Çavdarhisar (Kütahya) Havzasındaki sedimanter birimlerin mineralojisi ve jeokimyası
Minerology and  geochemistry of sedimentary units in Çavdarhisar (Kütahya) basin
Yazar: HAKAN ER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TÜLAY ALTAY
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Batı Anadolu = West Anatolia ; Jeokimya = Geochemistry ; Karbonatlar = Carbonates ; Kil = Clay ; Kütahya-Çavdarhisar = Kütahya-Çavdarhisar

Özet:
Bu çalışmada Çavdarhisar havzasında bulunan sedimanter birimlerin mineralojik ve jeokimyasal özellikleri ile oluşum etkenleri belirlenerek kökensel özelliklerinin incelenmesi, aynı zamanda havzanın stratigrafik gelişiminin aydınlatılması amaçlanmıştır. Çavdarhisar Havzası KD-GB gidişli uzanıma sahip olup, Gediz ve Emet havzaları ile bağlantılı bir havzadır. Paleozoyik-Orta-Üst Triyas yaşlı mermer ve şistlerden oluşan Sarıcasu formasyonu havzadaki temel kayaçları oluşturmaktadır. Sarıcasu formasyonu üzerine uyumlu olarak Jura yaşlı Arıkaya formasyonuna ait mermerler gelmektedir. Serpantinşist, yeşilşist, radyolarit, talkşist ve kalkşistten oluşan Üst Kretase yaşlı Dağardı Ofiyolotik melanjı tektonik uyumsuz olarak Arıkaya formasyonu üzerine gelir. Kireçtaşı, killi kireçtaşı, dolomit, kiltaşı, karbonatlı kiltaşı ve kumtaşından oluşan Orta-Üst Miyosen yaşlı Çokköy formasyonu birim üzerine uyumsuz olarak gelir. Kiltaşı ara düzeyleri içeren kireçtaşı, marn ve çamurtaşından oluşan Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı Emet formasyonu Çokköy formasyonunu uyumlu olarak üzerler. Kuvaterner yaşlı alüvyonlar Emet formasyonu üzerine uyumsuz olarak gelmektedir.

Bu çalışmada TKİ Genel Müdürlüğü tarafından yaptırılan derinlikleri 132 m ve 236 m olan iki adet derin sondajdan ve mostradan örnekler alınmıştır. Sondajlarda birkaç seviyede 5cm ve 10cm kömür kesilmiştir. XRD çalışmaları ile kil mineralleri, feldispat, kuvars, kalsit, dolomit, aragonit, jips ve sölestin belirlenmiştir. Kil mineralleri Ca-simektit, illit, klorit, kaolinit, paligorskit ve sepiyolitden oluşmaktadır. SEM incelemelerinde yarı özşekilli, özşekilli kalsit ve özşekilsiz, yarı öz şekilli romboedrik dolomit kristalleri üzerinde yer yer büyüme izleri gözlenmiştir. Jipsler öz şekilli, yarı öz şekilli, levhamsı, lifsi ve prizmatik kristaller şeklinde olup, jipslerle birlikte tam gelişmemiş dolomit, illit ve simektitler tespit edilmiştir. Paligorskitler genelde lifsi-ipliksi sepiyolitler ise lifsi-ipliksi, yumak görünümlü, yer yer düzlemsel agregatlar şeklindedir.

İnceleme alanındaki sedimanter kayaçların nemli, kurak-yarı kurak iklim koşullarında oluştuğu, asidik köken kayaçtan türediği tespit edilmiştir. Çavdarhisar havzasındaki karbonatlardan elde edilen δ13C duraylı izotop değerleri ‰0.81 ile ‰-8.45 (V-PDB) arasında, δ18O duraylı izotop değerleri, ‰-8.6 ile ‰0.43 (V-PDB) arasında bulunmuştur. İnceleme alanı, izotop analizlerine göre düşük tuzlulukta yeraltı suları ile beslenen bir havza olup, sonrasında kurak iklim koşullarının egemen olması ile göldeki su seviyesi azalarak devam etmiştir. Negatif δ13C izotop değerleri göl alanında sınırlı havalandırma koşullarının etkili olduğunu işaret etmekte ve CO2 üretimi yerel biyojenik kaynaklara bağlanmaktadır.

Abstract:
In this study, it is aimed to determine the mineralogical and geochemical characteristics and formation factors of the sedimentary units in the Çavdarhisar basin, to examine their originary characteristics, and to illuminate the stratigraphic development of the basin. Çavdarhisar Basin, which has NE-SW trending extension, is a basin connected with Gediz and Emet basins. The Sarıcasu formation, consisting of Paleozoic-Middle-Upper Triassic aged marble and schists, forms the basement rocks in the basin. Marbles belonging to the Jurassic aged Arıkaya formation, conformably overly the Sarıcasu formation. The Upper Cretaceous aged Dağardi Ophilotic melange, consisting of serpentineschist, greenschist, radiolarite, talcschist, and calcshist, tectonical unconformably overlies the Arikaya formation. The Middle-Upper Miocene aged Çokköy formation, consisting of limestone, clayey limestone, dolomite, claystone, carbonated claystone and sandstone, unconformably overlies the unit. The Upper Miocene-Pliocene aged Emet formation, which consists of limestone, marl and mudstone containing claystone interlayers, conformably overlies the Çokköy formation. Quaternary aged alluviums unconformably overlie the Emet formation.

In this study, samples were taken from two deep drillings with depths of 132 and 236 m made by the General Directorate of TKI and outcrops.  In the drillings, 5cm and 10cm of coal were cut in several levels. Clay minerals, feldspar, quartz, calcite, dolomite, aragonite, gypsum and celestine have been determined by XRD studies. Clay minerals consist of Ca-simectite, illite, chlorite, kaolinite, paligorskite and sepiolite. In SEM examinations, growth traces were observed on the subhedral, euhedral calcite and anhedral, subhedral rhombohedral dolomite crystals. The gypsum are in the form of euhedral, subhedral, platy, fibrous and prismatic crystals, and not fully developed dolomite, illite and smectites were detected together with gypsum. Paligorskites are generally fibrous-filamentous, and sepiolites are fibrous-filamentous, floppy-looking, locally planar aggregates.

It was determined that the sedimentary rocks in the study area were formed in humid, arid-semi arid climatic conditions and derived from the rock of acidic origin. δ13C stable isotope values obtained from carbonates in the Çavdarhisar basin were found between ‰0.81 and ‰-8.45 (V-PDB), and δ18O stable isotope values were between ‰-8.6 and 0.43 (V-PDB). According to isotope analyses, the study area is a basin fed by groundwater with low salinity, and then the water level in the lake continued to decrease with the dominance of arid climatic conditions. Negative δ isotope values of 13C indicate that limited ventilation conditions are effective in the lake area, and CO2 production is attributed to local biogenic sources.