Search

The Tavşanlı Zone (TZ) is a high-pressure/low-temperature metamorphic belt representing subduction and exhumation between the Sakarya Zone and the Afyon-Bolkardağ Zone in western Anatolia. This paper provides new and precise geological data including whole-rock and mineral chemistry, phengite 40Ar/39Ar ages, zircon laser ablation ICP-MS U-Pb, and apatite (U-Th)/He thermochronological information for a region of the Sivrihisar metamorphic complex that has been less studied than other regions of the TZ. This region comprises Permo-Carboniferous metamorphic units, Eocene granodiorite and microgranodiorite, terrestrial clastics, and Holocene alluvium. The mineral assemblage of the granite-gneiss contains quartz, plagioclase, K-feldspar, microcline, muscovite, and rare biotite and garnet, while the blueschist comprises plagioclase, white mica, biotite, Na-amphibole, and garnet that are considered to represent greenschist and blueschist facies metamorphism, respectively. We estimate the peak metamorphic conditions for schists of the Permo-Carboniferous metamorphics and associated rocks as T = 303–484 °C and P >10 kbar. This high-pressure event occurred at ca. 83 Ma, indicated by a well-defined 40Ar/39Ar plateau age for phengite. Laser ablation ICP MS U-Pb analyses of euhedral or subeuhedral magmatic zircons from previously unknown microgranodiorite, intruding the metamorphic rocks, yield an Eocene (50 Ma) age. The new results are interpreted to indicate that lithospheric collision and northward subduction beneath the Sakarya Zone occurred between 83 and 50 Ma. Apatite crystals separated from microgranodiorite yield (U-Th)/He ages consistent with cooling of the Tavşanlı Zone to ~65 °C by ~38 Ma.

Çalıma alanı stratigrafisi Kretase yaşlı bazalt ve bazaltik andezitler ile başlayıp bu kayaçların ayrışması ile oluşan ürünler ile devam eder. Bu istif üzerinde İstanbul’un güneyindeki kayaçların ayrışma ürünü kumlar yer alır ve güncel çökeller ile sonlanır. Birimlerin fizikomekanik, kayaç değişim değeri (KDD), kayaç değişim oranı (KDO), pelitler ile psammitlerin içerisindeki killerin serbest Şişme (SŞ) değeri hesaplanmıştır. Çalışma alanı için KDD–KDO ve KDO–KDD, porozite–serbest şişme, porozite–birim hacim ağırlık değerleri, KDD–dane birim hacim ağırlık, KDO–dane birim hacim ağırlık, nokta yük–KDD, nokta yük–KDO arasında güvenilir eşitlikler önerilmiştir. Volkanitlerin orta ayrışmadan ileri ayrışma aşamasına geçişte bölgenin volkanizma etkisinde kaldığı belirlenmiştir. The stratigraphic basement in the study area begins with Cretaceous basalts and basaltic andesite and continuous with weathered products of these rocks. The sands which are the weathering products of the Ġstanbul south part rocks overlap the basement and these series are ended with current sediments. The units of physicomechanic properties, rock change value (RCV), rock change ratio (RCR), free swelling (FS) value of pelites and the clay contents of the psammites were calculated. The reliable equations are proposed between the RCV–RCR, RCR–RCV (where R^2 = 0.9991 and 0.9989). Furthermore, some equations were also defined between porosity–free swelling, porosity–unit weights, RCV–specific unit weight, RCR–specific unit weight, point load–RCV, point load–RCR. It is determined that the rocks were affected by a new volcanic activity when it changed from moderate to completely weathered.

DergiPark: 397877 klujes Çalışmaalanı stratigrafisi Kretase yaşlı bazalt ve bazaltik andezitler ile başlayıp bukayaçların ayrışması ile oluşan ürünler ile devam eder. Bu istif üzerinde İstanbul’ungüneyindeki kayaçların ayrışma ürünü kumlar yer alır ve güncel çökeller ilesonlanır. Birimlerin fizikomekanik, kayaç değişim değeri (KDD), kayaç değişimoranı (KDO), pelitler ile psammitlerin içerisindeki killerin serbest şişme (SŞ)değeri hesaplanmıştır. Çalışma alanı için KDD – KDO ve KDO – KDD, porozite –serbest şişme, porozite – birim hacim ağırlık değerleri, KDD – dane birim hacimağırlık, KDO – dane birim hacim ağırlık, nokta yük – KDD, nokta yük – KDO arasında güvenilireşitlikler önerilmiştir. Volkaniklerin orta ayrışmadan ileri ayrışma aşamasınageçişte bölgenin volkanizma etkisinde kaldığı belirlenmiştir.

The Tavşanlı Zone (TZ) is a high-pressure/low-temperature metamorphic belt representing subduction and exhumationbetween the Sakarya Zone and the Afyon-Bolkardağ Zone in western Anatolia. This paper provides new and precise geological dataincluding whole-rock and mineral chemistry, phengite 40Ar/39Ar ages, zircon laser ablation ICP-MS U-Pb, and apatite (U-Th)/Hethermochronological information for a region of the Sivrihisar metamorphic complex that has been less studied than other regionsof the TZ. This region comprises Permo-Carboniferous metamorphic units, Eocene granodiorite and microgranodiorite, terrestrialclastics, and Holocene alluvium. The mineral assemblage of the granite-gneiss contains quartz, plagioclase, K-feldspar, microcline,muscovite, and rare biotite and garnet, while the blueschist comprises plagioclase, white mica, biotite, Na-amphibole, and garnet that areconsidered to represent greenschist and blueschist facies metamorphism, respectively. We estimate the peak metamorphic conditionsfor schists of the Permo-Carboniferous metamorphics and associated rocks as T = 303-484 °C and P >=10 kbar. This high-pressure eventoccurred at ca. 83 Ma, indicated by a well-defined 40Ar/39Ar plateau age for phengite. Laser ablation ICP MS U-Pb analyses of euhedralor subeuhedral magmatic zircons from previously unknown microgranodiorite, intruding the metamorphic rocks, yield an Eocene (50Ma) age. The new results are interpreted to indicate that lithospheric collision and northward subduction beneath the Sakarya Zoneoccurred between 83 and 50 Ma. Apatite crystals separated from microgranodiorite yield (U-Th)/He ages consistent with cooling of theTavşanlı Zone to ~65 °C by ~38 Ma.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008, Çalışma alanı, Konya ili, Ilgın ilçesi kuzeyinde yer almaktadır. Çalışma alanında, stratigrafik ve yapısal açıdan farklılıklar sunan ve birbirleri üzerinde uyumsuz olarak bulunan iki ana grup ile bunların üzerinde yine uyumsuz yer alan örtü birimleri vardır. Alttan üste doğru, bunlar; “Paleozoyik yaşlı metamorfik grup”, “Mesozoyik yaşlı metamorfik grup” ve bunlarla geçişli metavolkanikler ve “Neojen çökeller” ile Kuvaterner yaşlı “alüvyon” dur. Çalışma alanının genellikle batı ve orta kesiminde yaygın olarak izlenen Paleozoyik topluluğun kalınlığı 1000 m’ ye kadar ulaşır ve çakıltaşı, kumtaşı, silttaşı, kiltaşı, kireçtaşı ve kuvarsitlerin metamorfik türevlerinden oluşur. Metakonglomeralar genellikle kumlu-killi çimento içinde gri renkli çört, kuvars parçaları ve yeşil tonlarında şist parçaları içerirler. Çakılları genelde köşeli ve çoğunlukla aynı havzanın ürünleridir. Üste doğru katmansız ya da kalın katmanlı olup iri çakıl ve hatta blokludurlar. Metakumtaşları metakonglomera ve şistler ile yanal ve düşey geçişlidir. Çoğunlukla ince-orta katmanlı ve grimsi yeşil renklidirler. Kayaç genelde tane desteklidir. Yer yer karbonat çimentolu, sert ve sıkı tutturulmuşlardır. Metakumtaşları değişik aşamalarda şisti doku gösterir. Fillatlar açık gri-sarımsı gri-grimsi yeşil renklerdedir ve ince mika pullarından oluşmaktadır. İnce taneli, uzamış kuvars ve feldspat taneleri çıplak gözle tanınabilen diğer minerallerdir. Metaçörtler ince katmanlı ve gri renkli olup, bazen bantlı yapısıyla kuvarsit görünümündedirler. Metaçörtlerin egemen olduğu kesimlerde diğer litolojiler de kısmen silisifiye olmuşlardır. Metakarbonatlar ince-orta katmanlıdır. Koyu gri-siyah veya açık gri-beyazımsı renklidirler ve bu ikinci türde şeker dokuludurlar. Genellikle şisti kayaçlardan metakarbonatlara geçişte ince bir ara geçiş olarak kalkşistler izlenir. Mesozoyik topluluk tabanda metakonglomera ile başlayıp üste doğru daha ince taneli ve nihayet karbonatlardan oluşan metasedimanterler ile bunlar arasındaki metalavlar ve metatüflerden oluşmaktadırlar. Mesozoyik topluluğun tabanında yer alan mor ve pembe renkli metakonglomeralar yanal ve düşey yönde dereceli olarak metakumtaşlarına geçiş gösterirler. Metakonglomeraların çakılları değişik renk tonlarında şist, kuvarsit ve kireçtaşı parçalarından oluşmaktadır. Metamorfizma ve deformasyon sonucu matrikste yapraklanma, çakıllarda uzama ve yönlenme gelişmiştir. Metakumtaşları grimsi-yeşilimsi-kırmızımsı renklerde, genelde haritalanamaz ölçekteki 5-30 cm arasında nadiren ise 10 m’ ye varan kalınlıklardaki şistler arasındaki seviyeler ve haritalanabilir boyutlarda izlenirler. Metakumtaşlarında yaygın olarak çapraz tabakalanma, paralel laminalanma ve bazen de derecelenme gibi sedimanter yapılar belirgindir. Mesozoyik topluluğun şistleri başlıca kuvarsşist, mikaşist ve kloritşistlerdir. Bunlar genellikle mor, kırmızı, pembe nadiren sarımsı yeşil renklidirler. Mesozoyik yaşlı topluluğun en üst seviyesini sarı-gri-krem-beyaz renklerde olabilen metakarbonatlar oluşturur. En tipik yüzeylemeler bölgesel ölçekte Loras Dağı yöresinde (Konya) izlenir ve bu nedenle araştırmacılar tarafından “Lorasdağı Kireçtaşları” olarak anılmaktadır. Birimin çalışma alanındaki kalınlığı 300 m’ ye ulaşmaktadır. Farklı tabaka kalınlıklarındaki metakarbonatlar genellikle dolomitik kireçtaşı ve dolomit arasında değişim sunarlar. Bu çalışmada, ilk defa Ilgın (Konya) bölgesinde riyolit bileşimli metavolkaniklerin varlığı tespit edilmiş ve “Ilgın metavolkanikleri” olarak adlanmıştır. Metavolkanikler açık-koyu gri ve yeşil renklidirler. Bunlar genellikle masif metalavlar ve nadiren de diğer şisti kayaçların arasında ince seviyeler halinde bulunan, haritalanamaz ölçekteki metatüflerdir. Lav kökenli kayaçlarda kirli beyaz ayrışma yüzeyleri yaygındır. Şistlere geçiş yaptığı bölümlerde yapraklanma belirginleşebilmekte ve yapraklanma düzlemleri boyunca muskovitler izlenmektedir. Metavolkanikler ortalama % 75-80 matriks ve % 20-25 fenokristallerden oluşur. Fenokristaller kuvars, K-feldspat, kalıntı sanidin ve albittir. Yapılan elektron mikroprob çalışmalarında feldspatların bileşiminin % 85-97 Ortoz, % 0-1.79 Anortit ve % 3.40-5.76 Albit’den oluştuğu saptanmıştır. Çalışma alanında yaygın olarak görülen Neojen çökeller çakıltaşı, kumtaşı, kiltaşı, kireçtaşı ve killi kireçtaşı litolojilerinden oluşmuştur. Yanal geçişler gösterirse de alttan üste doğru; sarımsı, kırmızı, kirli sarı çakıltaşları, kumtaşları ve kiltaşları ve bunların tutturulmamış çökelleri ve lokal olarak karbonatça zengin seviyeler şeklinde izlenir. İstif içerisinde ayrıca, işletilmekte olan kömür seviyeleri de bulunur. Neojen çökeller, yerel olarak önemli kalınlığa ulaşan “Güncel Alüvyon” ile örtülmüştür. Paleozoyik metamorfik grubun metakumtaşı ve şistleri yüksek SiO2 içeriğine sahiptirler. Na2O değerleri % 0.0-2.15 arasındadır. K2O nispeten yüksek değerlere (% 5.8) ulaşabilmektedir. Paleozoyik grup örneklerinde artan SiO2 ile Na2O, K2O, CaO, Al2O3, MgO ve Fe2O3 değerlerinde de artış, iz elementlerde ise azalma görülmektedir. Bazı örnekler yüksek Rb, bazı örnekler ise aşırı yüksek Sr değerlerine sahiptir. Normalize iz element dağılım diyagramında Rb, Pb, Sr, Ni ve Nb bakımından azalma, Cs, Th, Zr, Y ve Ta’da ise artma göstermektedirler. Normalize nadir toprak element diyagramında Eu’daki azalış karakteristiktir. Mesozoyik metamorfik grubun şistlerinde SiO2 değerleri % 64.02-81.33 arasında değişmektedir. Ba değerleri geniş bir aralığa sahiptir (6-485 ppm). Ayrıca bazı örneklerde 486 ppm’e kadar çıkabilen Zr değerleri saptanmıştır. Yüksek Rb değerleri ise muhtemelen bu kayaçlar içerisindeki muskovitlerin varlığına bağlıdır. Dolomitik metakarbonatlarda ise Na2O ve K2O değerleri çok düşük buna karşın Sr yüksektir. Mesozoyik grubun örneklerinde SiO2’ye karşı ana ve iz element dağılımları Paleozoyik grubun örneklerinden farklıdır. Bunlarda Fe2O3 ve Na2O’daki artış trendine karşılık diğer oksitlerde azalma görülmektedir. SiO2’ye karşı iz element dağılımlarında; Co ve Hf’de artma, diğerlerinde ise azalma izlenmektedir. Normalize iz element dağlımlarında Paleozoyik grubun kayaçlarında benzer normalize iz element dağılımı gösterirler. Paleozoyik ve Mesozoyik grup metasedimanterlerin örneklerinde daha çok felsik bir kaynak ön plana çıkmaktadır. Tektonik ortam olarak felsik-plütonik kırıntıların hakim olduğu bir yay ortamının ürünleri olduğu görülür. Çalışma alanı metavolkanik kayaç örnekleri % 67-77 arasında SiO2 içerirler ve K2O içerikleri ise % 5.8-10.6 arasındaki değerlerdedir. İncelenen örneklerin tümü bu haliyle yüksek potasyumlu asidik kayaç kimyasını vermektedir. Bu kayaçlar riyolit bileşimli, sub-alkalin kimyası veren ve levha içi ürünleri olan kayaçlardır. Büyük iyonlu litofil element (LILE) ve hafif nadir toprak element (LREE) içerikleri zenginleşmiş bir kaynağı işaret etmektedir. Nadir toprak element dağılımı; (La/Lu)N: 0.87-215.54 aralığını ve (Eu/Eu*)N: 0.0024-0.23 aralığını (negatif Eu anomalisi) verir. Ayrıca bu kayaçlar Sr87/Sr86 ve Nd143/Nd144 sonuçlarına göre üst kabuk malzemesinden fazlaca etkilenmişlerdir. Paleozoik grubun “kuvars+albit+klorit+muskovit+biotit+stilpnomelan+kloritoid” şeklindeki mineral topluluğu bu grubun kayaçları için ilerleyen metamorfizmayı ve Mesozoik grupta stilpnomelan ve kloritoidin olmayışı düşük yeşilşist fasiyesinde ve metamorfizma derecesinin alttan üste doğru azaldığını gösterir. Muskovit K-Ar değerlerine göre (Paleozoyik grup örneği: 96.9±1.4My, Mesozoyik grup örnekleri; 70.2±1.0My, 65.6±1.0My ve 64.4±1.0My) bölge çok evreli metamorfizmanın etkisinde kalmış ve metamorfizmanın son evresi Üst Kretase-Alt Paleosen’de gelişmiştir. Metavolkanik tüm kayaç K-Ar değerleri 60.4±0.9My, 62.6±0.9My ve 64±2My olarak elde edilmiştir., The study area is located in the north of Ilgın (Konya). Two main metamorphic groups unconformably overlaid each other and sedimentary groups from Ilgın of Konya province are reported in this study. From bottom to top, these are; Paleozoic group, Mesozoic group, Upper Cretaceous-Paleocene metavolcanics, Neogene cover and Quaternary alluvium. The Paleozoic group is 1000 m in thickness observed particularly in the west and middle part of the study area. It is derived from the metamorphics of conglomerate, sandstone, siltstone, claystone, limestone and quartzite. Metaconglomerates consist of chert, shale, quartz and green schist fragments in clayey-sandy matrix. Genetically all the pebbles are probably from the same basin. Metaconglomerates are thin-bedded or massive and coarse grained and blocky upwards. Pebbles show elongation structures and chloritoid was observed in the foliated part of the rock. Metasandstones pass laterally and vertically into the metaconglomerate and schists. Metasandstones are grayish color, grain-supported, well-consolidated and carbonate cemented and bedding is from fine to medium. They exhibit schistosity in texture with various phases. Orientation and elongation are widespread in the rock. Phyllites are made up of mainly thin mica flakes which are gray and grayish green in color and rarely fine-grained, elongated quartz and feldspar. Metacherts, similar quartz in appearance are thin-bedded, gray in color. The other lithologies are partially silisified in the adjacent parts of this lithology. There are thin calcschist levels between schists and metacarbonates. Metacarbonates include elongated, flatted calcites, muscovite, chlorite, tourmaline and quartz. Metaconglomerates, at the base of Mesozoic group, purple-pinkish in color pass gradually laterally and vertically into metasandstones. Pebbles are made up of various colored schists, quartzite and limestone fragments. Foliation in cement and elongation in pebbles and schistosity are ascribed to the metamorphism and deformations. Metasandstones are grayish-reddish-greenish color, mostly 5-30 cm and rarely 10 m in thickness. Gradation sedimentary structures such as cross-bedded, parallel lamination and occasionally are marked in these rocks. Schists are mostly purple, red, pink and rarely yellowish green color. These lithologies are generally chlorite schist and quartz-chlorite schist. Metacarbonates are generally dolomitic limestone and dolomite and gray, white and yellow in color. They are in upper levels of Mesozoic group. Its most typical outcrops are observed in Lorasdağı (Konya) area. Thus, it was called as “Lorasdağı Limestone” by several researchers. The thickness of the unit reaches up to 300 m in the study area. This study stated that rhyolitic metavolcanics are different from others formerly cited in Ilgın (Konya). Metavolcanics are light-dark gray and green colors. These are mostly metalavas and metatuffs unmapped in scale and thin bedded within schists. The black white alteration surfaces are widespread in the rocks considered lava origin. The foliation is marked in the passing into the schists and muscovites are wieved along foliation plains. Metarhyolites have 75-80% groundmass and 20-25% phenocrysts. Phenocrysts are quartz, K-feldspar, remnant sanidine and albite. Feldspars occur mostly as K-feldspar (Or 85-97 Ab 3-6 An 0-2). Matrix is composed of microcrystalline quartz, K-feldspar, sericite and rarely muscovite. Neogene sediments made up of conglomerate, sandstone, claystone, limestone, marl are widespread in the study area. These sediments are yellowish, reddish conglomerate, sandstone, claystone, unconsolidated fragments and locally CO3-rich levels from bottom to top also showing laterally passes. It includes operated coal levels. These sediments are covered by alluvium locally reaching up to a sizable thickness. The Paleozoic metasandstone and schist samples have high content of SiO2. Na2O values of Paleozoic samples vary from zero to 2.15 % and a higher value of K2O (5.8 %) is found in some samples. Some oxides (K2O, Na2O, CaO, Al2O3, MgO and Fe2O3) increase with increasing SiO2 whereas trace element contents decrease. The values of high Rb and low Sr in some samples are significant. The chondrite-normalized trace element and rare earth element patterns of metasedimentary rocks show Rb, Pb, Sr, Ni, and Nb depletion whereas those Cs, Th, Zr, Y and Ta enrichment. The depletion of Eu values is characteristic. Schists have 64.2-81.33% SiO2. These values suggest that the Paleozoic group is felsic lithologies and acidic in character. Ba values are in the range of 6-485 ppm. On the other hand, some samples have high Zr values (486 ppm). The high contents of Rb may have resulted from the presence of muscovite in these rocks. Na2O and K2O values are very low whereas Sr values are high in dolomitic metacarbonates. The major oxides and trace element trends with increasing SiO2 for the samples from Mesozoic are different compared to the Paleozoic group samples. The increasing trends of Fe2O3 and Na2O are observed against the decrease trend of the other oxides. Co and Hf increase whereas the others decrease in Harker variation diagrams. Utilizing Hf-La/Th for the two groups, show mostly felsic provenance. According to Zr/Sc-Th/Sc, metasediments are made up of rhyolite. On the other hand, Plotting major element provenance discriminant diagrams, these rocks infer to large field. The metavolcanics have 66-77 % SiO2, 5.8-10.6 % K2O, 0.08-1.77 % Na2O, 12-18 % Al2O3, 0.1-0.4 % MgO, < 1 % CaO. This chemical composition suggests that metavolcanics are high-K rocks with acidic character. The Ba contents of some samples reach up to the high levels. Plotting data for metavolcanics in the SiO2 vs. Zr/TiO2 diagram samples fall into the rhyolite field. Moreover, samples are sub-alkaline in character and within plate granite in the Nb-Y tectonic discrimination diagram. Magma composition changes due to mineral fractionations. K2O, CaO, MgO, Fe2O3 and TiO2 show negative correlations with increasing SiO2 whereas Na2O shows positive correlation. As the SiO2 content increases, the Sr, Ba, Co, Th, Sc and Hf contents decrease and the Rb content increases. Cs shows variation. Linear correlations can be explained by fractional crystallizations whereas such unlinear trends as negative and/or positive correlations can be explained by partial alterations and magma mixing in major and trace element diagrams. It can be proposed that the fractional crystallization, contamination and mixing are observed in Ilgın metavolcanics. Depletion of K2O, CaO and Sr with increasing SiO2 content reflect the crystallization of sanidine and plagioclase. Metavolcanics are extremely K-rich (7-11 wt. % K2O), calc-alkaline in character and show also strong enrichment in LILE and LREE, implying possibly an enriched source. Metavolcanics show concave REE pattern with (La/Lu) N: 0.87-215.54 and have negative Eu anomalies (Eu/Eu*) N: 0.0024-0.23. The mineral assemblages of Paleozoic group are quartz, albite, chlorite, muscovite, biotite, stilpnomelane, chloritoid, whilst the absence of stilpnomelane and chloritoid in Mesozoic group demonstrates a progressive low greenschist metamorphism and also decreasing metamorphism grade upwards. One sample, 3.92, from Paleozoic unit in Ilgın (Konya) region, yielded muscovite age of 96.9±1.4 Ma, whilst three samples, 4.10, 3.109 and TSD1, yielded muscovite ages of 70.2±1.0 Ma, 65.6±1.0 Ma and 64.4±1.0 Ma, implying polyphase metamorphism in this region and the last phase was in Upper Cretaceous-Lower Paleocene. Three samples, 3.37, 3.122 and 2.5 from metavolcanics yielded whole rock ages of 60.4±0.9 Ma, 62.6±0.9 Ma and 64±2.0 Ma., Doktora, PhD

IX ÖZET Bu çalışmada, Şile ilçesinin batısında Avcıkoru-Domalı-Sofular köyleri arasında yer alan, yaklaşık 70 km lik bir bölgenin jeolojisi incelenmiş ve kömüraltı killerinin mineralojik incelemeleri yapılmıştır. İnceleme alanında jeolojik olarak en yaşlı birim Triyas' ait konglomera, kumtaşı ve kireçtaşından oluşmaktadır. Triyas üzerine uyumsuz olarak gelen Üst Kretase yaşlı birimler, konglomera, volkanitler ve volkanit arakatkılı flişlerdir. İnceleme bölgesinde geniş yayılım gösteren Neojen yaşlı gölsel çökeller, kum, kil ve çakıldan meydana gelir ve ekonomik öneme sahip kömür oluşumlarını kapsar. Tüm birimleri uyumsuz olarak örten alüvyon ve kumullar Kuvaterner yaşlıdır. Kömüraltı killerinin ayrıntılı mineralojik incelemesi, değişik kesimlerden derlenen örnekler üzerinde X-ışınları difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), diferansiyel termik analiz (DTA), termogravimetrik analiz (TG), optik mikroskobu ve kimyasal analiz incelemeleri yapılarak gerçekleştirilmiştir. XRD, DTA ve TG incelemeleri kömüraltı killerindeki kil mineralleri ve diğer kil boyutundaki minerallerin tayini ve kömüraltı killerinin esas bileşeni olan kil minerallerinin termal karakteristiklerinin saptanması için, SEM incelemeleri, saptanan kil minerallerinin morfolojisi ve diğer minerallerle ilgisini belirleyebilmek için yapılmıştır. Kimyasal analizler ile de kömüraltı killerinin kimyasal bileşimi ortaya konmuş ve eser element içerikleri araştırılmıştır. İnceleme konusu kömüraltı killeri jeolojik olarak Neojen yaşlı çökellerin içinde ana kömür seviyelerinin altoda bulunmaktadır. Bu killer iki yolla oluşmaktadır. Birincisi kalıntı kaolinler, ikincisi ise sedimanter killerdir. Kalıntı kaolinler, Üst Kretase sıcak ve yağışlı iklim koşullarında volkanik kayaçların yüzeysel alterasyonu ile oluşmuşlardır. Genelde, benzer alterasyon koşullarından etkilenmekle birlikte, özellikle ana kayacın petrografik karakterine bağlı olarak, farklı bileşimde kaolinler oluşmuştur. Sedimanter killer başlıca detritik malzemenin taşınması ve göl ortamında çökelmesiyle oluşmuşlardır. Üzerindeki kömür seviyeleri ve altında killi kumların varlığım dikkate alarak kömüraltı killerinin göl ve bataklık ortamında oluşmuş sedimanter killer olduğu söylenebilir. Esas olarak kaolinit, montmorillonit ve illit minerallerinden oluşan bu killer, farklı bölgelerde farklı kimyasal özelliklere sahiptir. Ayrıca mika ve kuvars impüriteleri de içerirler. Yapılan tüm kayaç analizlerinde SİO2 oram % 50-70 arasında, AI2O3 oram ise % 16-33 arasında değişmektedir. AI2O3 oram 4 nolu örnekte en düşük çıkarken (% 16.09), 8 nolu örnekte bu değer % 33.16 olarak tespit edilmiştir. Fe203 miktarı % 0.21 den % 3.81 e kadar değişiklikler gösterir. Toplam alkali miktarı en düşük olarak 8 nolu örnekte % 0.40, en yüksek olarak da 6 nolu örnekte % 2.71 olarak tespit edilmiştir. THE MINERALOGICAL INVESTIGATION OF THE UNDERCLAYS AROUND AVCIKORU-DOMALI-SOFULAR (ŞİLE-ISTANBUL) REGION SUMMARY The study area is located among Avcikoru-Domah-Sofular villages in Şile and covers about 70 square kilometer. The Triassic sandstones make up the basement rocks and they are disconformably overlian by Upper Cretaceous that include pebbel stone, volcanic rocks and flysch series. All these units have been covered by Neogen that contains sandstone, clay, pebble stone and coal bands and Quaternary alluvium. In this study, mineralogical properties, the formation and the distribution of the clay minerals located in the western Şile have been investigated. Mineralogical and chemical characteristics of the clays which were occurred among Avcıkoru-Domalı-Sofular villages (Şile-İstanbul) were examined by using X-ray powder diffraction (XRD), differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis (TG), scanning electron microscopy (SEM), chemical analyses. Kaolinite were determined as a major clay mineral of underclays as a result of the XRD studies. Beside kaolinite, montmorillonite, quartz and rarely fedlspar, mica and chlorite are observed as accessory minerals (Figure 1). Mineralogical paragenesis of the mentioned underclays were given as follows : Sample No Mineralogical Paragenesis 1 (El) Kaolinite+Monmiorillonite+Quartz+Chlorite 2 (MATI) Kaolinite+Montmorillonite+Quartz+Mica 3 (MAT2) Kaolinite+Quartz+Montmorillonite 4 (MAI) Kaolinite+Montmorillonite+Quartz+Feldspar+Mica 5 (MA2) Kaolinite+Monlmorillonite+Quartz+Feldspar 6 (F2) Kaolinite+Montmorillonite+Quartz+Illite (?)+Feldspar 7 (F3) Kaolinite+Montmorillonite+Quartz+Feldspar+.Mica 8 (F4) Kaolinite+Mon1moriüonite+Quartz+Feldspar+.Mica Kaolinite mineral which was determined in clay fraction has been found typically at the peaks of 7.13 A0 and 3.54 A0 (El), 7.168 A0 and 3.55 A0 (MATI) respectively. 138

Bu çalışmada Bergama (İzmir), Burhaniye (Balıkesir) ve Ayvalık (Balıkesir) ilçeleri arasında yaklaşık 350 km2'lik alanıyla KB Anadolu bölgesindeki en geniş alanı kaplayan Kozak plütonunun petrografik, jeokimyasal ve fiziko-mekanik özellikleri incelenmiştir. İnceleme alanında, merkezde Kozak plütonuna ait magmatik kayaçlardan en yaygını olan granodiyorit olmakla birlikte, metamorfik temel kayaları, yarı derinlik ve volkanik türde magmatik kayaçlar ile çökel türü kayaçlar yüzlek vermektedir. Kozak plütonu yan kayaçlarla tektonik olarak keskin sınırlar göstermekte ve yan kayaçlar üzerinde metamorfizma etkileri meydana getirmiştir. Yapılan saha çalışmaları, petrografik incelemeler ve jeokimyasal analizler plütona ait kayaçların başta granodiyorit olmak üzere monzonit, kuvars monzonit ve granit litotipinde olduğunu göstermektedir. Kozak plütonuna ait bu kayaçlar genel olarak tüm kristalli, hipidiyomorfik ve granüler dokuda olmakla birlikte kenar zonlara doğru yer yer porfiritik dokudadır. Mineral bileşimini; kuvars, plajiyoklas, K-feldispat, amfibol ve biyotit ana mineralleri ile apatit, zirkon, sfen gibi tali mineraller ve epidot, serizit, klorit gibi ikincil mineraller oluşturur. En yaygın alterasyon türü serizitleşme olup kloritleşme, killeşme ve epidotlaşma diğer alterasyon türleridir. Plajiyoklaslar genelde zonludur ve ikizlenme görstermektedirler. K-feldispatlarda pertitleşme yaygındır. Ayrıca, mirmekitik doku ve poikilitik doku çoğunlukla görülmektedir. Plajiyoklaslarda görülen zonlanmalar, mirmekitik ve poikilit dokuların yanı sıra plütona ait kayaçlarda gözlenen mafik mikrogranüler anklavlar, magmanın ilksel bileşiminin değiştiğini göstermektedir.Jeokimyasal analizlerden elde edilen ana oksit, iz ve nadir toprak element verilerine göre Kozak plütonuna ait kayaçlar; kalkalkalen, I tipi, metalüminli jeokimyasal karakter göstermektedir. Ayrıca, SiO2 - K2O diyagramında plütona ait örnekler, yüksek K kalkalkaliden şoşonitiğe doğru uzanan bir seriyi işaret etmektedir. N-MORB ve kondrite göre normalize edilmiş iz element diyagramlarında görülen büyük iyon çaplı litofil elementler (LILEs) ve hafif nadir toprak elementler (LREEs) bakımından zenginleşme, plütonu oluşturan magmanın karışımını gösteren diğer bir veridir. Harker diyagramlarında, SiO2'ye karşı Na2O ve K2O içerikleri artmakta, CaO, MgO, Fe2O3, TiO2, P2O5 içerikleri azalmaktadır. Ayrıca, Rb, Zr ve Nb artmakta, Sr azalmaktadır. TiO2'deki azalma Fe-Ti oksitlerdeki, CaO'daki azalma plajiyoklaslardaki, MgO ve Fe2O3'deki azalma piroksenlerdeki fraksiyonel kristallenmeyi işaret etmektedir.Fiziko-mekanik özelliklerinin belirlenmesi için plütona ait örnekler üzerinde özgül ağırlık, su emme, Los Angeles aşınma ve magnezyum sülfat donmaya karşı mukavemet deneyleri yapılmıştır. Deneyler sonucunda her bir lokasyondan alınan kayaç örnekleri değerlendirildiğinde, tüm örneklerin özgül ağırlık, su emme ve magnezyum sülfat donmaya karşı mukavemet değerlerini sağladığı, Los Angeles aşınma değerlerinin ise çoğu şartname için karşılandığını bazıları için ise sınıra yakın ve daha yüksek çıktığı gözlenmiştir.Kozak plütonunda yapılan petrografik ve jeokimyasal analizler ile fiziko-mekanik deneyler birbirleri ile mukayese edilmiştir. Değişen mineral bileşimi ve dokusal özelliklere göre fiziko-mekanik deney sonuçları karşılaştırılmıştır. Biyotit içeriği fazla olan kayaçların özgül ağırlığının arttığı, kuvars içeriği fazla olan ve iri taneli granüler dokusal özellik gösteren kayaçların daha düşük su emmeye sahip olduğu, biyotit azaldıkça ve iri taneli granüler doku gözlendikçe Los Angeles aşınma dayanımının arttığı, magnezyum sülfat dona karşı mukavemet değerinin ise azaldığı yani mukavemetin arttığı gözlenmiştir. Jeokimyasal özellikler ise ana oksit ve iz element analiz sonuçları ile fiziko-mekanik deney sonuçları grafikler üzerinden değerlendirilmiştir. SiO2 arttıkça genel olarak Los Angeles aşınma değerinin düştüğü yani agreganın daha dayanıklı olduğu, Fe2O3 arttıkça genel olarak 0-4 mm özgül ağırlık 2,610 g/cm3 değerinin üzerinde olduğu gözlenmiştir. This study aims to obtain informations about the relation between petrographic - geochemical properties of a magmatic rock and physico-mechanical test results of this magmatic rock. For this purpose, petrographic, geochemical and physico-mechanical properties of Kozak Pluton which is located in between the cities of Bergama (İzmir), Burhaniye (Balıkesir) and Ayvalık (Balıkesir) and covers the largest area of approximately 350 km2 among other plutons at Aegean region has been studied in this study. In the study area, along with granodiorite which is the most common rock of the Kozak pluton exists at the center there also outcrops metamorphic basement rocks, hypabyssal and volcanic rocks and sedimentary rocks. The basement rocks are composed of Triassic aged metamorphic rocks and the hypabyssal rocks are in the form of sheet intrusions around the Kozak pluton. Additionally, Lower-Middle Miocene volcanic and volcanosedimentary association and Upper Miocene-Pliocene volcanics and volcanogenics cover the Kozak pluton. Kozak pluton is in elliptical shape and the long axes lies along SW-NE direction. It shows tectonically sharp boundaries with surrounding rocks and has metamorphism effects on these rocks. For all investigations including site and laboratory works, 48 rock samples which respresent the region have been taken and 10 of them have been selected and prepared for the tests and analyses. Both site investigations and petrographic analyses indicate that Kozak pluton is in granodiorite and quartz monzonite composition. The pluton also shows arenization and exfoliation structures due to hydrothermal alteration. Moreover, spheroidal weathering and blocky jointing are commonly seen on these rocks. Petrographic and mineralogical analyses have been carried out in Geological Department of Mine Faculty located in Istanbul Technical University with using Leica DM 750P Model polarizing petrographic microscope. The sections are prepared for each location and mineral compositions, textures and alteration products are determined. The results are given as that Kozak pluton is commonly holocrystalline hypidiomorphic granular in texture but close to the border zones the porphyritic texture can be seen. Mineral compositions include main minerals of plagioclase, K-feldspar, quartz, amphibole and biotite, accessory minerals of apatite, zircon and sphene and secondary minerals of epidote, sericite and chlorite. While the most common alteration is sericitization, there are also chloritization, claying and epidotization take part in the study area. Minerals and textures remark the magma mixing process. Zoned and twinned plagioclases and pertitised in K-feldspars are common. In addition, the specific textures of mirmekitic and poikilitic are also seen. The mafic microgranular enclaves in Kozak pluton refers to the change of magmas primary composition. For determination of geochemical properties of Kozak pluton, major and trace element analyses have been made on 10 rock samples. ALS laboratory which is located in Izmir is performed these analyses. The analitic methods used in these analyses could be reached on http://www.alsglobal.com website. According to the major and trace element values obtained from geochemical analyses Kozak pluton is in calc-alkaline, I type and metaluminous character. Morover, Kozak pluton shows a series extending from high-K calc-alkaline to shoshonitic in SiO2 - K2O diagram. As the SiO2 values changing between %60,92 and %72,21, the 4 rock samples seem asidic and 6 rock samples seem intermediate in composition. The trace element patterns which are normallized in accordance with N-MORB and chondrite show the enrichment of large ion lithopile elements (LILE) and light rare earth elements (LREE) which point out another magma mixing process in pluton. As SiO2 values increase, major oxides of Na2O and K2O values also increase however CaO, MgO, Fe2O3, TiO2 and P2O5 values decrease. Additionally, while SiO2 values increase, trace elements of Rb, Zr and Nb values increase but Sr values decrease. Decrease in the TiO2 indicates the fractional crystallization of the Fe-Ti oxides. Moreover, decrease in CaO purport the fractional crystallization of plagioclase minerals and decrease in MgO and Fe2O3 shows the fractional crystallization of pyroxene minerals.Within the scope of physico-mechanical analyses, the tests of specific gravity, water absorption, Los Angeles abrasion and magnesium sulfate soundness have been performed. These tests have been chosen in accordance with many specifications. So, results are given in following. Specific gravity results are changing between the values of 2,603 g/cm3 to 2,625 g/cm3 for 0-4 mm grain sized samples and 2,628 g/cm3 to 2,694 g/cm3 for 4-25 mm grain sized samples. Water absorption values are obtained as 0,60% to 1,84% for 0-4 mm grain sized samples and 0,63% to 2,08% for 4-25 mm grain sized samples. Los Angeles abrasion test values are between 27,40% and 33,70%. And, magnesium sulfate soundness has give us the range of 1,76% to 9,03%. Test results of rock samples taken from each location indicates that specific gravity, water absorption and magnesium sulfate soundness values are satisfying but the Los Angeles abrasion values do not fulfill the required results for some specifications. These Los Angeles abrasion values are also satisfactory for many specifications. The reason behind the low Los Angeles values is thought be due to using laboratory type jaw crusher which breaks the rocks flaky. If cubic crushers like tertiary crushers are used, it is though that the Los Angeles abrasion values are going to be below 20%. Later on, petrographic - geochemical analyses and physico-mechanical tests have been compared with each other. First of all, the physico-mechanical test values are evaluated with changing mineral composition and textures of rocks, correlatively. As amount of biotite decreases and coarse grained granular texture is observed, specific gravity values increases and Los Angeles abrasion and magnesium sulfate soundness values decrease. Rocks showing low quartz composition and coarse grained granular texture have lower water absorption. Secondly, geochemical properties of each rock samples based upon major and trace element analyses are compared with physico-mechanical test values. As SiO2 values increase, Los Angeles abrasion values are generally decrease. As Fe2O3 values insrease, specific gravity values of 0-4 mm are more than 2,610 g/cm3. Al2O3, CaO, MgO and trace elements datas give nothing comparable thus there couldn't show any approach to physico-mechanical properties.Finally, findings are scrutinized and the locations of which take part in the south of the region K7, in the middle of the region K4 and K5 and in the north of the region K9 could be used as aggregate (building stone). 91