Türkiye'de seçili granatların mineralojik, petrografik, spektroskopik, jeokimyasal ve gemolojik özelliklerinin belirlenmesi
The determination of mineralogic, petrographic, spectroscopic, geochemical and gemological properties of garnets selected from Turkey
Yazar: UFUK ÖREN
Danışman: PROF. DR. TAMER KORALAY
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Nadir toprak elementleri = Rare earth elements

Özet:
Türkiye'nin farklı lokasyonlarında (Karacasu, Çine/Aydın, Kayaağıl/Uşak, Menderes/İzmir, Susurluk/Balıkesir, Ekinözü/Kahramanmaraş, Doğanşehir/Malatya) bulunan granat kristalleri incelenmiştir. Karacasu, Çine, Kayaağıl ve Ekinözü lokasyonlarında bulunan granat kristalleri metamorfik kayaçlarda porfiroblastlar şeklinde gözlenmekte olup almandin bileşiminde oldukları belirlenmiştir. Susurluk alt ve üst lokasyonları ile Çavuşlu lokasyonundaki granat kristalleri kireçtaşı-granitoyid dokanağında gelişmiş skarn zonlarda görülmekte olup, sırasıyla andradit ve almandin bileşimine sahiptirler. Hudutköy granatları amfibolit kayacı içerisinde yuvarlaklaşmış kristaller halinde olup almandin bileşimlidirler. Menderes lokasyonundaki granat kristalleri ise riyolit bileşimli volkanitler içerisinde fenokristal formda olup spesartin bileşimlidirler. Mineral kimyası ile elde edilen sonuçlar XRD ve Konfokal Raman Spektrometre çalışmalarıylada uyumludur. Jeokimyasal analiz sonuçlarına göre granat kristallerinin (La/Sm)N oranları 0.11 (Görece) ile 15.91 (Çavuşlu), (Sm/Yb)N oranları 0.16 (Hudutköy) ile 5.29 (Susurluk Üst), (Eu/Eu*)N oranları 0.01 (Görece) ile 5.44 (Çavuşlu), (Y/Ho)N oranları 0.66 (Görece) ile 2.09 (Çavuşlu) ve Sc içeriklerinin 1 ppm (Susurluk Al-Üst, Çavuşlu) ile 82 ppm (Görece) arasında değiştiği belirlenmiştir. Jeotermobarometre hesaplamalarına göre granat kristallerinin 3.08 (Ekinözü) ile 8.07 (Kayaağıl) kbar basınç 465 (Ekinözü) ile 799 (Susurluk Alt-Üst) °C sıcaklık aralığında oluştukları değerlendirilmiştir. Nadir Toprak Element içeriklerine göre Karacasu, Çine, Ekinözü lokasyonlarındaki metamorfik kayaçlarda görülen granat porfiroblastlarının hafif zenginleşme gösterdikleri belirlenmiştir (Karacasu ∑NTE: 345.74-412.37, Çine ∑NTE: 192.2-212.1, Ekinözü ∑NTE: 162.07-284.89). Tahribatsız gemolojik test (özgül ağırlık, kırılma indisi, optik absorbsiyon, UV özellikler, renk özellikleri, SEM incelemeleri) sonuçlarına göre Karacasu, Görece, Susurluk Alt-Üst, Maraş ve Çavuşlu granatlarının düşük/sınırlı, Çine, Kayaağıl ve Hudutköy granatlarının altere oldukları için süs taşı potansiyellerinin bulunmadığı ortaya konulmuştur.

Abstract:
Garnet crystals which are located at different locations of Turkey (Karacasu, Çine/Aydın, Kayaağıl/Uşak, Menderes/İzmir, Susurluk/Balıkesir, Ekinözü/Kahramanmaraş, Doğanşehir/Malatya) were investigated in detail. Garnet crystals in Karacasu, Çine, Kayaağıl and Ekinözü locations were observed as porphyroblasts in metamorphic rocks and they were determined in almandine compositions. Garnet crystals in Susurluk lower and upper zone, and in Çavuşlu location were formed in skarn zones of limestone-granitoid contact and they have composition of andradite and Almandine. Garnets in Hudutköy are seen as rounded crystals in amphibolite rocks and have the composition of Almandine. Garnet crystals in Menderes location were in phenocrystals forms in rhyolite and in the composition of spessartine. XRD and Confocal Raman Spectrometry investigations also support the results which were obtained through mineral chemistry. According to geochemical analysis results it was determined that (La/Sm) rates of garnet crystals change between 0.11 (Görece) and 15.91 (Çavuşlu), (Sm/Yb)N rates change between 0.16 (Susurluk Lower) and 5.29 (Susurluk Upper), (Eu/Eu*)N rates change between 0.01 (Görece) and 5.44 (Çavuşlu), (Y/Ho)N rates change between 0.66 (Görece) and 2.09 (Çavuşlu), and Sc contents change between 1 ppm (Susurluk Lower-Upper, Çavuşlu) and 82 ppm (Görece). It was evaluated in line with the geothermobarometer calculations that garnet crystals occur at the pressures between 3.08 (Ekinözü) and 8.07 (Kayaağıl) kbar and at the temperatures between 465 (Ekinözü) and 799 (Susurluk Lower-Upper) °C. According to Rare Earth Element contents, garnet porphyroblasts in metamorphic rocks in Karacasu, Çine, Ekinözü locations display slight enrichment (Karacasu ∑NTE: 345.74-412.37, Çine ∑NTE: 192.2-212.1, Ekinözü ∑NTE: 162.07-284.89). According to the results of nondestructive gemological tests (specific gravity, refractive index, optical absorption, UV properties, color properties, SEM analysis), it was revealed that since garnets in Karacasu, Görece, Susurluk Lower-Upper, Maraş and Çavuşlu are low/limited, whereas garnets in Çine, Kayaağıl and Hudutköy are altered and they do not have the potential to be gemstones.