Sarıkavak (Çamlıyayla-Mersin) yöresindeki Terra rossa oluşuklarının mineralojik, jeokimyasal ve kökensel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mineralogical, geochemical and genetic properties of the Terra rossa in the Sarıkavak (Çamlıyayla-Mersin) region
Yazar: TAHIRA HAKIMI
Danışman: PROF. DR. ŞUAYIP KÜPELİ
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Adana-Karaisalı = Adana-Karaisalı ; Jeokimya = Geochemistry ; Karstik boşluklar = Karstic holes ; Maden jeolojisi = Mine geology ; Mersin-Tarsus = Mersin-Tarsus ; Mersin-Çamlıyayla = Mersin-Çamlıyayla ; Mühendislik jeolojisi = Engineering geology ; Nadir toprak elementleri = Rare earth elements ; Terra-rossa toprak = Terra-rossa soil

Özet:
İnceleme alanı Bolkardağlarının güney kesiminde yer alan Sarıkavak Köyü (Çamlıyayla-Mersin) ve yakın çevresini kapsamaktadır. Bölgede Mesozoyik ve Senozoyik yaşlı sedimanter kayaçlar ile Mesozoyik yaşlı ofiyolitler yüzeylemektedir. Bu birimlerden Erken–Orta Miyosen yaşlı Karaisalı formasyonuna ait karbonat kayaçlar üzerinde ve karstik boşluklarında yer alan kırmızı renkli toprağımsı terra rossa oluşukları gözlenmektedir. Bu çalışmada söz konusu terra rossa oluşuklarının mineralojik, jeokimyasal ve kökensel özelliklerinin incelenmesi amaçlanmaktadır. İnce kesit, XRD ve SEM-EDS çalışmaları sonucunda ana kayaç bileşiminde başlıca kalsit, kuvars, kaolinit ve serpantin mineralleri; terra rossalarda ise kaolinit, hematit, kuvars, kalsit, rutil, anatas mineralleri belirlenmiştir. Terra rossa örneklerinde Si %12.33 ile 44.36 (Ort: %33.91); Al %6.16 ile 25.66 (Ort: %18.73); Fe %3.04 ile 10.88 (Ort: %8.45); Ca %1.47 ile 41.02 (Ort: %13.20); AK %16.40 ile 36.00 (Ort: %22.34) ve Mg %0.34 ile 1.09 (Ort: %0.84) arasında değiştiği ve buna karşın Na, K, Ti, P, Mn ve Cr gibi diğer ana element içeriklerinin ise %1'den daha düşük olduğu belirlenmiştir. İz elementlerden Co, Nb, Rb, Sr, V, Zr, Cu, Pb, Zn, Ni, As ve Ba element içerikleri 10 ile 100 ppm arasında değişmektedir. Toplam NTE içerikleri 121,3 ile 324,6 ppm (ortalama 257,8 ppm) arasında değişmektedir. THNTE içerikleri 90,6 ile 238,8 ppm (ortalama 191,1 ppm) arasında, toplam ağır NTE içerikleri ise 29,8 ile 83,6 ppm (ortalama 64,9 ppm) arasında değişmektedir. Toplam hafif NTE içerikleri toplam ağır NTE içerikleriden 1 ile 3 kat arası daha yüksektir. ASAŞ-normalize NTE desenleri birbirlerine ve ASAŞ'a benzer olup, hafifçe orta NTE zenginleşmesi, belirgin negatif Ce ve hafifçe pozitif Eu anaomalileri gösterir. Elde edilen veriler incelenen terra rossa oluşuklarının Erken-Orta Miyosen yaşlı Karaisalı formasyonuna ait karbonat kayaçlar içerisinde yer alan ve felsik-ortaç kökenli magmatik bir kaynakla ilişkili olan terrijen kökenli alümino silikat fazından türemiş olduğunu göstermektedir. Ayrıca ana kayaç ile yanal ve düşey geçişli olan Kaplankaya formasyonuna ait kırıntılıların da terra rossa oluşumunda kaynak sağladığı kuvvetle muhtemeldir. Terra rossa oluşumu Orta Miyosenden sonra yüzeyleyen karbonat ana kayacın akdeniz iklim şartları altında ayrışma ve karstlaşma süreçleri ile birlikte geriye karbonat fazı bakımından giderek fakirleşen buna karşın alümino silikat fazı bakımından zenginleşen kimyasal kalıntı tipi bir çökel bırakması ile ilişkilidir.    

Anahtar Kelimeler: Terra rossa, karstik, Sarıkavak Köyü (Çamlıyayla-Mersin), Karaisalı formasyonu, jeokimya, nadir toprak elementleri

Abstract:
The study area covers Sarıkavak Village (Çamlıyayla-Mersin) located in the southern part of Bolkar Mountains and its surroundings. Mesozoic and Cenozoic sedimentary rocks and Mesozoic ophiolites crop out in the region. From these units, red-colored earthy terra rossa formations are observed on the carbonate rocks of the Early-Middle Miocene Karaisalı formation and in the karstic cavities. In this study, it is aimed to examine the mineralogical, geochemical and genetic properties of the mentioned terra rossa formations. As a result of thin section, XRD and SEM-EDS studies, mainly calcite, quartz, kaolinite and serpentine minerals in the bedrock composition; Kaolinite, hematite, quartz, calcite, rutile and anatase minerals were determined in terra rossa deposits. In the Terra rossa samples, Si was between 12.33% and 44.36 (Av.: 33.91%); Al 6.16% to 25.66% (Mean: 18.73%); Fe 3.04% to 10.88% (Mean: 8.45%); Ca 1.47% to 41.02 (Mean: 13.20%); AK varies between 16.40% and 36.00 (Av.: 22.34%) and Mg between 0.34% and 1.09 (Av.: 0.84%), whereas other main element contents such as Na, K, Ti, P, Mn and Cr are less than 1% was found to be lower. The content of trace elements Co, Nb, Rb, Sr, V, Zr, Cu, Pb, Zn, Ni, As and Ba varies between 10 and 100 ppm. Total REE contents range from 121.3 to 324.6 ppm (average 257.8 ppm). THNTE contents range from 90.6 to 238.8 ppm (average 191.1 ppm), and total heavy REE contents range from 29.8 to 83.6 ppm (average 64.9 ppm). Total light REE contents are 1 to 3 times higher than total heavy REE contents. ASAŞ-normalized REE patterns are similar to each other and to ASAŞ, showing slightly moderate REE enrichment, prominent negative Ce and slightly positive Eu anomalies. The data obtained show that the investigated terra rossa formations are derived from the terrigenous alumino silicate phase, which is associated with a felsic-intermediate magmatic source within the carbonate rocks of the Early-Middle Miocene Karaisalı formation. In addition, it is highly probable that the clastics of the Kaplankaya formation, which are lateral and vertical transitional with the parent rock, also provide a source in the terra rossa formation. The terra rossa formation is associated with the carbonate host rock outcropping after the Middle Miocene leaving behind a chemical residue type deposits that gradually becomes poorer in terms of carbonate phase, but enriched in terms of alumino silicate phase, together with the decomposition and karstification processes under Mediterranean climate conditions.

Keywords: Terra rossa, karstic, Sarıkavak Villge (Çamlıyayla-Mersin), Karaisalı formation,  geochemistry, rare earth elements