Kale havzasındaki (Denizli) sedimanter birimlerin mineralojik ve jeokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mineralogical and geochemical properties of sedimentary units in Kale basin (Denizli)
Yazar: DUYGU ELÇİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TÜLAY ALTAY
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering ; Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Kale Havzası (Denizli), sığ denizel tortullarla doldurulan KD-GB uzanımlı bir havzadır. Havzanın batısında daha çok Menderes Masifi'ne ait metamorfik temel kayalar bulunurken, havzanın doğu ve güney bölümlerinde Mesozoyik yaşlı kireçtaşlarının yanı sıra, Likya naplarına ait ofiyolitler yer alır. Kale Havzası'nı dolduran Oligosen yaşlı Mortuma Formasyonuna ait tortul istif, sığ-kıyı ortamını yansıtan çakıltaşlarına eşlik eden kaba kırıntılı tortullar ile başlamakta olup, üste doğru kumtaşı-çamurtaşı ve kiltaşlarından oluşan tortullarla devam etmektedir. Tortul istifin üst bölümlerinde yer alan çamurtaşı ve kiltaşları içinde oldukça yaygın olarak yaprak ve kömürleşmiş bitki kalıntılarının yanı sıra, özellikle yol yarmalarında kalınlığı 5-10 cm arasında değişen kömür damarları yer almaktadır.
İnceleme alanında TKİ tarafından altı adet kömür araştırma sondajı yapılmıştır. Sondajların derinliği 426 m ile 780 m arasında değişmektedir. İnceleme alanının kuzeyinde yapılan sondajlarda çamurtaşı ve kiltaşları içerisinde farklı seviyelerde 40-45 cm kalınlıkta kömür damarları kesilmiştir. Kömür siyahımsı ve parlak özellikte linyit yapılıdır. Diğer sondajlarda ise kalkerli çamurtaşı ve kiltaşından oluşan seviyelerde kalınlığı 1-3 cm arasında değişen kömür damarları gözlenmiştir. Bu durum, kömür katmanlarının, Oligosen istifi içinde yanal yönde kalınlaşma göstermediklerini ve ince taneli deltayik tortullara derecelendiklerini yansıtır. Sondajlar deneştirildiğinde, inceleme alanının kuzeyinde havzanın daha sığ, enerjisinin daha düşük ve organik madde içeriğinin daha zengin olduğu belirlenmiştir. Havzanın güneye doğru ani olarak derinleşmesi, havza içinde yer alan büyüme fayı ile ilgili olmalıdır. XRD çalışmaları ile dolomit, kalsit, feldispat, kuvars ve kil mineralleri belirlenmiştir. Kil minerallerinden simektit, illit ve kaolinit tespit edilmiştir. Havza da bulunan dolomitlerin çoğunluğunun ideal dolomit olduğu belirlenmiştir. 
Ağır nadir toprak elementler hafif nadir toprak elementlere göre zenginleşme göstermektedir. Kil ve karbonat örneklerinin benzer bir NTE dağılımı göstermesi aynı kökenden kaynaklandığına işaret etmektedir. Örnekler Th/Co-La/Sc diyagramına göre asidik/feslik köken kayaç bölgesine düşmektedir.

Abstract:
Kale Basin (Denizli) is a northeast-southwest trending basin filled with shallow marine sediments. While there are metamorphic basement rocks which belong mostly to Menderes massive to the west of the basin, there are ophiolites which belong to Lycia nappes as well as old Mesozoic limestones in the eastern and southern parts of the basin. The sediment layers which fill Kale Basin begin with coarse clastic sediments accompanied by pebbles that reflect a shallow shoreline environment at the bottom and as goes further through upper layers, it contains sandstones-mudstones and claystone which belong to a neritic environment. In the mudstones and claystone located in the upper parts of the sedimentary sequence, there are widespread leaf and charred plant remains as well as coal seams with a thickness of 5-10 cm especially in road cuts.
Six coal exploration drillholes in the study area were made by Turkish Coal Enterprise. The depth of these boreholes varies between 426 m and 780 m. In the north part of the study area, 40-45 cm thick coal veins were cut at different levels within mudstone and claystone in the cores. The coal has a rank of lignite which is blackish and shiny in appearance. In other drillholes, coal veins 1- 3 cm thick have been observed in the levels of calcareous mudstone and claystone layers. This reflects that the layers of coal do not thicken laterally in the Oligocene succession and are graded to fine-grained deltaic sediments. When the cores were correlated, it was determined that the basin was shallower, the energy was lower and the organic matter content was rich in the north of the study area. The sudden deepening of the basin towards the south must be related to growth fault within the basin. The minerals of dolomite, calcite, feldspar, quartz and clay have been determined with XRD studies. Smectite, illite and kaolinite have been identified as clay minerals. Most of the dolomites in the basin were found to be ideal dolomites.
Heavy rare earth elements show enrichment according to light rare earth elements. A similar NTE distribution of clay and carbonate samples indicates the same origin. According to Th / Co-La / Sc diagram, the samples fall to the acidic / fesic origin rock area.