneklere tüm esas ve eser element içerikleriningeometrik ortalamaları, örneklere ait analiz sonuçlarının genelde damarlar arasında benzerseviyelerde olduklarını ve Dünya'daki çoğu kömür örneklerine ait sınır değerlerinin arasında kaldığıgöstermektedir. Ancak, Cr, Mo, Ni, Ta ve U'un incelenen çoğu örnekte, Dünya'daki çoğu kömürörneklerine ait sınır değerlerini aştığı da belirlenmiştir. Maseral analizi incelenen örneklerde hüminitgrubunun en önemli bileşeni oluşturduğunu göstermektedir. Kömür damarlarından alınan tümörneklerde rastgele hüminit yansıtması ölçüm sonuçlarının ortalamaları, 0,28-0,29 %Rrarasındadır. Bu değerler, incelenen dört kömür damarının kömürleşme derecelerinin benzer vekömürleşme derecesinin ?linyit (yumuşak kahverengi kömür)? aşamasında olduğunugöstermektedir.Anahtar Kelimeler : Kömür, mineraloji, element, maseral, hüminit yansıtması, Kale, Denizli,Türkiye

Abstract:
The Kale-Kurbalık coal field is located in the south-western part of Anatolia. In the study areamarble, crystallized limestone and dolomite that form the basement rocks are unconformablyoverlain by the Akçay Group of Oligocene-Early Miocene (Burdigalian) age. The Akçay Group isrepresented by the Karadere, Mortuma, Yenidere, Künar and Kale Formations. The MiddleMiocene to Pliocene aged Muğla Group that overlies the Akçay Group unconformably is formed ofthe Sekköy, Yatağan and Milet Formations. The Yenidere Formation of Early Miocene (Aquitanian)age includes a number of coal seams occurred in terrestrial-marginal marine and probably inlagoon environment. Four coal seams, from bottom to top, Polat, Şentürk, Şerif and Ziyaçavuş aremining in underground mines. In this work, a total of 30 channel coal samples and a total of 126rock samples from roof rocks, floor rocks, and dirt bands of the coal seams were collected andhave been evaluated. X-ray powder diffraction (XRD) studies of selected 32 rock samples indicatethat clay minerals are abundant in rock samples. Some minerals such as quartz, calcite, dolomite,feldspar and aragonite were also determined in rock samples. Clay-fraction minerals of selected 22rock samples are of mainly illite, smectite, chlorite, kaolinite, and less serpentine, pyrophillite,paragonite, talc and mixed-layer clay minerals. Proximate analyses of all coal samples in an airdriedbasis imply that they have relatively high total sulfur contents and low ash yields.Mineralogical studies have been performed on all coal samples with XRD and selected 17 coalsamples with SEM-EDX. The XRD studies indicate that clay minerals, pyrite, quartz and calciteform detectable minerals in most coal samples. However, aragonite, feldspar and gypsum werealso identified in a few coal samples. The SEM-EDX studies show that micron-sized mineralsdetermined in coal samples are barite with Sr traces, Ca-phosphate (apatite), ilmenite, chromite,rutile, sphalerite, sphene, zircon and possible pyroxene and hornblende. The SEM-EDX studiesalso indicate that organic matter (coal) includes small amounts of Ca, S and trace amounts of Mg inall samples. Aluminium and Na traces in organic matter have been also determined in somesamples. Elemental concentrations on whole-coal basis have been analyzed on all coal sampleswith ICP-AES and ICP-MS. Geometric mean values of all major and trace elemental concentrationsof the coal samples in different coal seams are similar in general, and some of them are betweenrange values of most world coals. However, elemental concentrations of Cr, Mo, Ni, Ta and U inmost samples exceed the range values of most world coals. Maceral analyses indicate thathuminite group macerals are abundant in the coal samples. Mean values of random huminitereflectances measured on the coal samples from four coal seams are between 0,28-0,29 %Rr.These values indicate that coal rank in the four seams is similar and coal rank can be classified as?lignite (soft brown coal)?.Keywords : Coal, mineralogy, element, maceral, huminite reflectance, Kale, Denizli, Türkiye