Hançili formasyonu (Dodurga/Çorum) bitümlü şeyllerinin organik ve element jeokimyası özelliklerinin incelenmesi
Investigation of organic and elemental geochemical properties of the Hançili bituminous shales (Dodurga/Çorum)
Yazar: ARASH VOSOUGHI MORADI
Danışman: PROF. DR. ALİ SARI
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Erken miyosen = Early miocene ; Kaya petrolü = Shale oil ; Kil mineralojisi = Clay mineralogy ; Organik jeokimya = Organic geochemistry

Özet:
Erken-Orta Miyosen yaşlı Hançili Formasyonu şeylinin çökeldiği çeşitli paleoortam koşullarını, şeylin petrol potansiyelini ve bitümlü şeyl örneklerinin mineralojik bileşimini belirlemek için çeşitli yöntemler (örneğin ICP-MS, piroliz ve gaz kromatografi) kullanılarak toplam 70 adet örnek incelenmiştir. Genel olarak, ana oksit, iz ve nadir toprak elementlerinin bolluğu, Çankırı-Çorum Havzası'nda incelenen petrol şeylinin esas olarak ortaç kayaçlardan, az miktarda bazik kayalardan oluştuğunu ve kaynak kayalarının öncelikle kıtasal çarpışma zonunda çökeldiğini göstermektedir. Paleoiklim indeksi (C değeri) ve Rb/Sr ve Sr/Cu oranları yarı kurak ve nemli iklimleri gösterir. XRD verileri, seçilen elementlerin Pearson korelasyon katsayılarıyla gösterildiği gibi, örneklerin simektit ve illit başta olmak üzere kil mineralleri içerdiğini doğrulamıştır. Piroliz sonuçları ile mikroskobik ve izotopik araştırmalar, kayaların organik karbon bakımından zengin olduğunu ve numunelerdeki organik maddenin öncelikle petrole meyilli ve alg kökenli olduğunu göstermektedir. Ek olarak, izotopik ve biyomarker verileri, incelenen malzemelerin göl ortamında depolandığını doğrulamaktadır. Ni, V, Cu ve Mo tipik şeyle göre zenginleşirken U, Pb ve Zn tükendiği belirlenmiştir; bu redoksa duyarlı eser elementler, oksik-disoksik su sütununa sahip bir ortam anlamına gelmektedir. TOC içeriği ve redoks göstergeleri arasında bir bağlantının olmaması, organik açıdan zengin şeyllerin oluşumunun yüksek bir sedimantasyon hızı ve periyodik ötrofikasyon tarafından kontrol edildiğini göstermektedir.

Abstract:
To determine the various paleoenvironmental conditions under which the Early-Middle Miocene Hançili shale was deposited, the petroleum potential of the shale, and the mineralogical composition of the bituminous shale samples, a total of 70 samples were studied using a variety of methods. XRD data verified that the samples include rich clay minerals, K-feldspar, and carbonate, as indicated by Pearson's correlation coefficients of chosen elements. Overall, the abundances of major, trace, and rare earth elements indicate that the investigated oil shale in the Çankırı-Çorum Basin is primarily composed of intermediate rocks, with minor amounts of basic rocks, and that their source rocks were primarily deposited in the continental collision setting. In general, the paleoclimate index (C-value) and Rb/Sr and Sr/Cu ratios indicate semi-arid to humid climates. Pyrolysis results as well as microscopic and isotopic investigations suggest that rocks are rich in organic carbon and that the organic matter in the samples is primarily oil-prone and of algal origin. In addition, the isotopic and biomarker data confirm that the materials under study were deposited in a lacustrine environment. Ni, V, Cu, and Mo are marginally enriched compared to the typical shale, whereas Zn, Pb, and U are depleted. These redox-sensitive trace elements imply an environment where an oxic-dysoxic water column was prevailing. The absence of a link between TOC content and redox indicators shows that the formation of organic-rich shales was controlled by a rapid sedimentation rate and periodic eutrophication.