Afyonkarahisar-Seydiler süstaşı opallerinin karakterizasyonu ve ekonomik potansiyeli

Evrim ÇOBAN

Kütahya Dumlupınar Üniversitesi

Lisansüstü Eğitim Öğretim ve Sınav Yönetmeliği Uyarınca Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalında

DOKTORA TEZİ olarak hazırlanmıştır.

Danışman: Prof. Dr. Gürsel YANIK

AFYONKARAHİSAR–SEYDİLER SÜSTAŞI OPALLERİNİN KARAKTERİZASYONU VE EKONOMİK POTANSİYELİ

Evrim ÇOBAN

Jeoloji Mühendisliği, Doktora Tezi, 2020 Tez Danışmanı: Prof. Dr. Gürsel YANIK

ÖZET

Opal volkanik veya sedimanter kökenli olarak oluşabilir. Seydiler bölgesi jeolojik olarak volkanik aktivitenin baskın olduğu bir saha olmasına rağmen, çalışma alanındaki tez konusu olan süstaşı opaller diatomit sahası içinde oluşan tortul kökenli opallerdir. Miyosen döneminde gölsel ortamı barındıran Seydiler bölgesinde suda yaşayan mikro organizmalardan, silis içerikli diatomların iskelet kalıntılarının diyajenez geçirmesi sonucu diatomit oluşmuştur. Yaşanan bölgesel volkanik aktivite, daha sonra peribacalarının oluşumuna neden olan, diatomit içeren tüfit tabakalarını oluşmuştur. Çalışma sahasındaki bu oluşum, literatürde ilk defa tanımlanarak “Seydiler Oozu” olarak adlandırılmıştır. Diatomları detaylandırmak ve morfolojisine hâkim olmak için, alınan üç farklı saf diatomit tabakasının makroskopik örneklerine enerji dağıtıcı X-ray spektrometre (SEM-EDX) ile FEI Nova NanoSem 650 tarayıcı elektron mikroskopu kullanılmıştır. Seydiler oozu süstaşı opal oluşum yeri, ülkemizde ve dünya üzerinde ooz tabakası olarak incelenmiş ancak süstaşı opal oluşumuna rastlanmamıştır. Bu nedenle bilimsel anlamda ilgilenilmesi ve araştırılmasının gerekliliği detaylı araştırmaya sebep olmuştur. İnceleme için süstaşı opallere XRF, ICP-AES, XRD, FT-IR, DCµR spektroskopi ve izotop analizleri yapılmıştır. Opal oluşumlarına uygulanan jeokimyasal analizler ve duraylı oksijen izotop analizleri δ18_Ο

V-SMOW (‰) sonucu bölgenin oluşum ortam ve sıcaklığı hakkında bilgiler edinilmiştir. Seydiler oozun üst kısımları Seydiler İgnimbriti ve Karakaya bazaltları tarafından üzerlenmiştir. Karakaya bazaltlarına uygulanan polarizan mikroskop ve kimyasal analiz ile bazaltik trakiandezit olduğu tespit edilmiştir. Seydiler süstaşı opalleri, ateş opali ve Avustralya opali gibi mücevhertaşı özelliğine sahiptir. Bu nedenle ülkemiz açısından ticari bir potansiyeli olabileceği düşünülmektedir.

CHARACTERIZATION AND ECONOMIC POTENTIAL OF AFYONKARAHISAR-SEYDİLER GEM-QUALITY OPALS

Evrim ÇOBAN

Geological Engineering, PhD Thesis, 2020 Thesis supervisor: Prof. Dr. Gürsel YANIK

SUMMARY

Opals may form as volcanic or sedimentary in origin. The Seydiler region is geologically dominated by the volcanic activity, and the gem opals in this study area are the opals of sedimentary origin within the diatomite area. During the Miocene period, diatomite emerges from the water-borne microorganisms in the Seydiler region, which contains the lacustrine environment, through their diagenesis in the skeletons of silica-containing diatoms. As a result of the regional volcanic activity, the tuffite layer with diatomites, and later the formation of peri-chimney were formed in the region. This formation in this area was defined in the literature for the first time and named as d Seydiler Ooze. To elucidate the diatom and to dominate the morphology, macroscopic samples of three different pure diatomite layers were energised by X-ray spectrometer (SEM-EDX) and FEI Nova NanoSem 650 scanning electron microscope(İLTEM-DPU). Seydiler gem opal formation has been studied as ooze layer in Turkey and the world, but no gem opal formation has been found. Therefore, the necessity of scientific interest and research has led to detailed research. XRF, ICP-AES, XRD, FT-IR, DCµR spectroscopy and isotope analysis were performed for gem opal. Geochemical analysis of opal and stable oxygen isotope analysis of aleV-SMOW (‰) gave information about the environmental and temperature formation of the region. The upper parts of Seydiler ooze are overlain by Seydiler Ignimbrite and Karakaya basalts. It was determined that basaltic trachyandesitis was found by polarizing microscope and chemical analysis applied to Karakaya basalts. Seydiler gemstone features such as stonework opals, fire opal and Australian opal. Therefore, we think that it may have commercial potential for our country.

TEŞEKKÜR

Doktora öğrencisi olarak her türlü desteğini ve yardımını gördüğüm, saygıdeğer tez danışmanım olan hocam Prof. Dr. Gürsel YANIK’a teşekkür ederim. Eğitim hayatımın başından itibaren bana hep yol gösteren, desteğini hiç esirgemeyen, tez ile ilgili görüş ve önerilerini sunan saygıdeğer hocam Prof. Dr. Murat HATİPOĞLU’na minnettarım.

Sonsuz desteği ile her zaman bana çalışmalarıma destek olan biricik eşim Dr. İbrahim ÇOBAN’a çok teşekkür ederim. Yedi yaşında olmasına rağmen yaşından beklenmeyecek olgunlukla, çalışmama izin veren ve varlığıyla bana enerji katan biricik kızım Selin’e çok teşekkür ederim. Maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen biricik anneme ve ablama çok teşekkür ederim.

Çalışmalarım sırasında desteklerini gördüğüm çalıştığım kurum Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Milas Meslek Yüksekokulu müdürü Prof. Dr. Mehmet KIR’a, müdür yardımcıları Öğr. Gör. Ahmet TRABZON ve Öğr. Gör. Onur ÇELİK’e, yaşadığım zorluklarda çözüm üreten ve destek olan Kütahya Dumlupınar Üniversitesi jeoloji mühendisliği bölümü Arş. Gör. Dr. İrem AKSOY ve Arş. Gör. Samet ÖNGEN’e ve tezin basım aşamasında destek olan Mustafa ESKİCİOĞLU’ya ayrıca çok teşekkür ederim.

Tez izleme jürimde bulunan ve destek olan Doç. Dr. Cafer ÖZKUL hocama, tezime katkılarından dolayı Prof. Dr. Nurdane İLBEYLİ ve Prof. Dr. İskender IŞIK hocama teşekkür ederim. Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi Öğretim üyesi Prof. Dr. Ahmet YILDIZ, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi’nde çalışan Prof. Dr. Yaşar KİBİCİ hocalarıma, ve Dokuz Eylül Üniversitesi İMYO-Kuyumculuk ve Takı Tasarımı Programından Öğr. Gör. Yasemin YARDIMCI’ya teşekkür ederim.

İÇİNDEKİLER

2.SÜSTAŞI VE GEMOLOJİNİN TANIMLAMASI... 3

2.1. Ülkemiz Süstaşları ve Ekonomik Durum ... 4

2.2. Ülkemiz Süstaşı Opallerinin ve Seydiler Süstaşı Opallerinin Ekonomik Durumu ... 6

2.3. Diatomitin Genel Özellikleri ... 8

2.4. Opallerin Genel Özellikleri ... 9

2.5. Amaç ve Kapsam ... 10

2.6. Seydiler Bölgesinde ve Yakın Civarında Yapılmış Önceki Çalışmalar ... 18

2.7. Seydiler Bölgesini Kapsayan Bölgesel Jeolojik Oluşum ... 22

2.8. İklim ve Bitki Örtüsü ... 26

3.STRATİGRAFİ ... 27

3.1. Temel Kayaçlar (Paleozoyik-Pza) ... 31

3.1.1. Çobanlar şisti (Pzaş) ... 31

3.2. Örtü Kayaçları (Senozoyik-Tms) ... 32

3.2.1. Seydiler oozu ... 32

3.2.2. Seydiler ignimbiriti (Alt Miyosen-Tmsi) ... 36

3.2.3. Karakaya bazaltı (Orta Miyosen- Tmaka) ... 38

3.2.4. Alüvyon (Kuvaterner- Qal) ... 42

4. MALZEMELER VE METODLAR ... 43

4.1. Malzemeler ... 43

İÇİNDEKİLER (devam)

Sayfa

5.BULGULAR VE TARTIŞMA ... 54

5.1. Seydiler Oozunun (Sedimanter Serinin) ve Opallerinin Kökeni, Jeolojisi ve Jeokimyasal Özellikleri ... 54

5.2. Diatomitlerin Fourier Transform Infrared (FT-IR) Titreşimleri ... 64

5.3. Afyonkarahisar Seydiler Süstaşı Opallerinin Mineralojik ve Gemolojik Özellikleri ... 69

5.4. Seydiler Süstaşı Opallerinin Kimyasal (XRF ve ICP-AES) İçerikleri ve Yaygın Opallerin Kimyasal (XRF) Analizleri ... 72

5.5. Seydiler Süstaşı Opallerinin X-ışını Kırınımı (XRD) Özellikleri ... 77

5.6. Seydiler Süstaşı Opallerinin Fourier Dönüşümlü Kızıl Ötesi (FT-IR) Titreşimleri ... 78

5.7. Seydiler Süstaşı Opallerinin Saçınımsal Konfokal Mikro-Raman (DCµR) Titreşimleri . 80 5.8. Seydiler Süstaşı Opallerindeki Oksijen İzotop Analizi ve Silika Dönüşüm Sıcaklığının Belirlenmesi ... 83

5.9. Süstaşı Opallerin Takı Olarak Süslenme Amaçlı İşleme Teknikleri ... 87

6.SONUÇ VE ÖNERİLER ... 91

KAYNAKLAR DİZİNİ... 94 EKLER

EK 1. SO kodlu örneklere ait FT-IR spetrumları Ek 1.1. SO-1 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.2. SO-2 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.3. SO-3 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.4. SO-4 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.5. SO-5 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.6. SO-6 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.7. SO-7 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.8. SO-9 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.9. SO-10 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.10. SO-11 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.11. SO-12 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.12. SO-13 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.13. SO-14 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.14. SO-15 örneğine ait FT-IR spetrumu Ek 1.15. SO-16 örneğine ait FT-IR spetrumu

İÇİNDEKİLER (devam)

Sayfa EK 3. En Baskın Renklere Sahip Olan Temsili Süstaşı Opal Örneklerinin (S2-8 ve S2-9) Major

Oksit Ve Eser Element Analizleri ÖZGEÇMİŞ

ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil Sayfa

2.1. Süstaşı kuvarsın bilimsel tane boyutu ve saydamlık derecelerine göre sınıflaması ... 3

2.2. Karakaya Köyünün güneyinde geniş ölçekte güncel süstaşı kalitesinde opal içeren ocağın kuzey yönüne bakış görünümü (A). Ocak, özel bir madencilik firmasının tebeşir elde etmek için açtığı maden sahasında tesadüfen bulunmuştur. Opal katmanları, 80 cm’ye kadar ulaşabilmektedir (B). ... 12

2.3. Çalışma alanının yer bulduru haritaları (Google Earth’den alınmıştır). Afyonkarahisar il merkezi (A) ve çalışma alanını içine alan Seydiler, Keltepe ve Karaya yerleşim alanları (B). ... 14

2.4. Çalışma alanı içerisinde olan seydiler oozu uydu görüntüsü (A). Afyonkarahisar İlinin kuzeydoğusundaki Seydiler beldesine bağlı Karakaya köyü ve Seydiler oozun görüntüsü (B). Seydiler oozun tebeşir maden ocağında yüzlek verdiği örnek alanı. Bu alan, ~ 10.000 m2lik bir alanı kapsamaktadır (C). ... 15

2.5. Karakaya köyünde açılmış tortul seri (ooz) tebeşir ocağı kuzey yönü görünüşü (A) ve bu oozun katmanlarının görünümü (B). Seydiler oozu bu maden çukurunda yaklaşık 17 metre kalınlığa ulaşabilmektedir. ... 16

2.6. Türkiyenin tektonik birlikleri ... 22

2.7. Seydiler İgnimbritleri ve Karakaya volkanitlerinin Köroğlu Kalderası çevresindeki dağılımı ... 25

Şekil 2.8. Isparta-Afyonkarahisar-Kırka volkanizması (Prevelic vd. 2015’den değiştirilerek alınmıştır). ... 25

3.1 a) Diatomit ve süstaşı opallerin arazideki konumları. b) Araziden toplanan süstaşı opal örnekleri. ... 27

3.2. Çalışma alanının jeoloji haritası. ... 29

3.3. Çalışma alanının stratigrafik sütun kesiti (Ölçeksiz). ... 30

3.4. Çalışma alanının temel kayaçlarını oluşturan Çobanlar şistine (Pzaş) ait genel bir görünüm. ... 31

3.5. Karakaya köyü yakınlarındaki tebeşir ocağı kuzey yönüne görünümü. ... 33

3.6. Seydiler oozu süstaşı opal ve yaygın opal oluşumları ile diatomit arasındaki ilişkiyi gösteren fotoğraf. ... 34

3.7. Çalışma sahasında tespit edilen Seydiler ooz yatağındaki alt diatomit tabakasından bir görünüm. ... 35

3.8. Seydiler İgnimbiriti (Seydiler çevresi Yazıar mevkii kuzey yönü arazi görünümü). ... 36

3.9. Peribacası oluşumları (Beşlerkuyu mevkii doğu yönü arazi görünümü). ... 36

3.10. Karakaya bazaltlarının güneydoğu yönünde arazi görünümü. ... 38

ŞEKİLLER DİZİNİ (devam)

Şekil Sayfa

3.12. Çalışma alanından alınan andezitikbazalt örneğine ait ince kesit resmi (Sa: sanidin, Plj:

plajioklas, Bi: Biotit, Kpr: klinopiroksen, K: kuvars). ... 41

4.1. Ağırlıkları 70 -150 gr arasında olan süstaşı opaller, Karakaya köyü yakınlarındaki mevcut maden ocağından toplanmıştır. İçerdikleri moleküler su nedeniyle jel benzeri görünümde bulunmaktadırlar. Çok renkli olarak yeşil, kırmızımsı kahverengi, şampanya ve siyahımsı gri renkler esas olarak süstaşı opal gövdesinde görülür; ayrıca, opal gövdesi manganezin içeri sızması nedeniyle siyah renkli benekler içerir. Bloklar ince beyazımsı kabuklara sahiptirler. Beyaz blok diatomittir ve sol üstteki materyal ise siyah renkli sıradan doğal camsı malzemedir. ... 44

4.2. S2-8 ve S2-9 kodlu temsili süstaşı örnekleri. ... 45

4.3. S2-8 ve S2-9 kodlu süstaşı opallerin arazi görünümü. ... 45

4.4. DGL laboratuvarında gemolojik incelemede kullanılan yöntemler ve cihazlar. ... 47

4.5. DGL laboratuvarında gemolojik incelemede kullanılan cihazların toplu resimleri. ... 47

4.6. TÜBİTAK MAM-Laboratuvarında kullanılan EA-IRMS MAT 253, elementel Analiz- İzotop Oranlı Kütle Spektrometresi cihaz görünümü. ... 51

5.1. Seydiler Oozu stratigrafisi ve görünümü. (A) Tortul Stratigrafi (B) Yaygın opal oluşumu (C) Süstaşı opal (D) Yaygın opal (E) Diatomit ve opal tabakası. ... 56

5.2. Seydiler süstaşı opal görünümü. ... 57

5.3 S2-8 kodlu süstaşı opalin üzerinde görülen MnO nun SEM görüntüsü ve EDS analizi. ... 58

5.4. Diatomit içerisindeki süstaşı opal ve opal tabakaları. Bu bölgede, muhtemelen oluşmuş bir göl ortamı bulunmaktaydı. Miyosen döneminde bu göl havzasına çökelmiş bir özgün sedimanter yataklanma (ooz), günümüzde üzeri büyük oranda volkanik ürünlerle örtülmüş (gizlenmiş) olmakla birlikte, sadece aşınmış alanlarda küçük ölçeklerde yüzlek verebilmektedir. Bu sedimanter seriyi özgün kılan, ekonomik boyutlardaki süstaşı opallerdir. ... 60

5.5. Süstaşı opal örnekleri (A) ~ 55 kg. (B) ~ 1-8 kg. ... 61

5.6. Seydiler oozunda bulunan üç farklı (alt-orta) kompakt diatomit örneklerinden iki tanesinin Fourier dönüşümü kızılötesi (FT-IR) grafikleri. (1) Alt diatomit tabakasının grafiği (2) Orta diatomit tabakasının grafiği. ... 66

5.7. Seydiler oozunda bulunan üç farklı kompakt diatomit örneklerinden (3) üst örneğinin Fourier dönüşümü kızılötesi (FT-IR) grafikleri sonuçları. ... 67

5.8. Gölsel ortamda yaşayan diatomların gözenekli hücre duvarlarının (früstüllerinin) elektron mikroskop görüntüleri. Bu hücre duvarlarının incelenmesi ile toplam 3 paleodiatoma taksonomik olarak tür tayini yapılmıştır. Buna göre bunlar Staurosira construens, Staurosirella pinnata, Staurosirella pinnata'dır. ... 68

ŞEKİLLER DİZİNİ (devam)

Şekil Sayfa

5.9. Gölsel ortamda yaşayan diatomların gözenekli hücre duvarlarının (früstüllerinin) elektron mikroskop görüntüleri. Bu hücre duvarlarının incelenmesi ile toplam 9 paleodiatom tespit edilmiştir. 6 paleocins şunlardır. Ellerbeckia sp (A), Eunotia sp (B),

Gomphonema sp (C), Gomphonema sp (D), Halamphora sp (E), Pinnularia sp (F) dır. .... 69

5.10. Karakaya köyü civarında bulunan süstaşı opal bloklarının orijinal yerindeki duruşu (A). Siyahımsı benekli yeşil ve kırmızımsı-kahverengi süstaşı opal türleri, tabakalarda en bol bulunanlardır ve daha sonra ekonomik önemi ve temsili örneklerdir. (A) 'daki blok, 55 kg ağırlığındadır. (B) 'deki bloklar ise, 1-8 kg ağırlığındadırlar. ... 72

5.11. En baskın renklere sahip olan temsili süstaşı opal örneklerinin (S2-8 ve S2-9) major oksit ve eser element analizleri. ... 74

5.12. Süs taşı opal örneklerinin XRD analizlerinden elde edilen pik verileri. Ana opal-CT silika faz pikleri, d-aralığı= 4,12 (100) ve 2,51 (47) olarak elde edilmiştir. Ek olarak, opal gövdelerindeki kapanımlar, kalsedon ve / veya α -kuvars silika fazları için d-aralığı = d boşluk = 4,34 (67), 2,05 (12), 1,63 (8) ve 1,44 (5)] dir. ... 78

5.13. Temsili (S2-8 ve S2-9) opallerin Fourier Dönüşümü Kızılötesi (FT-IR) grafikleri oda sıcaklığında yaklaşık 200 ila 4000 cm-1_{aralığındaki orta bölge kızılötesi grafikler,} psödo-kristalin silika yapıcı fazlarıyla, hidroksil grup suyla ve de metal iyonu safsızlıkları ile ilgili birçok titreşim iletim bandlarını göstermiştir. ... 79

5.14. Seydiler süstaşı opal grafiklerinde görünür bölge (532 nm) dispersif konfokal mikro-Raman (DCµR) titreşim bantları. ... 81

5.15. δ18 O değerleri (oksijen izotop sentezi) ‰24,40 ile ‰25,03 (V-SMOW) göre arasındadır. Deneysel iki veri kullanılarak, küresel meteorik su hattı değeri (GMWL) yardımıyla, kırmızımsı kahverengi-yeşil opal için δD ‰=193 ve sarımsı-yeşil opal için δD ‰=189 olarak grafiksel olarak tespit edilmiştir. ... 85

5.16. δ18_{O değerlerinin sıcaklık olarak karşılıklarını bulduran grafiksel bir hipotez; Temsili} kırmızımsı kahverengi-yeşil opal (δ18_{O =24,40‰, δD ‰= 193) ve sarımsı-yeşil opalin} (δ18_{O = 25,03‰, δD ‰=189) oksijen izotop verileriyle yağış sıcaklıkları ve meteorik} suyla beslenen silisik asit akışkanın izotopik bileşimi arasındaki grafiksel bir hipotez. Bu hipotezde, süstaşı opallerinin diajenetik dönüşüm sırasında yaklaşık 51-53 °C bir ortam sıcaklığının olduğunu göstermektedir. ... 86

5.17. Kabaşon forma getirelecek olan ham süstaşı opal örnekleri ... 88

5.18. Süstaşı işleme ince dilim ve kabaşon form aşamaları. ... 89

5.19. Kabaşon form verilmiş kırmızı ve yeşil Seydiler süstaşı opal örnekleri. ... 90

5.20. Süstaşı opallere uygulanan zımparalama ve cilalama aşamaları. ... 90

5.21. Takı kullanımına uygun hale getirilmiş olan Seydiler kırmızı ve yeşil süstaşı opal örnekleri. ... 90

ÇİZELGELER DİZİNİ

Çizelge Sayfa

2.1. Afyonkarahisar Meteoroloji Bölge Müdürlüğünün 1929- 2018 yılları arasında Ölçtüğü

Ortalama İklim Değerleri ... 26

3.1. Çalışma alından alınan Karakaya bazalt örneklerinin major oksit ve element miktarları (%) ... 39

5.1. Üç farklı zona (alt-orta-üst) ait diatomit örneklerinin % olarak kimyasal analizleri ... 67

5.2. Seydiler süstaşı opallerinin bazı önemli gemolojik ölçümleri ... 71

5.3. Çalışma alanından yaygın opal örneklerinin kimyasal analiz değerleri (%) ... 73

5.4. Seydiler süstaşı opallerinin kızılötesi (FT-IR) bantlarının atamaları ... 80

5.5. Seydiler süstaşı opallerinin görünür bölge (532 nm) saçınımsal konfokal mikro-Raman bantları ve olası atamaları ... 83

SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ

İLTEM Kütahya Dumlupınar Üniversitesi İleri Teknolojiler Merkezi ACME Kanada Analitik Laboratuvarı Ltd.

ICP Endüktif eşleşmiş plazma

ICP-ES Endüktif eşleşmiş plazma-emisyon spektrometrisi ICP-MS Endüktif eşleşmiş plazma-kütle spektrometrisi

XRD X-Işını Kırınımı

XRF X-Işını Floresansı

SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ (devam)

Kısaltmalar Açıklama

EDX Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi FTIR Fouirer Transform İnfrared Spektrometre ICSD İnorganik Kristal Yapı Veritabanı COD Kristallografi Açık Veritabanı

OM Optik Mikroskop

M.T.A. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü

K Kuzey G Güney D Doğu B Batı KD Kuzeydoğu GD Güneydoğu KB Kuzeybatı GB Güneybatı

REE Nadir Toprak Elementleri

LREE Hafif Nadir Toprak Elementleri HREE Ağır Nadir Toprak Elementleri

1.

GİRİŞ

Kütlesel ve kristalin görünüşlü süstaşlarının özgün mineralojik fenomenleri (görüngüleri) yanında, işlenebilir özellikte olabilmeleri ve ender bulunmaları da onlara özel bir önem kazandırmaktadır. Bu yüzden süstaşları;

• Özgün fiziko-kimyasal özelliklerinden kaynaklanan güzellik ve albenilik, • Ender bulunma,

• İri kristal olma ve

• Şekillendirmeye uygunluk

olarak ifade edilebilecek nedenler sonucu özel değer kazanmış “mineral, kayaç ve taşlaşmış organik malzeme” için geçerli genel bir tanımlamadır. Günümüzde, tanımlanan ve piyasada ticareti yapılan yaklaşık 300 adet süstaşı bulunmaktadır (Arem, 1987; Savaşçın ve Hatipoğlu, 1985). Tüm bunların yanı sıra süstaşları, ilgili fiziksel, psikolojik ve hatta geleneksel yönleri ile geniş bir etki sahası oluşturarak, reklam ve pazarlama sektörünün etkin elemanlarından biri olarak da varlık göstermektedir. Bu süstaşlarının insanlarla buluşması yaklaşık 35.000 yıl evveline veya daha gerisine kadar dayanmaktadır (Dubin, 1995; Rapp, 2009).

Süstaşlarının özelliklerinin değişik yöntemler kullanarak tespit edilmesi ve bu özellikleri ile adlandırılması, sentetiklerinden ve/veya taklitlerinden ayırt edilebilmesi için yapılmaktadır. Süstaşlarının incelenmesi;

1. Mineralojik İnceleme (Süstaşının tahribine dayanır. Sadece ham veya çok örnekli işlenmiş faset ve/veya kabaşon süstaşları için uygulanmaktadır).

2. Gemolojik İnceleme (Süstaşına zarar vermeme esasına dayanır. Ham ve/veya işlenmiş faset ve/veya kabaşon süstaşları için uygulanmaktadır).

Süstaşlarının büyük kısmı kristal yapılıdır. Oluşum biçimleri;

Magmatik-Volkanik Oluşum: Bunların büyük çoğunluğu magma içinde ve yer kabuğunun içindeki eriyik gazlarla veya yerkabuğunun yüzeyine ulaşan volkanik lav buharları içerisinde oluşmaktadır.

Tortul (Sedimanter) Oluşum: Diğerleri sulu çözeltilerden ya da yerkabuğu yüzeyine yakın veya üzerindeki organizmaların yardımıyla büyüyerek kristalleşmektedirler.

Başkalaşım (Metamorfik) Oluşum: Mineraller yerkabuğunda daha derin kısımlardaki yüksek sıcaklık ve büyük basınç altında var olan minerallerin yeniden kristalleşmesiyle oluşmaktadır. Süstaşları, hemen hemen her tür kayacın içinde birincil olarak ve özellikle plaser ortamlarında yoğunluk faktörüne göre ayrımlaşarak ikincil olarak daha bol gözlenebilmektedir (Hatipoğlu, 2007).

Süstaşlarının işlenerek değerlendirilmesi sürecinde: kesme, tıraşlama, düzeltme, aşındırma, cilalama, delme, kabaşonlama, fasetleme, tamburlama, oyma, mozaik vb, yöntemlerin bir veya birkaçı kullanılarak, ham halden ürün haline getirilmektedir. Bahsedilen yöntemlerle işlenen ve genelde ametalik özellikte olmaları nedeniyle süstaşları takı olarak (kolye, küpe, broş, yüzük taşları) veya dekoratif obje olarak (biblo, vazo, heykel, anahtarlık, mühür sapı, baston başı vb.) birçok alanda kullanılarak ekonomik bir değer sunmaktadır. Her tür süstaşından [mineral türü [örn. Elmas, yakut, topaz, almandin, turkuvaz, kuvarslar (jasper, ametist, dağ kristali) vb.], kayaç türü (örn. Lapis lazulli, jade, obsidyen, bazalt, serpantinit vb.) ve taşlaşmış organik malzeme (örn. İnci, mercan, kehribar, fildişi vb.) türü] işleme ve oyma yapılabilmektedir.

Gemoloji; Süstaşı özelliği taşıyan her türlü malzemenin, yeryuvarında oluşumundan, tüketicinin beğeni ve kullanımına kadar geçen süreçteki her yöntem ve işlemi konu alan bilimsel ve ticari uğraşıdır. Bilimsel disiplin açısından;

Jeoloji → Mineraloji-Petrografi → Gemoloji

olarak alt gruplara ayrılmaktadır.Süstaşlarının yer kabuğunda oluşumu, bulunuşu, aranması ve eldesi (mücevhertaşı madenciliği), süstaşlarını her türlü işleme teknikleri kullanılarak şekillendirilmesi (lapidary), süstaşlarının ham olarak ya da işlenmiş şekillerde bilimsel inceleme yöntemleriyle tanımlanması ve kimliklendirilmesi, süstaşlarını ısıtma, ışıma, boyama vb yöntemleriyle renk ve saflık değerlerini arttırma (mücevhertaşlarının renk ve saflık tedavisi), süstaşlarının sentetik olarak, süstaşlarının soy metallerle montürlenmesi, süstaşlarının pazarlanması (mücevhertaşı ticareti), süstaşlarının geçmişte kullanımı (Arkeo-Gemoloji), süstaşlarının şifasal ve terapisel etkileri (Fitoterapi), süstaşlarının adli vakalarda kullanımı olatak sınıflandırılabilmektedir (Hatipoğlu, 2007).

2.

SÜSTAŞI VE GEMOLOJİNİN TANIMLAMASI

Bu çalışmaya konu olan opaller, kuvars mineralinin bir alt türüdür. Opallerin kuvars türlerinin belirlendiği gruplamadaki yeri Şekil 2.1’de verilmiştir (Hatipoğlu, 2007).

Şekil 2.1. Süstaşı kuvarsın bilimsel tane boyutu ve saydamlık derecelerine göre sınıflaması (Hatipoğlu, 2006).

Dünya opal yataklarından elde edilen opallerin yaklaşık %95'ini Avustralya üretmektedir. Opal yataklarının bulunduğu diğer belli başlı ülkeler; Etiyopya, Çekya, Slovakya, Macaristan, Türkiye, Endonezya, Brezilya, Honduras, Guatemala ve Nikaragua’dır. Türkiye’de hem volkanik hem de sedimanter kökenli çok değişik renk ve kalitede opal yatakları bulunmaktadır (Vieil vd., 2004).

Türkiye, tüm Avrupa, Orta Doğu ve Kuzey Afrika’daki en büyük süstaşı kaynaklarına sahip olması, en genel tabiriyle, Anadolu plakasının çevreleyen diğer dört mikro-kıtasal plakanın çarpışmasıyla ortaya çıkan jeolojik olayların bir sonucudur. Bu nedenle Türkiye’deki süstaşlarının genel anlamda oluşumu, Mesozoyik döneminden beri temelde ana tektonik dönemdeki plütonik ve volkanik faaliyetlerle ilişkili olabileceği düşünülmektedir.

2.1. Ülkemiz Süstaşları ve Ekonomik Durum

Ülkemizde çeşitli süstaşları bulunmaktadır. Bunlar mücevhertaşı kalitesinde olmayan SiO2grubu süstaşları ve mücevher kalitesinde olan kuvars grubunda ateş opali ile maden ocağı olarak işletilen Muğla Milas ilçesinde bulunan diaspor kristalidir. Milas Danişment Köyü’nün batısında yer alan İlbir dağı’nın Küçükçamlı Tepe ve Büyükçamlı Tepe’lerinde bulunur. İlbir Dağı meta-boksit yatağınıda içerisine alan bölgenin jeolojik birimleri, Menderes Masifinin çekirdek birimi olan Paleyozoik yaşlı gnayslardan, Mesozoyik yaşlı şistler ve mermerlerden, en üstte ise masifi örten Senozoyik yaşlı çeşitli tortul kayalardan oluşmaktadır. Yatağın Etibank tarafından 1972’den 1982’e kadar işletilmesi süresince, sadece endüstriyel malzeme ihtiyacı olarak diasporit cevheri (meta-boksit) göz önüne alınmış, diaspor kristallerinin gemolojik değeri bilinmediğinden zamanında pek önemsenmemiştir. Diaspor kristalinin %60’ı opak görünüşe ve soluk yeşil renge sahiptir. Güneş ışığında yeşil, lamba ışığında narçiçeği rengine dönüşen çift renklilik gözlenmektedir. Yapılan iz element analizlerinde, bu özellik Fe ve Ti kısmende V, Cr ve Mn elementlerinden kaynaklanmaktadır. Diaspor kristali popüler ismi ile “zultanit” faset işleme tekniği ile şekillenerek mücevhertaşı haline dönüştürülmektedir (Hatipoğlu, 2010).

Kütahya bölgesinde ateş opali bulunmaktadır. Ateş opallerini dünyada çıkartan iki ülke Meksika ve Türkiye’dir. Ateş opalleri kırmızı, turuncu, olarak bulunmaktadır. Ateş opalleri volkanik kayaçların içerisinde gözenek boşluğu dolguları olarak oluştuklarından çok büyük örneklerine rastlamak mümkün değildir. Bugüne kadar bulunan en büyük ateş opali yaklaşık 50 gr ağırlığındadır. Ateş opalleri en arzu edilen renk olan koyu kırmızı ve ağırlığı <1 ct ise 10-15$/ct eğer ağırlığı >10 ct ise 60-100$/ct dır. Renk açıldıkça fiyat düşmektedir. Kabaşon işlenmiş ateş opallerinin fiyatı daha makul olmaktadır. Koyu kırmızı olan ateş opalleri ağırlığı(ct) kadar $ ile hesaplanmaktadır. 5 ct ağırlıkta ise 5 $ fiyatındadır. Saydam, transparan özellikte olması nedeniyle faset işleme için kullanılmaktadır. Ancak yarısaydam veya kayasıyla birlikte bulunanlar kabaşon işlenmektedir (Hatipoğlu, 2006)

Kuvars grubu (SiO2) olarak sınıflandırılan süstaşları (Hatipoğlu, 2006);

Kristalin Kuvars Saydam Türler:

Dumanlı kuvars (Kahverengi kuvars), Koçarlı-Karacasu/Aydın Siyah kuvars (Morion), Koçarlı-Karacasu/Aydın

Mor kuvars (Ametist), Dursunbey/Balıkesir Mor-sarı kuvars (Ametrin), Brezilya Sarı kuvars (Sitrin), Hindistan, Brezilya Pembe kuvars (Gül kuvars), Brezilya Rutilli kuvars, Hindistan

Opak Türler:

Kedigözü Kuvars, Srilanka, Hindistan Kaplangözü Kuvars, Güney Afrika Şahingözü Kuvars, Srilanka, Hindistan Yeşil Avantürün Kuvars, Brezilya Kırmızı avantürün kuvars, Hindistan Mavi kuvars, Güney Afrika

Yeşil Kuvars (paras) Avustralya Kriptokristalin Kuvars

Kalsedon, Sarıcakaya /Eskişehir, Bayat /Afyon, Kıbrısçık /Bolu, Aliağa/İzmir Agat,

Bantlı Agat, Çubuk /Ankara, Kıbrısçık /Bolu, Aliağa /İzmir Çubuklu Agat, Çubuk/Ankara

Manzara Agat, Çubuk/Ankara Yosun Agat, Çubuk/Ankara,

Krizopras, Biga /Çanakkale, Sivrihisar /Eskişehir Karnelyen, Çubuk /Ankara

Heliotrop, Sivrihisar /Eskişehir Sard, Salihli/Manisa

Sard Oniks, Salihli/Manisa Oniks, Hindistan

Amorf Kuvars (SiO2+nH2O) Opal

Ateş opali, Şaphane/Kütahya Kırmızı ateş opali

Turuncu ateş opali, Renksiz ateş opali,

Avustra lya opali/ Avustralya Sıradan opal, Bayat/Afyon

Dentritli opal, İnönü/Eskişehir, Bayat/Afyon Süstaşı (gem) opal, Seydiler/Afyon

2.2. Ülkemiz

Süstaşı Opallerinin ve Seydiler Süstaşı Opallerinin Ekonomik

Durumu

Afyon bölgesi bayat opalleri; breşik-dendritli ve homojen-dendrıtlı yapılarda, beyaz, sarı, turuncu, siyah, kahve ve yeşil renklerde, moss opal türü (opal grubu, Si02.nH20) süstaşları bulunmaktadır. Yapılan iz element analizlerinde opallerin içerisinde pigmentlerin varlığı tespit edilmiş ve bu pigmentlerin opallerin renklenmesinde etkin bir rol oynayabileceği düşünülmüştür. Jeolojik olarak, hidrotermal sirkülasyonun taşıdığı silisli çözeltilerin çatlak ve yataklanmaları, tüf ve killi kireçtaşı birimleriyle, bazalt ve killi kireçtaşı birimleri arasında gözlenmektedir. Bu bölge opalleri, kabaşon türü modellerde işlenerek, muhtelif takılarda altın ya da gümüş kullanılarak değerlendirilebilirken, büyük parlatılmış takozlar veya dilimlenmiş plakalar dekoratif objeler olarak kullanılabilirler. Opaller ham halde ortalama 2 $/kg iken,

kabaşon işlenmiş örnekleri ortalama 1 $/gr civarında, parlatılmış plaka ya da takoz türü örnekler ise yaklaşık 10 $/parça olarak fiyatlanabilmektedir (Hatipoğlu ve Bozkurt 2001).

Kütahya bölgesi ateş opalleri; Süstaşı ticaretinde kullanılan Türkiye’nin en değerli ikinci endüstriyel hammaddesi olan ateş opallerini içeren maden yatağı, Şaphane ve Simav ilçeleri (Kütahya) arasında ve Yeni Karamanca Köyünün yaklaşık kuzeyindeki, Şaphane Dağı’nda bulunmaktadır. Gemolojik malzeme olarak aranan renk ve büyüklükte olan ateş opalleri, özellikle 1914 ve 1919 yılları arasında Türk köylülerle birlikte Alman madenciler tarafından işletilerek önemli miktarlarda ateş opali Almanya’ya gönderilmiştir. Türkiye’de bu taşın gemolojik hammadde değeri bilinmediği için, yüksek miktarlardaki ateş opali örnekleri, özellikle Almanya başta olmak üzere birçok ülkeye yollanmıştır. Münih (Almanya), Bazel (İsviçre) ve Tucson (A.B.D.) mineral fuarlarında, mineral koleksiyoncuları ve mineral müzeleri tarafından güzelliği ve enderliği keşfedilen bu taşlar, büyük değerler karşılığında alıcı bulmuşlardır (Hatipoğlu ve Türk 2009). Günümüzde bor maden sahasıymış gibi Etibank tarafından elde tutulan bu yatak, işletilmemektedir. İşletilmeye açılması durumunda hem çevre köylülere hem de Türkiye için önemli bir gelir kaynağı olacaktır. Ancak yatağın, mevcut maden kanununa göre 5.Grup süstaşı işletme sertifikasıyla işletilmesi yasal zorunluluktur. Dünya süstaşı piyasasında ateş opalleri için hammadde değeri, 5.000-10.000 kg/ABD Dolarıdır. Ortalama değer göz önüne alındığında, yatağın toplam değeri yaklaşık 13 milyar ABD doları olarak ortaya çıkar ki, işletilmesi durumunda bölge ekonomisine yapacağı katkı yadsınamaz (Hatipoğlu vd., 2009).

Çalışma sahamız olan Seydiler süstaşı opalleri ise silisce zengin diatomit tabakaları, diyajenez sürecinde 80 cm kalınlığa kadar ulaşabilen hem süstaşı kalitesindeki opallerin hem de sıradan opal [opal-CT (kristobalit/tridimit) ve opal-C] tabakalarına dönüşmüşlerdir. Seydiler oozu özgün kılan, hem makroskopik boyutu, hem süstaşı özellikleri hem de ekonomik gemolojik potansiyel açısından çok ilgi çekici ve emsal olabilecek özgünlükte süstaşı kalitesinde opaller olup, Türkiye’deki hem de Dünyadaki diğer tüm ooz yataklarından daha değerli ve eşsiz bir içerime sahiptir. Seydiler süstaşı opalleri arasında çok değişik renkli örnekler bulunmaktadır. Ancak, siyahımsı benekli kırmızımsı kahverengi-yeşil ve sarımsı-yeşil renkli türleri, en bol olanlarıdır.

Madencilik potansiyeli açısından ekonomik öneme sahip olmaları bu çalışmada göz önüne alınmışlardır. Süstaşları takı olarak (kolye, küpe, broş, yüzük taşları) veya dekoratif obje

olarak (biblo, vazo, heykel, anahtarlık, mühür sapı, baston başı vb.) birçok alanda kullanılarak ekonomik bir değer sunarlar. Bu çalışma ile ilk defa bu tür opallerin ayrıntılı bir şekilde coğrafik işaretleme olabilecek mineralojik-gemolojik ve jeokimyasal karakterizasyonunu ve aynı zamanda da ekonomik potansiyelini belirlemeyi temel amaç edinmektedir.

Çalışmamızdaki depolanma alanı ve içerisinde bulunan opaller ise; hem makroskopik boyutu, hem süstaşı özellikleri hem de ekonomik gemolojik potansiyel açısından çok ilgi çekici ve emsal olabilecek özgünlüktedir. Seydiler ooz yatağı için yapılan rezerv tespitine göre, 2 tondan fazla geri çıkarılabilir vaziyette süstaşı opal olduğunu göstermektedir. Tüm ooz yatağının yayılımı düşünüldüğünde, 10.000 ton kadar muhtemel opal rezervinin varlığı varsayılmıştır.

2.3. Diatomitin Genel Özellikleri

Diatomit, su yosunlarından silisli algler (diatomeler) adı verilen ökaryotik, tek hücreli, mikroskobik alglerin fosilleşmiş silisli kabuklarından meydana gelen organik bir çökeltidir. Diatomların yaşam döngüsünü tamamlaması ile silisli kabukları bir araya toplanarak çökelmekte, sedimanter bir kaya ve diatomit rezervlerini oluşturmaktadır. Aktif diatom kolonileri yılda 0,1 mm ile 4 mm arasındaki bir çökelti kalınlığına ulaşabilmektedirler (Çetin ve Taş, 2012).

Diatomların hücre çeperleri (früstül) amorf silisten (SiO2 + nH2O) oluşmaktadır. Ancak bu opal (amorf silis) çeşitli oranlarda Al, Fe, Ca, Mg, Na, K elementlerinin silikatları ile birlikte bulunur. Diatomeler yaşam için silise ihtiyaç duyduklarından volkanik aktivitenin olduğu çevredeki tatlı sularda, az tuzlu göllerde ve deniz sularında bulunurlar (Çetin ve Taş, 2012). Diatomit oluşma ortamına bağlı olarak kil, volkanik tüf, kum ve organik kalıntılar ihtiva eder (Gürel, 2017).

Diatomitlerin ana yapısını oluşturan diatome algleri sucul eko sistemdeki değişiklikleri yansıtmada biyomonitör mikroorganizmalardır. Yapılarında bulunan pigment sayesinde sayesinde fotosentez yapıp, çözünmüş oksijen oranının artmasını sağlarlar. Kirli suların temizlenmesinde süzgeç görevi yapar ve bir çeşit doğal arıtma cihazıdır (Çetin ve Taş, 2012).

Diatomit yapı olarak tebeşire benzemekte ve ufalanınca pudra kıvamı kazanmaktadır. Saf diatomit genelde beyaz renkli olup, yabancı bileşenlerle karışmaya bağlı olarak sarı, kahverengi ve yeşile dönebilmektedir. Özgül ağırlığı 1,9-2,4 gr/cm3_{arasında olmasına rağmen}

kuru diatomitin özgül ağırlığı 0,4 gr/cm3’ _{e kadar düşebilir. Porozitesi % 90’a çıkabilir ve buna} bağlı olarak ağırlığının 3 katı su emebilir. Diatomitlerin kimyasal olarak ticari değere sahip olması için silis içeriğinin % 85 ten yüksek olması gerekir. Bunun yanında uygun oranda da Fe2O3 ve Al2O3ün bulunması gerekir (Bentli, 2001).

Dünyada rezerv bakımından en zengin kıta Avrupa olup onu Amerika takip etmektedir. Bilinen yataklarda 250 milyon tonu ABD’ de olmak üzere 800 milyon ton işletilebilir diatomit rezervi vardır. Ayrıca, 2 milyar ton kadar olan toplam rezervin geri kalanı Kazakistan ve Özbekistan’da bulunmaktadır. Ülkemiz için rezerv ise 250 milyon tondur.

Dünyada diatomit üretim teknolojisi 1930’ lu yıllarda başlamış olup gelişerek filtre yardımcı maddesi, katkı maddesi, yalıtım ve refrakter malzemesi olarak kullanılmak üzere diatomit üretimi artmıştır. Ülkemizde diatomit üretim çalışmaları ilk olarak 1955 yılında Şeker fabrikaları bünyesinde başlamıştır (Çetin ve Taş, 2012).

Günümüzde hemen her alanda kullanıma devam edilen diatomit özellikle filtrasyon işlemlerinde yardımcı madde, dolgu malzemesi olarak, diş macunu-boya-plastik ve ilaçta katkı maddesi olarak, katalizör taşıyıcısı, iletken maddesi olarak da kullanıma devam etmektedir (Çetin ve Taş, 2012).

2.4. Opallerin Genel Özellikleri

Opal dünyada takı amaçlı kullanılan en yaygın süstaşlarından biridir. En değerli opaller Avustralya, Amerika, Meksika ve Brezilya'daki ocaklardan çıkartılmaktadır. Dünyada opal yataklarının bulunduğu diğer belli başlı ülkeler ise Etiyopya, Çekya, Slovakya, Macaristan, Türkiye, Endonezya, Brezilya, Honduras, Guatemala ve Nikaragua dır (Vieil vd., 2004).

Opal eski Yunanca da ‘renk değişimini görmek’ (opalescense) anlamına gelmektedir. Opal aynı zamanda su (SiO2 + nH2O) içeren amorf (opal-A) ve zayıf kristalize (opal-CT) bir çeşit silikadır. Su içeriği % 3 ile 21 arasında değişmekle birlikte ortalama 6-10 arasındadır (Yanık vd., 2015). Süstaşı opallerin en belirgin özelliği ışığın spesifik dalga boyunu yansıtabilme ve kırabilme özelliğine sahip olmalarıdır. Opallerdeki amorf silika küreciklerinin boşluk ve boyutu ışığın spesifik dalga boyunu yansıtır ve gökkuşağı gibi bir görüntü ortaya çıkarır. Bu görsel ışık oyunları, opali en talep edilen süstaşlarından biri yapar. Amorf karakteri nedeniyle mineral olarak sınıflandırılan opal kristalin silika formlarının aksine mineraloid sınıfına girmektedir (Vieil vd., 2004).

Opaller gemolojik olarak; süstaşı opal, yaygın opal ve ateş opal olmak üzere üçe ayrılır (Yanık vd., 2015). Oluşum ortamına ya da şekline göre sedimanter veya volkanik kökenli olabilir. Mineralojik inceleme yöntemlerinden XRD ye göre opal-A, opal-C ve opal-CT olarak üçe ayrılır. Sedimanter kökenli opaller (örneğin Avustralya opalleri) genelde opal-A iken, volkanik kökenli opaller (örneğin Meksika, Tanzanya ve Ateş opalleri) ise opal-CT karakterindedirler. Sedimanter kökenli (Opal-A) opaller daha sıklıkla T < 45o C de oluşurken, volkanik kökenli opaller ise (Opal-CT) sıklıkla T >100 o

C nin üzerinde oluşur (Gaillou vd., 2008).

Sedimanter kökenli opallerin oluşum mekanizması daha çok riyolitik kayaçların çevresel koşullar altında ayrışması ve/veya silisten zengin piroklastik yağmurlarla beslenen sıvının boşluklarda birikmesiyle oluşan SiO2 den zengin karışımın evoporasyon ile konsantre hale gelmesi ve uygun sıcaklık ortamında diyajeneze uğramasıyla opalizasyon meydana gelir. Bu diyajenez sonucunda sıklıkla opal-A oluşur (Vieil vd., 2004).

Volkanik kökenli opallerin oluşum mekanizması ise silisçe zengin kayaçlardan alterasyon ile çözünen ve hidrotermal sıvılara karışan silisik asit burada bir çözelti oluşturur. Uygun basınç ve sıcaklıkta daha dar kaya boşluklarında, volkanizmanın son hidrotermal aşamasında opalizasyon meydana gelmektedir (Yanık vd., 2015).

2.5. Amaç ve Kapsam

Türkiye'nin birçok yerinde çok sayıda diatomit ve bununla ilişkili tortul (sedimanter) depolanma sahaları bulunmasına karşın (Bircan, 1968; Uygun, 1976; Işık, 1984; Açıkalın, 1991; Reed vd., 1999; Gürel ve Yıldız, 2007; Esenli ve Şans, 2013; Elmas ve Bentli, 2013), Afyonkarahisar bölgesinin Seydiler tortul havzasında bulunanlar hariç, aralarında ekonomik bir süstaşı kalitesinde opal potansiyeli olan herhangi bir yatak henüz bilimsel özellikleriyle rapor edilmemiştir.

Türkiye'nin Afyonkarahisar-Seydiler bölgesi, Anadolu tarihinde antik yerleşim yeri olan Frig Vadisi'ndeki en dikkat çekici yerleşim alanlarından biridir. Seydiler bölgesi sedimanter ve volkanik alanındaki peribacaları, erozyon sürecinde şekillenen bir jeolojik tabiat parkı görünümündedir (Seghedi ve Helvacı, 2016; Özkaymak vd., 2017).

Bu bölgede, muhtemelen Tetis Okyanusunun zaman zaman kara içerisine girmesiyle oluşmuş bir göl ortamı bulunmaktaydı. Miyosen döneminde bu göl havzasına çökelmiş bir

özgün sedimanter yataklanma, günümüzde üzeri büyük oranda volkanik ürünlerle örtülmüş olmakla birlikte, sadece aşınmış alanlarda küçük ölçeklerde yüzlek vermiştir (Aydar vd., 1998). Bu sedimanter seriyi özgün kılan, içerdiği ekonomik boyutlardaki süstaşı kalitesinde opaller olup, bu çalışma ilk defa tortul seri içerisinde bulunan diatomit kayacında süstaşı opallerinin ayrıntılı bir şekilde coğrafik işaretleme olabilecek mineralojik-gemolojik ve jeokimyasal karakterizasyonunu ve ekonomik potansiyelinin belirlenmesini temel amaç edinmiştir.

Çalışma alanındaki sahada bulunan, büyük kısmı örtülü ve bileşimsel yapısı nedeniyle benzerlik sunması nedeniyle bu çalışmada, ilk kez ooz (ooze) olarak adlandırılan tortul seri içerisinde başlıca diatomit, daha az tebeşir (kalsiyum karbonat) ve çok daha az olarak tüfit ve marn birimlerinin yataya yakın tabakaları arasında birçok katmanda süstaşı opal (gem opal), yaygın opal (common opal) ve adi camsı oluşuklar içeren katmanların varlığı uzun zamandan beri bilinmesine rağmen (Yıldız, 1997; Yıldız vd., 1999; Yıldız vd., 2003), özellikle buradaki süstaşı opallerinin detaylı ve kombine incelemesinin yapıldığı bir tez çalışması ilk defa yapılmıştır. Bu opal blokları, Karakaya köyü yakınlarındaki tebeşir çıkarmak için özel bir firmanın madencilik faaliyeti ile ortaya çıkan derin çukurlarda tesadüfen keşfedilmiştir. Aslında, bu sürekli opal malzeme zonları, günümüzde erozyona maruz kaldıkları Topyeri, Karakaya, Yatakyeri ve Kel Tepenin yamaçlarında da bulunmaktadır (Şekil 2.2).

Şekil 2.2. Karakaya Köyünün güneyinde geniş ölçekte güncel süstaşı kalitesinde opal içeren ocağın kuzey yönüne bakış görünümü (A). Ocak, özel bir madencilik firmasının tebeşir elde etmek için açtığı maden sahasında tesadüfen bulunmuştur. Opal katmanları, 80 cm’ye kadar ulaşabilmektedir (B).

17m

0

(A)

Bu araştırmada yapılan çalışmalar, saha ve laboratuvar çalışmaları olmak üzere iki kısımda yürütülmüştür. Saha çalışmaları; 1/25.000 ölçekli topografik haritasındaki, Afyonkarahisar K25 b1 paftasında Afyonkarahisar ili kuzeydoğusunda İşçehisar ilçesi, Seydiler beldesinin güneybatısı’nda bulunan Keltepe ve Karakaya köyü arasındaki bölgede yapılmıştır (Şekil 2.3). Bu alan, Seydiler beldesinin güneybatısı’nda kalan Keltepe ve Karakaya köyü arasındaki bölgede, kısmen yüzlek vermektedir ve yaklaşık 75 km2_{lik bir alanı kapsamaktadır} (Şekil 2.4) Seydiler beldesinin Afyonkarahisar il merkezine olan uzaklığı yaklaşık 30 km dir.

Literatür taraması, gerçekte tüm dünyadaki mevcut silisçe zengin diatomit (silisli ooz) yataklarında diyajeneze bağlı dönüşümler yüzünden mikroskobik ve makroskopik boyutlarda silisiye materyallerin [opallizasyon (opal-A, opal-C ve opal-CT) ve camsı ürünler] oluşumunun mümkün olduğu tespit edilmiştir (Easton vd., 1982; Hoek vd., 1995; Del Amo vd., 1997; Coradin ve Lopez, 2003; Fuhrmann vd., 2004; Sims vd., 2006; Herve vd., 2012; Lange-Bertalot vd., 2017). Ancak bu yayınlarda diatomitik yataklara bağlı diyajenetik silisiye materyalleri süstaşı kalitesinde ve ekonomik boyutlarda değildir. Çalışma sahasındaki depolanma alanı ve içerisinde bulunan opaller ise; hem makroskobik boyutu, hem süstaşı özellikleri hem de ekonomik gemolojik potansiyel açısından emsal olabilecek özgünlüktedir. Seydiler (Afyonkarahisar) bölgesinde Hasan Abdullah Gediği denilen bu bölgedeki ilk diatomit etüdü, Ergün (1969) tarafından yapılmıştır. Daha sonrabu yataktaki diatomit cevher potansiyeli (Işık, 1984; Servant-Vildary vd., 1986; Yıldız, 1997; Aydar vd., 1998) ve opalin malzeme potansiyeli açısından bazı araştırmacılar rapor etmiş (Yıldız vd., 2003), ancak bugüne dek bu yatağın gölsel bir ooz olabileceğini ve geniş bir maden rezerve sahip süstaşı kalitesinde çok renkli opalleri içerdiği bilimsel olarak kanıtlanamamıştır.

Şekil 2.3. Çalışma alanının yer bulduru haritaları (Google Earth’den alınmıştır). Afyonkarahisar il merkezi (A) ve çalışma alanını içine alan Seydiler, Keltepe ve Karaya yerleşim alanları (B).

400 km Karakaya

N

(A)

(B)

Şekil 2.4. Çalışma alanı içerisinde olan seydiler oozu uydu görüntüsü (A). Afyonkarahisar İlinin kuzeydoğusundaki Seydiler beldesine bağlı Karakaya köyü ve Seydiler oozun görüntüsü (B). Seydiler oozun tebeşir maden ocağında yüzlek verdiği örnek alanı. Bu alan, ~ 10.000 m2

lik bir alanı kapsamaktadır (C) (Google Earth’den alınmıştır).

Çalışma sürecindeki birinci amaç; Seydiler beldesi yakınlarında yüzlek vermesi bakımından bu isimle adlandırdığımız ve bu tür diatomitçe zengin tortul seri yatakları için ilk kez bu çalışmada ooz kelimesini ortaya atarak tartışmaya açmaktır. Bu oozun büyük oranda bölgede örtülü olması ve sadece halen aktif olan tebeşir yatağı (hazır kullanımlı ticari beyaz kireç) için Karakaya köyü yakınlarında büyük ölçekte kazılarak ortaya çıkartılması sonucu, artık net bir tabakalanmasını ve birimlerini belirleme mümkün olabilmiştir (Şekil 1.5).

KARAKAYA

SEYDİLER OOZU

(A)

(B)

(C)

Şekil 2.5. Karakaya köyünde açılmış tortul seri (ooz) tebeşir ocağı kuzey yönü görünüşü (A) ve bu oozun katmanlarının görünümü (B). Seydiler oozu bu maden çukurunda yaklaşık 17 metre kalınlığa ulaşabilmektedir.

Bu oozun jeolojik birimlerle birlikte jeolojik olarak yatay ve düşey yayılımını ayrıntılı bir saha çalışması yaparak ve daha önceden yapılmış (Bargu, 1991; Aydar vd., 1998) büyük ölçekli genel jeolojik haritalardan da yararlanılarak, 1 / 25.000 ölçekli detaylı özgün bir jeolojik harita üzerinde gösterilmiştir.

Ooz, deniz olmayan havzalardaki bentik ve/veya pelajik bir kimyasal tortudur; bunun en az yüzde 30'u diatom, foraminifer, alg veya üzerinde yaşayan diğer organizmaların kavkıları mikroskobik yüzen organizmalardan oluşur. Havza tabanı ve/veya yukarısındaki sularda bu canlılar öldükten sonra, kavkıları dibe çöker ve diyajenezden sonra ooz halinde birikirler (Easton vd., 1982; Hoek vd., 1995; Del Amo vd., 1997; Coradin ve Lopez, 2003; Fuhrmann vd., 2004; Sims vd., 2006; Herve vd., 2012; Lange-Bertalot vd., 2017).

Ooz yataklanması, ağırlıklı olarak diatomitler için kullanılan genel bir adlandırmadır. Biriken organik döküntüler diatomlardan geliyorsa, ooz esas olarak silikadan oluşmuştur ve oluşan kayaç türü için diatomit ooz ismi kullanılmalıdır. Biriken organik kavkıların çoğunun alglerden ve radyolaryalardan gelen kalsiyum karbonattan oluşması durumunda ise tebeşir (kireçli ooz) oozdan oluşan kayaç türü olacaktır (Easton vd., 1982; Round vd., 1990; Rousseau vd., 2002; Aboal vd., 2003; Ehrlich ve Newman, 2008; Finkel ve Benjamin, 2010).

0 2m

Bu durum, diatomitlerin, kuvars diatom frustüllerinin (gözenekli hücre duvarlarının) birikmesiyle oluşan bir kayaç türü olduğunu göstermektedir. Silisli bir ooz birikintisi meydana getiren diatomlar iki alt sınıfa ayrılmaktadır; radyal simetriye sahip merkezsel diatomlar ve bilateral simetrili pennate diatomlar (Kröger, 2007; Medlin, 2009). Bu iki diatom grubu, genellikle biyotop (yaşam alanı) tercihlerine sahiptir, pelajik ortamlara egemen olan merkezsel diatomlara sahipken, bentik habitatlar çoğunlukla pennate diatomların yaşadığı yerlerdir (Del Amo vd., 1997; Rousseau vd., 2002; Hamm vd., 2003; Fuhrmann vd., 2004; Sims vd., 2006; Gürel ve Yıldız, 2007; Marchetti ve Harrison, 2007; Vrieling vd., 2007; Medlin, 2009; Mitchell vd., 2013).

Buna karşılık diatomların morfolojisinin (merkeze karşı pennate'ye) ya da frustüllerin ultra yapısının ekolojik kısıtlamalar tarafından nasıl yönlendirilebileceği sorusu hala belirsizliğini korumaktadır (Marchetti ve Harrison, 2007; Zheng vd., 2018). Örneğin, bazı çalışmalar diatom frustüllerinin yapısının hafif hasat performanslarında rol oynayabileceğini göstermiştir (Finkel ve Benjamin, 2010; Leynaert vd., 2004; Leynaert vd., 2018). Gerçekte bentik ve pelajik türler arasında gözeneklerin büyüklüğü [ortalama = 285 (± 108) nm] veya aralarındaki mesafe [ortalama = 234 (± 87) nm] arasında anlamlı bir fark bulunmamaktadır (Leynaert vd., 2018). Ancak gözenek morfometrisinin, genetik olarak sürülen biyo-mineralizasyon işlemlerinin ve hücrelerdeki silisin kimyasal çökelmesini etkileyen çevresel büyüme koşullarındaki epizodik varyasyonların bir kombinasyonu ile kontrol edildiğini belirtmişlerdir (Leynaert vd., 2018; Herve vd., 2012).

Bu çalışma sürecindeki araştırmalar; Seydiler beldesi sınırları içindeki ooz yataklanmasında diatomitlerin kökenini ve dönüşümü ile oluşmuş çok renkli süstaşı kalitesindeki opal bloklarının en tipik örneklerini belirleyerek, bunlar üzerine bölgesel karakterizasyon çalışmaları yapmaktır. Bu yüzden önce diatomları detaylandırmak ve morfolojilerine hakim olmak için alınan üç farklı saf diatomit tabakasının makroskopik örnekleri FEI Nova Nano650 tarayıcı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağıtıcılı x-ray spektrometresi (EDS) ile ilk kez tanımlanmışlardır. Ayrıca bu diatomların kimyasal bileşimleri X-ışını) floresans (XRF) spektrometresi ile mineralojik özellikleri X-ışını kırınımı (XRD) yöntemi ile ayrıca spektroskopik özellikleri ise Fourier Transform Infrared (FT-IR) ile belirlenmiştir.

Bu çalışma sürecinde diğer bir amaç da; bu süstaşı opallerinin diyajenez sürecinde diatomitlerden dönüşüm sıcaklıklarını oksijen izotop (V-SMOW) yöntemi kullanarak jeokimyasal açıdan ortam sıcaklığını tespit etmektir.

2.6. Seydiler Bölgesinde ve Y

akın Civarında Yapılmış Önceki Çalışmalar

Afyonkarahisar ve civarında, tez konusuna temel oluşturan daha önce yapılmış olan çalışmaların bazıları aşağıda özetlenmiştir;

Andaç vd. (1976), genellikle miyoreller ile intruzif ve ekstruzif kayaçlardaki boşluklar içerisinde izlenen böbreğimsi yapıdaki opal oluşumları yerine, Bayat-Afyon bölgesindeki opaller kayaç çatlaklarını dolduran ve maden kaplamayan hidrotermal dolgu olduğu belirtilmiştir. Bu dolgular breşik bir yapı gösterir ve breşik tüfleri içerisinde devamlılık gösteren damarlar meydana getirdiğini savunmuştur. Sahadan alınan örneklere yapılan uranyum prospeksiyonunda opallerde rastlanan uranyum anomalilerinin, opalin içermiş olduğu Mn-Fe dentritlerine bağlı olduğunu ortaya koymuştur.

Başarır ve Kun (1982), Afyon il merkezi ve çevresinde incelenen volkanik kayaçların alkali bileşiklerce zengin olmalarına karşın farklı bir bileşime sahip olduklarını, örneğin daha az silis, daha fazla MgO içerdiklerini belirtmişler ve Afyonkarahisar Kalesinin üzerinde yer alan lavları trakiandezit olarak adlandırmışlardır.

Erol (1983), Türkiye’nin tektonik gelişimi sırasında; Orta Miyosen'deki kıta-kıta çarpışması olayından önce tatlısu gölleriyle kaplı geniş ve az çok yuvarlak biçimli depresyon alanlarının, çarpışmadan sonra yani üst Miyosen başlarında, yine sığ fakat daha dar-uzun biçimli parçalara bölündüğünü belirtmiştir. Bu çukurluklar üst Miyosen’in sonlarına doğru ve özellikle orta bölümlerinde giderek daralıp derinleşmiştir. Miyosen’den Pliyosen’e geçiş evresinde ise bunlar, blokların bağımsız göreli hareketleri nedeniyle dar derin bir özellik kazanmışlardır. Daha sonra, Pliyosen ve Kuvaterner süresince ova çanaklarının derinleşme eğilimi azalma göstermiş ve göller çanakların orta bölümlerinde daha dar alanlara toplanmış ya da tümüyle kurumuş demiştir.

Keller (1983), Afyon volkanizmasının kıta içi bir volkanizma olduğu ve Geç Tersiyer’de Arap levhasının birbirleriyle çarpışması ve Arap-Afrika levhasının Anadolu levhasının altına dalması sonucu gelişen Akdeniz kıvrım kuşağının takip eden Neojen yaşlı

volkanizmanın ürünleri şeklinde tanımlamıştır. Ayrıca volkanitlerin alkali potasik karakterli olduğunu belirtmiştir.

Okay (1984a), kuzeybatı Anadolu’da Karakaya Kompleksi, Tavşanlı ve Afyon zonları olmak üzere üç büyük metamorfik kuşak ayırt etmiştir. Tavşanlı zonuna ait ofiyolit kütleleri altında bulunan metamorfik zonu da Afyon Zonu olarak tanımlamıştır. Üst Paleozoik-üst Kretase arası metaçökelleri kapsayan Afyon metamorfitleri platform tipi kırıntılı ve karbonat çökellerinden oluştuğunu metamorfizma yaşının muhtemelen Geç Kretase ve daha sonrası olduğunu belirtmiştir. Metamorfizmanın şiddeti alttan üste doğru azalmış ve en altta yer alan metakırıntılarda kuvars-albit-fenjit-klorit-biyotit parajenezi gelişmiştir; üstteki karbonat istifi ise metamorfizmadan çok az etkilenmiş demiştir.

Ercan (1986), Afyon-Sandıklı çevresinde Miyosen yaşlı volkanizmanın çok geniş alanlarda farklı volkanik ürünler oluşturduğunu belirtmiştir. Trakit, trakiandezit, andezit, riyolit, latit, bazalt, fonolit ve tefrit türde alkalen ve kalkalkalen nitelikli lavlarla tüfler ve ignimbiritler değişik evrelerde tüm Orta-Üst Miyosen boyunca meydana gelmişlerdir. Afyon il merkezi yakınındaki trakitik dayk son derece ilginç bir görünümdedir. Trakitlerde uzunlukları 5 cm ye erişen sanidin kristalleri tipiktir. Yer yer lav akıntıları, kimi yerlerde ise domsal yapı gözlemiştir. Afyon il merkezi çevresinde incelenen volkanik kayaçların alkalice zengin olmalarına karşın, alkalice zengin kayaçlarda bulunması gerekenden farklı bir kimyasal bileşime sahip olduklarını, örneğin daha az silis ve bulunması gerekenden daha fazla MgO içerdiklerini belirtmiştir. Afyon il merkezi kuzeydoğusunda ignimbiritler ise çok geniş bir alan kaplamaktadır. İgnimbritlerde tipik fiamme tekstürü belirgindir ve 300 m kalınlıktadır.

Metin vd. (1987), Afyon çevresinde volkanik amaçlı çalışmalar yapmış, kuzey ve güney volkanitlerine ait piroklastitleri “Seydiler beldesi volkanik kül ve aglomeraları” olarak tanımlayıp, lavları da andezit ve trakit olarak değerlendirmişlerdir.

Yalçın (1988), kırka civarına kadar yayılan volkanitleri “Gölsel ve Karasal Volkanik Kül” olmak üzere iki fasiyese ayırmış ve bunların içindeki pomzalardan yaptığı yaş tayinlerinde 17 milyon yıl yaşlar elde etmiştir.

Aydar vd. (1996), Afyon Volkanizmasının stratotip olduğunu ve Kaldera çöküşünün ardından iki aşamada gerçekleştiğini bildirmişlerdir. İlk aşamada trakiandazitik lav akıntıları, blok, lahar, kül akıntıları ve ignimbiritlerin olduğunu, ikinci aşamada ise lamproitik lamprofir

ve alkali lamprofirler olduğunu belirtmişlerdir. Köroğlu kalderası Seydiler İgnibritlerinin patlaması sonucu Alt Seydiler beldesi ve Üst Seydiler beldesi olarak ikiye ayrılır.

Tolluoğlu vd. (1997), Afyon zonunda baskın olarak sedimanter kökenli litolojilerin oluşturduğu bölgesel metamorfitleri, Afyon metamorfitleri olarak tanımlamışlardır. Batıda Menderes masifinden başlayıp, Denizli kuzeyini izleyerek Uşak ve Sandıklı üzerinden Afyon’a uzanan düşük dereceli metamorfik kuşaktır. Yüzeylenen metamorfik seriler petrografik-petrolojik çökelme ortamı ve yapısal özellikleri esas alınarak alttan üste Doğanlar şistleri, Çakmak kuvarsiti, Sandıklı porfiyoridi, Deliktaş meta-konglomerası, Ballıca filliti, İscehisar mermeri ve Değirmendere rekristalize kireçtaşları olmak üzere yedi litofasiyese ayrılmıştır.

Aydar vd. (1998),Afyonkarahisar ilinin 40 km kuzeyinde kalan Köroğlu kalderası, Batı Anadolu ile Orta Anadolu arasında kalmıştır. Köroğlu kalderası, Aşağı Seydiler beldesi ve Yukarı Seydiler beldesi olarak bilinen iki aşamada gerçekleşen Seydiler İgnimbritlerinin patlaması sonucu oluşmuştur. KB-GD boyunca gelişen tektonizma sonucu fay sistemi oluşmuştur. Bu sol yanal atımlı faylar kalderanın güneydoğu kısmını, güneybatıdan yaklaşık 1,5 km uzağa kaydırmıştır. Bununla birlikte, KB-GD uzanımlı fayların bazıları kalderanın dışındaki magmaların yükselişi sırasında yol görevi görmüştür. Son olarak, kalderayı etkilemeyen NE-SW volkanik aktiviteden önce geldiğini, NW-SE-eğilimi yapan fayların ignimbirit patlamasından sonra geliştiğini ve geç dönem lavların yükselişini desteklediğini öne sürmüştür.

Hatipoğlu ve Bozkurt (2001), hidrotermal sirkülasyonun taşıdığı silisli çözeltilerin çatlak ve katman boşluklarını doldurarak yerleştiği, 3-4 metreye kadar kalınlaşabilen stratiform opal yataklanmaları, tüf ve killi kireçtaşı birimleriyle, bazalt ve killi kireçtaşı birimleri arasında gözlendiğini söylemişlerdir. Jel dokusu esas opal maddesi içerisinde aynı bileşimde fakat farklı fazı simgeleyen sferolitik taneli yapıya sahip silisin varlığının tespiti sonucunda, jel dokusu yanında taneli dokudaki CT (kristobalit/tridimit)’in de birlikte bulunduğu kanıtlanmıştır.

Kibici vd. (2001), Afyon ve çevresini içine alan bölgede farklı litolojik ve tektonik özelliklere sahip kuşaklar yer aldığını belirtmişlerdir. Bunlar Toros ve iç Toros tektonik kuşaklarıdır. Afyon ve dolayında birbirinden tektonik dokanakla ayrılmış iki temel kayaç topluluğu mevcuttur. Bunlardan birisi Toros Kuşağına ait Sultandağları'nın devamını oluşturan Toros Paleozoyik ve Mesozoyik birimleridir. Diğeri ise İç Toros Kuşağında yer alan ve

Afyon'un kuzeydoğu, kuzey, kuzeybatı ve batısında Neojen örtüsü altında geniş alanlar kaplayan Afyon metamorfitleridir.

Kibici vd. (2012), erken miyosen yaşlı volkanitler ortaç ve açık renkli kayaçlar olarak, K-G uzanımlı olarak Afyon Zonu içerisinde yüzeylendiğini ifade etmişlerdir. Bu volkanik kayaçlar, piroklastik kayaç ve lav akıntısı şeklinde olup, Afyon lavları ve volkanik tüf/külleri şeklinde isimlendirilmiştir. Diğer bir değişle, Afyon volkanitleri; trakit, porfiroidal trakit, trakiandezit, andezit, porfiroidal andezit ve bazaltlar lav akışları şeklindedir ve çok az oranlarda da bazalt bileşimli olup, asidik-nötr kayaçların mineralojik bileşimlerinde başlıca; alkalen feldispat (sanidin), plajiyoklas (oligoklas, andezin), amfibol (kahverengi hornblend), klino piroksen ve biyotit içermektedir.

Bağcı vd. (2014), Afyon bölgesinde mermerciliğin önemli bir konuma sahip olduğunu ifade etmiştir. İscehisar mermerlerinin bulunduğu bölgede yer alan kayaç birimleri yaşlıdan gence doğru Paleozoyik yaşlı kahve, boz, yeşil renkli şistler; beyaz, sarımsı beyaz ve gri renkli mermerlerdir. Paleozoyik yaşlı metamorfiklerin üzerine uyumsuz olarak Neojen yaşlı sedimanter kayaçlarla volkanik birimler gelmiştir. En üstte bu birimlerin üzerini uyumsuz olarak örten Kuvaterner yaşlı, blok, çakıl, kum, silt, kil depolarından oluşan alüvyon geldiğini ifade etmişlerdir.

Özkaymak vd. (2017), Afyon volkanitleri, Türkiye’nin Anatolid-Torid tektonik bloğundaki Paleozoik yaşlı Afyon Metamorfik Zonu kayaçlarını uyumsuz olarak üzerlediği, üst seviyelerde ise Kuvaterner yaşlı alüvyal çökeller tarafından uyumsuz olarak örtüldüğü belirtilmiştir. Kırka-Afyon–Isparta sahasında yapılan yaşlandırma hesaplarına göre, volkanizmanın yaşı kuzeyden güneye doğru gidildikçe gençleşmektedir. Afyon metamorfik zonuna ait kayaçlar baskın olarak şist, kuvarsit ve mermerlerden oluşmuştur. Şistler; gri, yeşilimsi gri renkli, mikaca zengindir, bol çatlaklı, deforme ve yer yer kuvars bantları içermektedir.

Kuşcu ve Yıldız (2018), Afyon volkanitleri Afyonkarahisar ve çevresinde Miyosen döneminde etkili olan volkanik faaliyetlerin sonucu oluştuğunu belirtmişlerdir. Alt-Orta Miyosen yaşlı Köroğlu Kaldera’sının oluşturduğu Seydiler İgnimbiritleri ve andezit, trakiandezit bileşimli lavlar tarafından temsil edilen volkanik kayaçlar Afyonkarahisar’ın kuzeyinde geniş alanlar kaplamaktadır. Alanyurt killeri, Seydiler İgnimbiritlerinin ayrışması sonucu oluşmuştur. Seydiler İgnimbritlerinin üst bölümleri masif seviyelerden oluşurken, alt

bölümlerinde ise tabakalı yapı belirgindir. Genellikle beyaz ve krem renkli olan birimin rengi, alterasyonun etkisiyle açık sarı, sarımsıkırmızı ve açık yeşile doğru değişim sunmuştur. Seydiler İgnimbiritlerindeki değişik alterasyon zonlarının, mineralojik petrografik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla bölgedeki kil ocaklarının aynalarından örnekler alınmış ve örneklere X-ışınları kırınımı (XRD) ve taramalı elektron mikroskop (SEM) analizleri uygulanmıştır. XRD çalışmalarında örneklerdeki en önemli kayaç yapıcı minerallerin feldispat, kuvars ve opal-CT/kristobalit olduğu belirlenmiştir. Beyaz ve krem renkli seviyeler çoğunlukla illitten oluşurken, bu minerale açık sarı renkli seviyelerde kaolinit, açık yeşil renkli seviyede ise simektit mineralleri eşlik etmiştir.

2.7. Seydiler Bölgesini Kapsayan Bölgesel Jeolojik O

luşum

Kuzeybatı Anadolu Pontid ve Anatolidlere ait 3 tektonik zona ayrılır (Şekil 2.6). Kuzeyde Pontidlere dâhil olan Sakarya Zonu ve İstanbul Zonu, güneyde Anatolid-Toridlere dâhil olan Tavşanlı Zonu ve güney bitişiği olan Toridlere ait Afyonkarahisar Zonunu oluşturmaktadır (Şengör ve Yılmaz, 1981; Okay, 1984b; Okay ve Tüysüz, 1999).

Şekil 2.6. Türkiyenin tektonik birlikleri (Okay ve Tüysüz, 1999’dan).

Anadolu’da tekrarlanan çarpışmalarla oluşan dağ kuşakları, Türkiye’de Alp-Orojenik kuşak içerisinde yer almıştır. Kuzey kısım Pontidlerle temsil edilen Lavrasya kıtası güney kısım ise Torid ve Anatolidlerle temsil edilen Gondwana kıtasının birbirleri ile çarpışması sonucu oluşmuştur (Şengör ve Yılmaz, 1981; Okay, 1984b).

Yüksek basınç, düşük sıcaklık metamorfizma zonlarına sahip olan Anatolidler Mesozoyik ve Paleozoyik sırasında Gondwana kıtasının kuzey kenarında Anaolid-Torid platformu olarak isimlendirilen sığ denizel bir platform oluşturmuştur. Alpin orojenezi sırasında bu platform naplar şeklinde parçalanmış ve Anatolid kısmı metamorfizmaya uğramıştır (Okay, 1984b; Göncüoğlu, 2007).

Candan vd. (2005)’e göre jeolojik, petrolojik ve jeokronolojik çalışmalar Afyon zonunu, Geç Kretase-Eosen tektonometamorfik evrimlerinin Neotetis okyanusunun kuzey kolunun tüketilmesi sırasında gerçekleşen ofiyolit üzerlemesi, platform içi ekaylanması ve kıtasal çarpışma süreci ile ilişkilendirilebileceğini söylemiştir.

İnceleme alanı Özgül (1971) tarafından Bolkardağı Birliği, Şengör ve Yılmaz (1981) tarafından Anatolid-Torid Platformu, Okay ve Tüysüz (1999) tarafından Afyonkarahisar zonu olarak tanımlanan bölgededir. Afyonkarahisar Zonu, Anatolidlere ait olan Tavşanlı Zonu ile Menderes Masifi arasında bulunan ve Batı Anadolu’da Simav’dan başlayarak Kırşehir bloğunun güney ve doğusundan İç Anadolu’da Kayseri’ye kadar 600 km’den fazla kesintisiz olarak devam etmiştir (Candan vd., 2005). Afyonkarahisar zonunun temelini Paleozoik yaşlı Afyonkarahisar metamorfitleri oluşturmuş ve bu birim başlıca muskovit, biyotit, kalkşist, kuvarsşist, mermer, albit, klorit, muskovit, serizit şistlerden meydana gelmiştir. Bu birimi geniş bir alan kaplayan Senozoyik yaşlı alttan üste doğru konglomera kumtaşı killi kireçtaşı volkanik cam trakiandezit volkanik kül karbonat çimentolu tüfit seviyelerinden oluşmuş genellikle Neojen birimler ile temsil edilmiştir ve Paleozoyik yaşlı çökeller üzerine uyumsuz olarak gelmiştir.

En karmaşık ve yaygın magmatik aktivite Üst Eosen ve Orta Miyosen arasında Köroğlu volkanizması ile KB-GD uzanımlı olarak güneye doğru hareket etmiştir. Miyosen volkanizması çok geniş alanlarda farklı volkanik ürünler oluşturmuştur. Trakit, porfirodial trakit, trakiandezit, andezit, riyolit, latit, bazalt, fonolit ve tefrit türde alkalen ve kalkalkalen nitelikli volkanik küller ve ignimbiritler tüm Orta-Üst Miyosen boyunca meydana gelmiştir (Kibici vd., 2012; Francalanci vd., 2000).

Geniş yayılımlar sunan volkanik istif, Seydiler İgnimbiriti olarak adlandırılmış ve Seydiler beldesi’nin 6-7 km kuzeyinde yer alan Köroğlu Kalderasının ürünleri ile ilişkilendirilmiştir (Şekil 2.7). Köroğlu Kalderasının volkanolojik evrimi (1) dom yükselimi, (2) ignimbirit püskürmesi ve kaldera çökmesi (3) yeniden yükselen domlaşma ve (4) kaldera sonrası lav akışı olmak üzere dört evrede gerçekleşmiştir. 2. evrede gelişen Seydiler İgnimbiriti, birbirlerinden volkanoklastik sedimanlarla ayrılan alt ve üst seviye olarak ikiye ayrılmıştır (Yıldız vd., 2017). Yaklaşık 70 metre kalınlığındaki Seydiler İgnimbiriti üstte trakibazik ve trakiandezitik lav akıntıları tarafından örtülürler, altta ise metamorfik temel kayaçları uyumsuz olarak üzerlemişlerdir. Bu lavlar, Köroğlu Kalderası’nın son fazı ile ilişkilendirilmiştir (Aydar vd., 1998; Doğan-Külahcı vd., 2015).

Batı Anadolu Volkanizması’nın en doğusunu, Isparta büklümünün bulunduğu K-G uzanımlı birkaç volkandan oluşan Eskişehir-Antalya arasındaki yaklaşık 400 km uzanımlı kısmı oluşturmuş ve bu volkanizma Kırka-Afyonkarahisar-Isparta Volkanizması olarak anılmıştır (Şekil 1.8). Akal, (2003) ve Akal vd., (2013)’e göre Orta Miyosende Afyonkarahisar bölgesinde etkili olan volkanizma birden çok aşamalı potasik ve ultrapotasik alkali volkaniklerin ardalanması olarak tanımlanmıştır. Afyonkarahisar bölgesindeki volkanik aktivitenin yaklaşık 550 km2’lik bir alanı kapladığını ve küçük bir stratovolkan ile temsil edildiğini belirtmiştir (Aydar vd., 2003).

Aydar vd. (2003) yaptığı çalışmalarda elde ettiği jeokronolojik ve jeokimyasal verilere göre Afyonkarahisar ili kuzey ve güney olarak ikiye ayırmışlardır. Araştırma alanında çalışmacılar Afyonkarahisar İlinin kuzeyinde bulunan volkanik kayaçların silisçe doygun olduğunu, güneyde bulunan kayaçların ise silisçe doygun olmadıklarını belirlemişlerdir.

Akal vd. (2013)’e göre Afyonkarahisar İlinin güneyinde bulunun Kırka-Afyonkarahisar-Isparta alkali volkanik bölgesinin bir parçası olan Afyonkarahisar volkanitleri Paleozoyik ve Mesazoyik birimlere uyumsuz olarak gelmiş, Senozoyik dönemi ile temsil edilmiş daha genç olduğu ortaya konulmuştur. Bu durumda Seydiler beldesi silisçe doygun erken evreyi temsil etmektedir.

Şekil 2.7. Seydiler İgnimbritleri ve Karakaya volkanitlerinin Köroğlu Kalderası çevresindeki dağılımı (Öcal vd. 2011’den değiştirilerek alınmıştır).

Şekil 2.8. Isparta-Afyonkarahisar-Kırka volkanizması (Prevelic vd. 2015’den değiştirilerek alınmıştır).