Yükselen Mahallesi (Konya) çevresindeki Bozdağ formasyonu (geç silüriyen - orta devoniyen) karbonatlarının jeokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation geochemical features of the Bozdağ formation (late silurian-middle devonian) carbonates in around of Yükselen District (Konya)
Yazar: ENGİN ÖZDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. ALİ MÜJDAT ÖZKAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, Kütahya-Bolkardağı Kuşağındaki Yükselen Mahallesi (Konya) güneydoğusunda dar bir alanı örten Geç Silüriyen-Orta Devoniyen yaşlı Bozdağ formasyonu kireçtaşlarının elementsel ve izotopik jeokimyasının çalışılmasıdır. Bozdağ formasyonu karbonatları, bölgede birimin tabanında dolomitleşme sergilerken, inceleme alanımızda hiç dolomit içermemekte ve saf kireçtaşları şeklinde gözlenmektedir. Bozdağ formasyonu kireçtaşlarının ana ve iz element özellikleri, önemsiz derecede diyajenetik alterasyonu ve önemsiz miktarda terijen girdisini göstermektedir. Bozdağ kireçtaşı örneklerinin Mn/Sr oranı, 0.2 ile 1.4 arasında değişmekte olduğundan, izotop değerleri orijinal deniz suyu özelliklerini korumuşlardır. Bozdağ kireçtaşı örneklerinin K/Rb oranları (0.0083 – 0.083) oldukça düşük olup, herhangi bir metamorfizma etkisi göstermemektedir. Bozdağ kireçtaşı örneklerinin TiO2 ile K2O, K2O ile Al2O3, TiO2 ile Al2O3 arasındaki güçlü pozitif korelasyonlar, TiO2 ve K2O'in başlıca aluminosilikat klastiklerinden (killerden) alındığını belirtmektedir. Bozdağ kireçtaşı örneklerinin Sr/Ba – Sr/Rb diyagramındaki değerlendirilmeleri sonucu, bütün örnekler kontinental marjin denizel ortamdaki çökelmeyi sergilemişlerdir. Bozdağ kireçtaşı örneklerinin Al2O3 ile Fe2O3 ve MnO'in korelasyonları sırasıyla düşük ve çok çok düşük olması,  Fe ve Mn'ın büyük oranda denizel havzadan kaynaklanmakla birlikte, kısmen de killerden kaynaklandığını belirtmektedir. Bozdağ kireçtaşı örneklerinde gözlenen terijen girdinin kaynağı, ağırlıklı olarak felsik olmakla birlikte, karışık provenanstan kaynaklanmaktadır. Bozdağ kireçtaşı örneklerindeki karasal girdinin kaynağı, nemli ve kurak iklim bölgesini belirttiğinden, Bozdağ kireçtaşlarının çökelimi sırasında havzaya gelen terijen malzeme iklimsel değişimleri (humid - arid) ifade etmektedir. Bozdağ formasyonu kireçtaşlarının toplam nadir toprak elementleri Si, Al, K, Zr, Th gibi elementlerce güçlü pozitif korelasyon, Ca ile güçlü negatif korelasyon göstermesi, nadir toprak element içeriğinin karbonat safhasıyla ilişkili olmayıp, detritik silikatlar ve alumino-silikat girdileri ile ilişkili olduğunu belgelemektedir. Bozdağ kireçtaşı örneklerinin Ce değerleri, gerçek negatif değerler olduğundan transgresif karbonat çökelimini ve oksikden ziyade anoksik ortamdaki çökelmeyi belirtmektedir. Erken Silüriyen'den – Geç Devoniyen'e kadar geçen sürenin bölgede buzul arası evre olması da transgresif gelişimi desteklemektedir. Bozdağ kireçtaşı örneklerinin Ce anomalisi ile Fe2O3 ve MnO arasında pozitif korelasyon sergilemesi, örneklerde hidrotermal etkinin olmadığını göstermektedir. Ayrıca, Bozdağ kireçtaşı örneklerindeki Ce anomali değerlerinin 0.13 ile 0.43 arasında gözlenmesi de deniz suyu özelliğini yansıtmaktadır. Bozdağ formasyonu kireçtaşlarının Y/Ho oranları, açık deniz suyu standardından (60-90) nispeten daha düşük bir ortalama değerine (48) sahip olması, Bozdağ kireçtaşlarının depolanması sırasında tatlı su süspanse yükünün ve/veya rüzğar esinti tozlarının etkili bir şekilde karıştığını belirtmektedir. Bu değerler ayrıca, su seviyesindeki bir miktar dalgalanmayı da ifade etmektedir. Bozdağ kireçtaşı örneklerinde δO18 ve δC13 izotop değerleri ile Mn/Sr oranları arasında herhangi bir korelasyon gözlenmemesi, kireçtaşı örneklerinin orijinal değerlerini koruduklarını ve diyajenezden dolayı önemli bir alterasyona uğramadıklarını belirtmektedir. Bozdağ kireçtaşı örneklerinde gözlenen δC13 değerlerinin tümüyle pozitif olması ve değerlerde az bir dalgalanma göstermesi, Geç Silüriyen – Orta Devoniyen denizinin biyolojik üretkenliğinde önemli bir değişim olmadığını; değerlerdeki pozitif düşüş ve artışların rüzĝar esinti (eoliyen) sedimanlarının girdisi nedeniyle gerçekleştiğini düşündürmekte olup, istifin orta ve üst bölümündeki nispeten sabit (hafif dalgalanmalı) δC13 değerleri, hem duraylı ortamsal koşulları (ışık, sıcaklık, vb.) hem de duraylı bir biyo-üretkenlik periyodunu göstermektedir.

Abstract:
The aim of this study, which was conducted in the study area covering a narrow area in the southeast of Yükselen District (Konya, Turkey) in the Kütahya-Balkardağı Belt, is to determine elemental and isotopic geochemistry of the Late Silurian-Middle Devonian aged the Bozdağ Formation limestones. While Bozdağ formation carbonates show dolomitization at the base of the unit in the region, they do not contain any dolomite in our study area and are observed as pure limestones. The main and trace element characteristics of the Bozdağ Formation limestones show insignificant diagenetic alteration and an insignificant amount of terigen input. Because the Mn/Sr ratio of the Bozdağ limestone samples ranged from 0.2 to 1.4, the isotope values retained their original seawater characteristics. The K/Rb ratios of the Bozdağ limestone samples (0.0083-0.083) are quite low and do not show any metamorphism effect. The strong positive correlations between TiO2 and K2O, K2O and Al2O3, TiO2 and Al2O3 show that TiO2 and K2O are mainly from aluminosilicate clastics (clays). As a result of the evaluation of the Bozdağ limestone samples in the Sr/Ba-Sr/Rb diagram, all samples exhibited precipitation in the continental margin marine environment. The correlations of Al2O3 with Fe2O3 and MnO in the Bozdağ Formation limestones are low and very low, respectively. This indicates that Fe and Mn originate mainly from marine basins, but partly from clays. The source of the terigen input observed in the Bozdağ limestone samples is mainly felsic, but is due to mixed provenance. As the source of the terrestrial input in the Bozdağ limestone samples indicates the humid and arid climate region, the terigen material coming into the basin during the deposition of Bozdağ limestones refers to climatic changes (humid-arid). The total rare earth elements of the Bozdağ Formation limestones show a strong positive correlation with the elements such as Si, Al, K, Zr, Th, and strong negative correlation with Ca. Thus, this is not related to the carbonate phase of the rare earth element content, but it is related to the detritic silicates and alumino-silicate inputs. The Ce values of the Bozdağ limestone samples are true negative values, indicating the transgressive carbonate precipitation and the deposition in anoxic environment rather than oxic. Early Silurian-Late Devonian period also supports transgressive development, because this process is interglacial. The positive correlation between Ce anomaly with Fe2O3 and MnO showed that there was no hydrothermal effect in the samples. Furthermore, the observation of Ce anomaly values in the Bozdağ limestone samples between 0.13 and 0.43 reflects the sea water feature. The Y/Ho ratios of the Bozdağ formation limestones have a lower average value (48) than the open sea water standard (60-90). Therefore, during the deposition of the Bozdağ limestones, it is stated that the fresh water suspended load and/or the wind-blown are effectively involved in the sedimentation environment. These values also refer to some fluctuation in the water level. There is no correlation between δO18 and δC13 isotope values and Mn/Sr ratios in Bozdağ limestone samples. This indicates that the limestone samples retain their original values and have not undergone any significant alteration due to diagenesis. The δC13 values observed in Bozdağ limestone samples are all positive and show little fluctuation in values; that there is no significant change in the biological productivity of the sea in the Late Silurian-Middle Devonian. It is thought that the positive decreases and increases in these values are due to the input of wind-blown (eolian) sediments. The relatively constant (slightly fluctuating) δC13 values in the middle and upper part of the sequence indicate both stable environmental conditions (light, temperature, etc.) and a stable the period of bio-productivity.