Danaçayır (Sındırgı, Balıkesir) bölgesindeki kaolen yatağının jeolojisi ve mineralojik incelemesi

Abstract

Bu çalışmada, Balıkesir ilinin güneydoğusunda yer alan Sındırgı ilçesinin Danaçayır köyünde, yaklaşık 30 km2 'lik bir bölgenin jeolojisi ve kaolenlerin mineralojik - jeokimyasal incelemesi yapılmıştır. Çalışma alanının temelinde karmaşık seri yer almaktadır. Mafik volkanik, serpantin merceklerini kapsayan ve başlıca meta kiltaşı, meta kumtaşı ve kireçtaşından oluşan "Karmaşık Seri" Üst Kretase yaşlıdır. Üst Kretase yaşlı bu birim üzerine uyumsuzlukla gelen Tersiyer volkanit topluluğu Miyosen ve Pliyosen'de meydana gelmiştir. Volkanitler bölgede, asidik bileşimli kayaçlarla, bunların tüfleri şeklinde gözlenmektedir. İnceleme alanındaki kaolen oluşumları, Pliyosen yaşlı dasitik tüf-tüfitlerin hidrotermal alterasyonu sonucu meydana gelmektedir. Bölgedeki kaolen oluşumunun ortalama kalınlığı 10-15 metredir. Kaolenin içerisinde muhtelif seviyelerde ve yersel küçük mercekler şeklinde opal yuvalanmaları mevcuttur. Bölgede kaolen oluşumunu takiben uyumsuz olarak riyolitik tüfler gelmiştir. Riyolitik tüflerde kaolenleşme gözlenmemektedir. Kuvaterner yaşlı alüvyon bölgedeki en genç çökelleri oluşturmaktadır. Sahada gözlenen alüvyon; çakıl, kum, silt türü sedimanların gevşek bir şekilde depolanmaları sonucu oluşmuştur. Kaolenlerin ayrıntılı incelemesi, değişik kesimlerden derlenen örnekler üzerinde X-ışınları difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), diferansiyel termik analiz (DTA), optik mikroskop ve kimyasal analiz incelemeleri yapılarak gerçekleştirilmiştir. X-ışını difraksiyonu (XRD) incelemelerine göre, inceleme alanındaki kaolenlerin esas minerali kaolinittir. Kaolinitlere eşlik eden diğer mineral ise kuvarstır. Bunun yanında diferansiyel termik analiz (DTA) ve taramalı elektron mikroskop (SEM) incelemeleri sonucunda kaolen oluşumunu destekleyen veriler elde edilmiştir. Kaolenlerin ana ve iz element içerikleri belirlenmiş ve alterasyon süresince asidik tüflerin kaolene dönüşüm süresince element mobilizasyonları yorumlanmıştır. Buna göre alterasyon Si, Fe, Cr ve S kazanımı, Ca, Mg ve alkali kayıplarıyla kontrol edilmektedir. Ti ve Al elementleri ise kalıntı malzemede yerinde zenginleşmektedir. İz elementlerin göçü incelendiğinde Y, Nb ve Rb elementlerinin zenginleşmesi, Hf, Zr, Ta, Ga, Sr ve Ba elementlerinin ise kayıpları söz konusudur. Th ve U elementleri immobil özellik göstermişler yani yerinde (in-situ) zenginleşmişlerdir.

The base of studied area is formed by melange. It is mainly composed of meta claystone, meta sandstone and limestone and also includes mafic volkanic, serpantine lenses. It is Upper Cretaceous age. Tertiary litologic group, coming over Upper Cretaceous in unconformity, is Miocene and Pliocene age. Volcanic in this area are found as asidic rocks and their tuffs Kaolins in the studied area was formed by the alteration due to hydrothermal activity of pliocene aged dacitic tuff and tuffite and the thickness of kaolinization is about 10-15 m.. Opal lenses are also found in different levels of kaolin zones. Following to the kaolinization, rhyolitic tuffs were formed with unconformity. No kaolinization is found in rhyolitic tuffs. Quaternary aged alluvion forms the youngest precipitates in the area. Alluvion found in the field contains gravel, sand, silt in loose form. The examination of the kaolins, was made on the samples from different sections with X-ray difraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), differential termic analyse (DTA), optic microscope and chemical analysis technics. The x-ray diffaction (XRD) investigation has show that kaolin's main mineral is kaolinite. The other minerals accompanied kaolin are quartz. In addition to this, origin of kaolins is supported by SEM investigation. The major and trace element contents of kaolin's are determined. Mobility of elements during alteration of acidic tuff to kaolin is investigated. The alteration is controlled by gain of Si, Fe, Cr, and S and loss of Ca, Mg and alkalies. Ti and Al are enriched residually. İnvestigation of trace element mobility indicates that loss of Hf, Zr, Ta, Ga, Sr, Ba and gain af Y, Nb, Rb. The and U are enriche in-situ and show immobile character. In the region, kaolin whose formation places are identified, has missing detailed studies about its formation mechanism. Data acquired with this thesis study, will contribute to identify the origin of the kaolin formation in the region. The geologic etudes and research soundings will reveal the reserve and quality of Danaçayır kaolin ore beds. Whether taken from field or from cathodes, samples will be analysed chemically and technologically to determine their reusability in ceramic, refrakter and paper industry. Also it's certain that a contribution will be made to economy with the acquired data because the region wasn't researched before.