Erken-Orta Jura yaşlı Kelkit (Gümüşhane) kömürlerinin organik jeokimyasal özellikleri, paleoçökelme ve paleoiklim koşulları
Organic geochemical properties, paleosedimantation andpaleoclimate conditions of Early Middle Jurassic aged Kelkit(Gümüşhane) coals
Yazar: NAHİDE KARDELEN ESİM
Danışman: PROF. DR. REYHAN KARA GÜLBAY
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Tez kapsamında Gümüşhane Kelkit bölgesindeki Erken-Orta Jura yaşlı kömürlerin organik jeokimyasal özellikleri, hidrokarbon potansiyeli, çökel ortam ve paleoiklimsel koşulları; Piroliz/TOC, gaz kromatografi, duraylı karbon izotop ve vitrinit yansıması analizleri kullanılarak yorumlanmıştır.
Kelkit bölgesindeki Erken-Orta Jura yaşlı alt ve üst kömürlü istife ait kömürlü örneklerin TOC (Toplam Organik Karbon) değerleri sırasıyla % 2.6-30.34 ve % 2.63-48.12 aralığında değişmekte olup, alt kömürlü istife ait örnekler killi kömür ve kömürlü kiltası ve üst kömürlü istife ait örnekler ise kömür, killi kömür ve kömürlü kiltası özelliği taşımaktadırlar. TOC miktarları tüm örneklerin zengin kaynak kaya özelliğine sahip olduğunu göstermektedir. Alt ve üst kömürlü istife ait örneklerin HI değerleri sırasıyla 113-450 ve 32-221 mg HC/g kaya aralığında değişmektedir. Genel olarak her iki istife ait örnekler de oldukça yüksek S2 ve çok düşük S3 ve OI değeri ile karakteristiktir. Piroliz verilerine göre alt kömürlü istife ait örnekler için Tip II ve Tip II-III; üst kömürlü seviyeye ait örnekleri için Tip III kerojen içeriği belirlenmiştir. Tmax değerleri; alt kömürlü üstif için 418-433oC, üst kömürlü istif için ise 425-433oC aralığında yer almaktadır. Kerojen tipleri ve diğer verilerle elde edilen sonuçlara göre alt kömürlü katmanın petrol ve gaz türetebileceği, üst katmanın ise yalnızca gaz türetebileceği tespit edilmiştir. Bu kömürlü oluşumların olgunlaşmamış-erken olgun oldukları göz önünde bulundurulduğunda, önemli ekonomik değer taşıyacak hidrokarbon türümü gerçekleştirmedikleri düşünülmektedir.
Genel olarak bütün kömür ve kömürlü örnekler için genellikle orta karbon numaralı n-alkanların baskın olduğu unimodal dağılım gözlenmektedir. Pr/Ph oranı alt kömürlü istif için 4.04-1.15 ve üst kömürlü istif için ise 13.00-5.13 olarak hesaplanmış olup, alt kömürlü istif oksik-suboksik; üst kömürlü istif oksik koşullarda çökelmiştir. Örneklerin CPI değerleri genellikle 1'in üzerinde ve 1'e yakın, TAR değerleri ise 1 ve 1'den daha düşük olarak belirlenmiştir. n-alkan verilerinden elde edilen parametlere göre; kömürlü istifler, ılık ve nemli/yağışlı iklim koşullarında, baskın olarak sucul ve karasal organik maddeden oluşmuştur. Alt ve üst katmana ait kömürlü örnekler baskın olarak sucul ve otsu bitkilerden meydana gelmiştir.

Abstract:
Within the scope of the thesis, organic geochemical properties, hydrocarbon potential, depositional environment and paleoclimatic conditions of Early Middle Jurassic coals in Kelkit (Gümüşhane) region was interpreted using Pyrolysis/TOC, gas chromatography, stable carbon isotope and vitrinite reflectance analyses.
The TOC values of the coal-bearing samples belonging to the Early Middle Jurassic lower and upper coal-bearing layers in the Kelkit region vary between 2.6-30.34% and 2.63-48.12%, respectively, which indicate rich source rock properties. The samples in the lower coal level have the characteristics of clayey coal and coaly claystone, and the samples from the upper level coaly units have the characteristics of coal, clayey coal and coaly clay. The HI values of the samples belonging to the lower and upper coaly levels vary between 113-450 and 32-221 mg HC/g rock, respectively. In general, samples belonging to both coaly layers are characteristic with very high S2 and very low S3 and OI values. According to the pyrolysis data, Type II and Type II-III was determined for the samples belonging to the lower coal level while Type III kerogen content was determined for the upper coaly samples. Tmax values for the lower coaly units was determined as in the range of 418-433 oC and for the upper coaly unit as 425-433oC.	
A unimodal distribution which is dominated by medium carbon number n-alkane is observed in all coal and coaly samples. The Pr/Ph ratio for the lower and upper coal unit were calculated as 4.04-1.15 and 13.00-5.13, respevtively. Also, the lower coaly unit was deposited under oxic-suboxic conditions, and the upper coaly unit was deposited under oxic conditions. Their CPI values are usually above 1 and close to 1. TAR values were determined as 1 and <1. According to the parameters obtained from the n-alkane data, coaly unit are predominantly composed of aquatic and terrestrial organic matter deposited under warm and humid climatic conditions. While the coaly samples belonging to the lower layer were predominantly composed of herbaceous plants, the coal samples from the upper layer were predominantly composed of aquatic and herbaceous plants.