Characterization and evaluation of alteration minerals in the northwest of Gonen (Balikesir, Turkiye)
Gönen (Balıkesir, Türkiye) kuzeybatısında bulunan alterasyon minerallerinin karakterizasyonu ve değerlendirilmesi
- Tez No: 964237
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CEREN KÜÇÜKUYSAL, DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE ÜNAL ERCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 151
Özet
Küresel nüfus artışı ve kaynak tüketiminin hız kazanmasıyla birlikte, endüstriyel hammadde talebi artmaya devam etmekte ve bu da mevcut rezervlerin giderek tükenmesine yol açmaktadır. Bu hammaddeler arasında, geniş endüstriyel kullanım alanları ve çeşitli kökenleri nedeniyle kil mineralleri özel bir öneme sahiptir. Genellikle ayrışma, diyajenez ve hidrotermal alterasyon süreçleriyle oluşan killer, aynı zamanda akışkan-kayaç etkileşimlerinin göstergeleri olarak da işlev görmektedir. Bu çalışma, kuzeybatı Türkiye'de, Kuzey Anadolu Fay Zonu'nun bir segmenti olan Gönen-Yenice Fay Zonu üzerinde konumlanan Beyoluk ve Şaroluk köyleri arasındaki bölgede Geç Oligosen-Orta Miyosen yaşlı andezitler ile Orta Miyosen yaşlı granitoyidler içinde gelişen hidrotermal alterasyona bağlı kil mineralizasyonunu araştırmaktadır. Bu kapsamda hem mostralardan hem de iki farklı lokasyondaki sondaj karot örnekleri sistematik olarak alınmış, andezit ve granitoyid ana kayaçlarını etkileyen hidrotermal alterasyonun boyutu ve özelliklerini değerlendirmek amacıyla analiz edilmiştir. Saha çalışmaları ve çoklu enstrümantal laboratuvar analizleri (optik petrografi, XRD, FTIR, SEM-EDX ve tüm kaya jeokimyası), litolojiye bağlı iki evreli bir alterasyon geçmişini ortaya koymaktadır. Geç Oligosen–Orta Miyosen andezitik kayaçlara granitoyid intruzyonlarının sokulması, ardışık hidrotermal olayların varlığını işaret etmektedir. Andezitlerde yoğun kaolinitleşme, pirofillitleşme ve illitleşme gözlenirken; granitoyidlerde baskın olarak kloritleşme ve illitleşme izlenmiştir. Özellikle fay zonlarına yakın XRD verileri, alunit, anhidrit ve jarosit gibi sülfat minerallerini tespit etmiştir. FTIR analizleri ise, pirofillit, kaolinit ve illit gibi fillosilikatlara özgü Si-O-Si ve Si-O-Al bağlarıyla ilişkili hidroksil varlığını doğrulamaktadır. Ayrıca SEM-EDX analizleri altere kayaçlarda kaolinitin altıgen levhalarını, halloysitin tüpsü morfolojisini, smektitin petek benzeri yapısını ve fillosilikatların düzensiz, ince, pulsu levha şekillerini detaylı biçimde karakterize etmiştir. Mineralojik bulgulara göre, özellikle pirofillit ve alunit gibi ileri evre arjilik alterasyon ürünlerinin varlığı, yüksek sıcaklıklı ve asidik akışkanlarla ilişkili yüksek-sülfidasyon epitermal sistemleri işaret etmektedir. Altere kayaçlarda kaolinit, klorit, illit ve smektit gibi minerallerin varlığı ise düşük-orta sıcaklıklı alterasyon koşullarına işaret etmektedir. Bu mineraller, genellikle orta dereceli sıcaklıklarda ve hafif asidik-nötr pH koşullarında oluşan arjilikten orta dereceli arjilik alterasyon zonlarına özgüdür. Bu mineral topluluğu, yüksek sülfidasyon sistemlerine kıyasla daha düşük termal rejimli hidrotermal akışkanların etkisini yansıtmaktadır. İleri evre arjilik zonlar yer yer arsenopirit ve diğer sülfit minerallerini de barındırmakta olup, bu durum erken evre hidrotermal sistemin yüksek sülfidasyon karakterini bir kez daha doğrulamaktadır. Bu mineral birlikteliği, alterasyonun ilk evrelerinde kükürt ve metal açısından zenginleşmiş akışkan bileşimlerinin varlığına işaret etmektedir. Jeokimyasal analizler, iki farklı alterasyon evresine ait özgün imzaları ortaya koymaktadır. Altere andezit örnekleri SiO₂, Fe₂O₃ ve S bakımından zenginleşme; CaO, Sr, Ba, Y, Nb ve Th bakımından tükenme göstermektedir. Altere granitoyid örneklerinde ise SiO₂, Fe₂O₃, MgO ve P₂O₅ açısından zenginleşme; CaO, Na₂O, Rb, Sr, Ba, Zr, Y, Nb, Tl, La ve Ce açısından tükenme tespit edilmiştir. Çok elementli diyagramlar, LILE (K, Rb, Ba) zenginleşmesi ve HFSE (Nb, Ta, Ti) tükenmesini göstermekte; K, Nb, Ta ve Ti'deki negatif anomaliler her iki ana kayaç grubu için çarpışma sonrası, dalma-batma ilişkili magmatik bir ortamı işaret etmektedir. Bu bulgular, hidrotermal alterasyon süreçlerinin her litolojik grubun jeokimyasal imzasını nasıl özgün şekilde değiştirdiğini ve çalışılan alandaki magmatik evrimde akışkan-magma etkileşimlerinin rolünü vurgulamaktadır. İz element oranları (Ba+Sr ve Ce+Y+La) alterasyon evrelerini daha da ayırt etmektedir: Granitoyidler süperjen koşulları yansıtırken, andezitler hem süperjen hem de hipojen özellikler göstermektedir. Kararlı izotop değerlerinden −3.2‰ ile +16.3‰ arasında değişen δ³⁴S değerleri ve 2.8‰ ile 7.9‰ arasında değişen δ¹⁸O değerleri alterasyon sıvılarının magmatik-hidrotermal kökenli olduğu jeokimyasal yorumlarını desteklemektedir. Tüm alüinit örnekleri (örnek no. 4021 hariç), magmatik SO₂ kaynaklı sistemlerin etkisi altında kristalleşmiştir. Bu sonuçlar, hidrotermal sistemin termal ve kimyasal evrimine dair yeni bilgiler sunmakta ve ana kaya bileşiminin alterasyon gelişimi üzerindeki etkisini ortaya koymaktadır. Sonuç olarak, bu çalışmada tespit edilen alterasyon mineralleri, çalışma alanındaki hidrotermal alterasyonun yüksek sıcaklıklı-asidik ileri evre arjilik alterasyondan, orta sıcaklıklı-nötr koşullardaki arjilikten proplitik alterasyona doğru kademeli şekilde geliştiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
As global population growth and resource consumption accelerate, the demand for industrial raw materials continues to rise, leading to the progressive depletion of existing reserves. Among these, clay minerals are of particular interest due to their wide industrial applicability and diverse genetic origins. Typically formed through weathering, diagenesis, and hydrothermal alteration, clays also serve as indicators of fluid-rock interactions. This study investigates the hydrothermal alteration associated clay mineralization within the Late Oligocene-Middle Miocene andesites and the Middle Miocene granitoids in the region between Beyoluk and Şaroluk villages, located on the Gönen-Yenice fault zone, a segment of the North Anatolian Fault system in northwestern Türkiye. Within the scope of this study, both outcrop samples and drill core samples from two different locations were systematically collected and analyzed in order to comprehensively assess the extent and characteristics of hydrothermal alteration affecting the andesite and granitoid host rocks. Field work and multi-instrumental laboratory analyses (optical petrography, XRD, FTIR, SEM-EDX and whole-rock geochemistry and stable isotopes) reveal a two-phase, lithology-dependent alteration history. Andesitic rocks from the Late Oligocene–Middle Miocene were intruded by granitoids, suggesting successive hydrothermal events. The andesites exhibit intense kaolinitization, pyrophyllitization and illitization, while granitoids show predominant chloritization and illitization. XRD data especially near fault zones identify sulfate minerals such as alunite, anhydrite, and jarosite. FTIR confirms the presence of hydroxyls bonded to Si-O-Si and Si-O-Al which are characteristics of the phyllosilicates (pyrophyllite, kaolinite, and illite). Additionally, SEM-EDX characterizes the pseudohexagonal plates of kaolinites, tubular habits of halloysite, honeycomb structures of smectite and flaky, irregular thin plates of phyllosilicates in altered rocks. According to the mineralogical findings, the occurrence of advanced argillic alteration products, particularly pyrophyllite and alunite, indicates high-temperature, acidic fluid activity typical of high-sulfidation epithermal systems. The presence of kaolinite, chlorite, illite and smectite within the altered rocks suggests alteration in low- to intermediate-temperatures. These minerals are characteristic of the argillic to intermediate argillic alteration zones, which typically form under conditions of moderate fluid temperatures and slightly acidic to neutral pH environments. This assemblage reflects the influence of hydrothermal fluids with a relatively low thermal regime compared to high-sulfidation systems. In addition, the advanced argillic zones locally host arsenopyrite and other sulfide minerals, further confirming the high-sulfidation nature of the early hydrothermal system. These mineral associations provide evidence for fluid compositions enriched in sulfur and metal content during the first alteration stages. Geochemical analyses uncover the distinctive signatures of two different alteration phases in that altered andesites show enrichment in SiO₂, Fe₂O₃, and S, and depletion in CaO, Sr, Ba, Y, Nb, and Th. Furthermore, altered granitoid samples show enrichment in SiO₂, Fe₂O₃, MgO, and P₂O₅ and depletion in CaO, Na₂O, Rb, Sr, Ba, Zr, Y, Nb, Tl, La, Ce. Multi-element diagrams reveal enrichment in LILE (K, Rb, Ba) and depletion in HFSE (Nb, Ta, Ti), with negative anomalies in K, Nb, Ta, and Ti indicating a post-collisional subduction-related magmatic setting for both host rocks. These findings highlight how hydrothermal alteration processes distinctly modify the geochemical signatures of each lithological group and emphasize the role of fluid–magma interactions in the magmatic evolution of the study area. Trace element ratios (Ba+Sr and Ce+Y+La) further distinguish alteration stages, with granitoids reflecting supergene conditions and andesites showing both supergene and hypogene signatures. Stable isotope data support these geochemical interpretations, as δ³⁴S values ranging from −3.2‰ to +16.3‰ and δ¹⁸O values between 2.8‰ and 7.9‰ indicate a magmatic-hydrothermal origin for the alteration fluids, with all alunite samples (except for sample no. 4021) crystallizing under the influence of magmatic SO₂-derived systems. These results provide new insights into the thermal and chemical evolution of the hydrothermal system and underscore the influence of protolith composition on alteration pathways. As a conclusion, alteration minerals of this study suggest that the hydrothermal alteration in the study area happens progressively from a high temperature-acidic conditions of advanced argillic alteration towards moderate temperature-neutral conditions of an argillic to propylitic alteration.
Benzer Tezler
- Characterization and utilization of calcined Turkish kaolins for improving strength and durability aspects of concrete
Türkiye kökenli kalsine kaolenin betonun dayanım ve dayanıklılık özelliklerini iyileştirilmede kullanımının araştırılması
KASIM MERMERDAŞ
Doktora
İngilizce
2013
İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERHAN GÜNEYİSİ
- 4-(triflorometoksi)fenoksi grupları içeren ftalosiyaninlerin sentezi, tıpta, biyolojide ve ileri teknolojide kullanılabilirliklerinin araştırılması
Synthesis of phthalocyanines containing 4- (trifluorometoxy) phenoxy groups and investigation of their usability in medicine, biology, and advanced technology
NAZLI FARAJZADEH
- Arıtılmış evsel atıksulardan ince-film fotokataliz prosesi ile antibiyotik ve Escherichia coliforms gideriminin modellenmesi
Modelling of antibiotics and Escherichia coliforms removal by thin film photocatalysis from urban wastewater treatment plant effluents
CAN BURAK ÖZKAL
Doktora
Türkçe
2017
Çevre MühendisliğiNamık Kemal ÜniversitesiÇevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜREYYA MERİÇ PAGANO
- Beyne hedeflendirilmiş kaspaz inhibitörleri ve bazik fibroblast büyüme faktörü (bFGF) taşıyan nanopartiküllerin hazırlanması, beyne geçişinin ve etkinliğinin değerlendirilmesi
Preparation of caspase inhibitors and basic fibroblast growth factor (bFGF) loaded nanoparticles, evaluation of transition and efficiency to the brain tissue
SEÇİL ÇABAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
BiyoteknolojiHacettepe ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ ÇAPAN
- Keten tohumu yağı kullanılarak çok tabakalı yağ/su emülsiyon oluşumu, karakterizasyonu ve stabilitesi
Formation, characterization and stability of multilayer oil/water emulsion by using flaxseed oil
CANAN KARTAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMİH ÖTLEŞ
PROF. DR. MUSTAFA KEMAL ÜNAL