Başören ve Demirli (Kütahya) Çevresindeki Bentonit yataklarının Jeolojik Özelliklerinin Araştırılması ve Değerlendirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2002
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ahmet Yıldız
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Mustafa KUŞCU
Özet:IV ÖZET Başören (Kütahya) bentonit yatakları, Kütahya - Eskişehir yolunun 23. km 'sindeki Ilıca mevkiinin 1 1 km güney doğusunda bulunurlar ve Başören köyü ve dolayında yaklaşık 200 km2 'lik bir alanda yayılım sunarlar. İnceleme alanının temel kayaçlan Alt-Orta-Üst Triyas yaşlı Kınık ofiyoliti ve İnönü metamorfikleridir. Kınık ofiyoliti başlıca serpantinleşmiş ve lisfenitleşmiş ultramafik kayaçlardan meydana gelmektedir. Kınık ofiyoliti, İnönü metamorfiklerinin üzerine tektonik olarak gelmektedir. Pliyosen yaşlı Ilıca formasyonu temel kayaçlarının üzerine açılı uyumsuzlukla gelmektedir. Formasyonu konglomera, Demirli tüf-tüfit üyesi, Davudun perliti, Şakirtepe silisifiye tüfü, Kayserkale andeziti ve Çalca Tepe bazaltı oluşturur. İnceleme alanında geniş yayılım sunan volkanizma, özellikle Pliyosen döneminde oluşmuştur. Volkanik kayaçlar üzerinde yapılan jeokimyasal incelemeler sonucunda inceleme alanındaki volkanitlerin tamamımn sialik kökenli olduğu, Çalca Tepe bazaltı ve Kayserkale andeziti dışmda kalan örneklerin kalkalkalin nitelikte oldukları tespit edilmiştir. İnceleme alanında volkanizma başlangıçta riyolitik ve riyodasit- dasitik lav, tüf-tüfit ve aglomeralardan oluşmuştur. Daha sonra andezitik ve bazaltik lavlara dönüşmüştür. Başören (Kütahya) bentonit yatakları riyolitik, riyodasit-dasitik bileşimli Demirli tüf- tüfit üyesi, Davudun perliti ve Şakirtepe silisifiye tüfüyle birlikte bulunur ve onların aynşmasıyla oluşmuşlardır. Beyaz, yeşil ve pembemsi renge sahip olan bentonit yataklarının kalınlığı 20-30 cm ile 20-30 m arasında değişmektedir. Çayırlık Tepe bentonit yatağı, perlit içerisinde bulunur ve inceleme alanındaki en büyük yataktır. Kristalin tüfler içerisinde bulunan bentonit yatakları yeşil bentonit içerisinde beyaz bentonit mercekleri şeklinde oluşmuştur. İnceleme alanındaki bentonit yataklarının yayılımlan bölgedeki fay hatlarıyla uyum içerisindedir. Tüfierin alterasyonuyla oluşan bentonit yataklarının merkezinden itibaren dışa doğru yanal yönde zonlu yapı sunmaktadır. Bentonit yataklarının içinde düşey silis bantları bulunmaktadır. Başören (Kütahya) bentonit yataklarından elde edilen tüm bu morfolojik veriler "Damar Tip Hidrotermal Ayrışma" oluşum modeliyle büyük uyumluluk göstermektedir. Taramalı elektron mikroskop (SEM) incelemeleri sonucunda Başören bentonitlerinin yapraksal morfolojiye sahip montmorillonitten oluştuğu tespit edilmiştir. Alterasyon etkisiyle oluşan cam dissolüsyonu bentonit örneklerinde ve ana kayaçta yaygın olarak gözlenmektedir. Bentonitlerde bol miktarda görülen diğer mineraller ise küresel şekilli opal-CT ve yıldız çiçeği şekilli kristobalittir. X ışınlan difraktoğramı (XRD) incelemeleri sonucunda Başören bentonitlerinin Ca- bentonit bileşimli olduğu belirlenmiştir. Bentonitler başlıca smektit (montmorillonit)'ten meydana gelmiştir. Smektit (montmorillonit)'in dışında illit, karışık tabakalı illit/smektit (I/S) ve kaolen bentonitler içerisinde bulunan diğer birkil mineralleridir. Zeolit (höylandit), opal-CT, kristobalit, kuvars, feldspat, kalsit ve dolomit bentonitteki kil dışı mineralleri oluşturmaktadır. Başören (Kütahya) bentonitlerinin XRD incelemelerinde smektit (montmorillonit)'le birlikte zeolit (höylandit), karışık tabakalı illit/smektit (I/S), illit, kaolen, opal-CT ve kristobalit gibi mmerallerinin gözlenmesi alterasyonun başlangıcından son aşamasına kadar alterasyona neden olan hidrotermal eriyiklerin pH değerinin, kimyasal bileşiminin ve sıcaklığının sabit kalmadığım göstermektedir. Si02-Zr/TiC<2 ve NaıO+KaO-SiCh diyagramlarına göre yapılan kimyasal yorumlar, Başören (Kütahya) bentonitlerinin riyolitik ve riyadasit-dasitik bileşimli volkanizma ürünlerinin alterasyonuyla oluştuğunu göstermiştir. Bentonit ve alterasyon zonlarma ait örneklerin tüm kayaç kimyasal analiz sonuçları ana kayaçlar ile karşılaştırıldığında bentonitleşme sırasında Fe203, MgO ve CaO artış gösterirken SİO2, Na2Û, K2O ve TİO2 ise azalmıştır. Si ve alkali elementler ana kayaçtan çözünmüş ve büyük oranda smektit oluşumunda kullanılmıştır. Alterasyon sırasında Al mobilize olmayarak yerinde zenginleşmiştir. Altere olmamış ana kayaçtan bentonite geçişte Ga, Sn, Pb, Zn, Ni, As, Zr, Co, Th ve Nb kazançları; U, Ta, Cs, Sr ve Rb kayıpları meydana gelmiştir. İncelemeler sonucunda Fe203, MgO ve CaO gibi majör oksitler ile Ga, Sn, Pb, Zn, Ni, As, Zr, Sr, Co ve Nb gibi iz elementlerin zenginleşmesinde ikincil sulu Fe oksitlerin adsorbsiyonu ve iyon değişiminin etkili olduğu belirlenmiştir. Diğer taraftan, bentonitleşme sırasında Hafif Nadir Toprak Elementleri (LREE) kayıpları meydana gelirken Ağır Nadir Toprak Elementlerinde (HREE) zenginleşme gözlenmiştir. HREE'deki bu birikim alterasyon sırasında erimeyen aksesuvar minerallerden kaynaklanmaktadır. Kimyasal, mineralojik ve teknolojik testlerin birlikte yorumlanmasıyla Başören (Kütahya) bentonitlerinin kullanım alanları belirlenmiştir. Bu yorumlara göre Başören (Kütahya) bentonitlerinin yağların ağartılmasında, şarapların durultulmasında, kedi altlığı olarak, deterjan ve seramik sanayinde kullanılabileceği belirlenmiştir. Ayrıca, Başören (Kütahya) bentonitlerinin teknolojik özelliklerindeki farklılıkların mineralojik bileşimdeki değişimlere bağlı olarak gerçekleştiği tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Kütahya, Başören, Ca-bentonit, smektit, montmorillonit, SEM, XRD, DTA, iz element, REE, teknolojik özellikler.