Clay Mineralization Of The Neogene Aged Volcanics Of The Northeastern Sivrihisar (Mülk-Demirci)

Year 2007, Volume: 134 Issue: 134, 1 - 16, 01.03.2007

Zehra Karakaş , Baki Varol Sonay Boyraz

Abstract

 The Neogene lacustrine units in the Mülk-Demirci region (NE Sivrihisar) are composed of detritalevaporitic,
volcanic and pyroclastic rocks. The Miocene volcanic rocks consist of lava flows of basalt and andesite
composition and pyroclastic rocks are made up of agglomerate, tuff, altered tuff and tuffitic sandstone interbedded
with altered claystone. These volcanic units change to dolomite, dolomitic limestone, marl and gypsiferous
levels to the top. Some alteration zones in tuffs such as iron oxidation, limonitization, carbonatization and argillization
are very noticeable with their yellow and red colors. Smectite is the main clay mineral which was formed as
a result of alteration of volcanic and pyroclastic rocks in the study area. In some samples, smectite is accompanied
mostly by feldspar, dolomite, calcite, opal-CT, quartz and partly by illite, gypsum and analcime. In the electron
microscopy (SEM) studies, smectite morphology was distinguished with platy flakes that are developed as a
honeycomb texture. In addition, it was also determined in SEM images that smectite mineralization mostly develops
in dissolution voids and along fracture and fissures of volcanic glass or on the feldspar minerals. On the basis
of field and laboratory studies, formation of smectite was found to be controlled by feldspar and volcanic glass
which comprises the main component of tuffaceous units. Under hot and dry climate conditions, alteration of volcanic
material in the lake water had an important role in the formation of smectite. Smectite was formed by hydrolysis
of volcanic glass and alteration of feldspar. 

Keywords

Clay mineralization, Neogene, paleoclimate, pyroclastics, smectite, Sivrihisar, volcanic

References

• Batı, Z. 2004. Sözlü Görüşme. Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı.
• Bayhan, E. and Yalçın, H. 1990, Burdur gölü çevresin- deki Üst Kretase - Tersiyer yaşlı sedimanter is- tifin tüm kayaç ve kil mineralojisi. Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 117, 73- 87.
• Bellanca, A., Karakaş, Z., Neri, R. and Varol, B. 1993. Sedimentology and isotope geochemistry of lacustrine dolomite-evaporite deposits and as- sociated clays (Neogene, Turkey): environ mental implication. Mineralogica et Petrog- raphica Acta, 36, 245-264.
• Besbelli, A. and Varol, B. 2002. Tekke volkanitlerinde hidrotermal alterasyon ürünü kil mineralleş- meleri (Çubuk, Ankara KD). Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 125, 121 -137.
• Bilgin, H. 1972. Eskişehir ili kil imkanlarının genel eko- nomik prospeksiyon raporu. Maden Tetkik Ara- ma Genel Müdürlüğü Rapor No: 4708, 38s. An- kara (unpublished).
• Boyraz, S. 2004. Mülk-Demirci yöresi (Eskişehir- Sivrihisar) Neojen (Üst Miyosen-Pliyosen) bi- rimlerinin kil mineralojisi. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, 85s, Ankara (unpublished).
• Brelie, V.G. 1956. Sivrihisar ve Polatlı bölgesinde ya- pılan bir linyit prospeksiyonu hakkında rapor. Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 2437, Ankara (unpublished).
• Brindley, G. W. 1980. Quantitative X-Ray Mineral Analysis of Clays. In: Brindley, G W. and Brown, G (ed). Crystal Structures of Clay Mi- nerals and Their X-Ray Identification. Mono- graph 5, Mineralogical Society, London, 411- 438.
• Chamley, H. 1989. Clay formation through weathering. In: Chamley, H. (ed.). Clay Sedimentology, Springer Verlag, New York, 21-50.
• Christidis, G.E., Scott, P.W. and Marcopoulosi, T. 1995. Origin of the bentonite deposits of Eastern Milos, Aegean, Greece. Geological, mineralogical and geochemical evidence. Clays and Clay Minerals, 43, 63-77.
• Çoban, F. 1993. Kayakent (Eskişehir) yöresinin jeolo jisi ve bölgedeki tabakalısepiyolitlerin mineralo jik incelemesi. A.Suat Erk Jeoloji Sempoz- yumu, 2-5 Eylül 1991, Ankara, 283-289.
• Ece, Ö.I. and Çoban, F. 1990. Origin and significance of the sepiyolite beds and nodules in the Mio- cene lacustrine basin, Eskişehir, Turkey. In: Savaşçın, M. Y. and Eronat, A. H. (ed). Inter- national Earth Sciences Congresson Agean Regions Proceedings I, 234-245.
• Erol, O. 1955. "W. Weingart 56/2, 56/4 (Sivrihisar) ve 57/1, 57/3(Ankara) paftalarının jeolojik haritası hakkında raporu"na ait korelasyon revizyonu raporu. Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 2473, Ankara (unpublished).
• Furnes, H. 1975. Experimental palagonization of ba- saltic glasses of varied composition. Contribu- tions to Mineralogy and Petrology, 50, 105-113.
• Gall, Q. and Hyde, R. 1989. Analcime in lake and lake- margin sediments of the Carboniferous Rocky Brook Formation, Western Newfoundland, Ca- nada. Sedimentology , 36, 875-887.
• Gençoğlu, H., 1996. Eskişehir - Sivrihisar - Oğlakçı Köyü sepiyolit sahasının ait maden jeolojisi. Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 9858, 33s. Ankara (unpublished).
• , Irkeç, T., Güngör, N., Demirhan, M. and Çokyaman, S. 1992. Lithofacial features of the Upper Sakarya section of central Anatolian Neogene basin (Sivrihisar-Günyüzü-Çeltik) and the sepiolite occurrences. 1st. International Symposium on Eastern Mediterranean Geo- logy, 13-16 October 1992, Adana, 322-323.
• and , 1994. Ankara-Polatlı-Türktaciri sa- hasının maden jeolojisi. Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 9487, 253s. Ankara (unpublished).
• Gözler, M.Z., Cevher F., Ergül E. and Asutay. H.J. 1996. Orta Sakarya ve Güneyinin jeolojisi. Ma- den Tetkik Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 9973, 87s. Ankara (unpublished).
• Grim, R.E. and Güven, N. 1978. Bentonites, geology, mineralogy, properties and uses, Elsevier, Amsterdam, 256p.
• Gümüşer, G. and Yalçın, H. 1998. Kelkit vadisi ku- zeyindeki (Reşadiye-Yazıcık-Bereketli/Tokat) bentonit yataklarının mineralojik ve jeokimya- sal incelenmesi. Yerbilimleri, 20, 91-110.
• Gündoğdu, M.N.1982. Neojen yaşlı Bigadiç sediman- ter baseninin jeolojik mineralojik ve jeokimyasal celenmesi. Hacettepe Üniversitesi Fen Bilim- leri Enstitüsü Doktora Tezi, Ankara, 386s. (un- published).
• Hardie, L. A., Smooth, J.P. and Eugster, H.P. 1978. Saline lakes and their deposits: a sedimento- logical approach. In Matter, A. and Tucker M.E (ed). Special Publication number 2 of the In- ternational Association of Sedimentologists, 7-41.
• Hartley, A., Flint, S. and Turner, P. 1991. Analcime: a characteristic authigenic phase of Andean allu- vium, northern Chile. Geological Journal, 26, 189-202.
• Jones, J.B. and Segnit, E.R. 1971. The nature of opal: I.nomenclature and constituent phases. Jour- nal of the Geological Society of Australia, 18,57-68.
• Kadir, S. and Karakaş, Z. 2002. Mineralogy, chemistry and origin of halloysite, kaolinite and smectite from Miocene ignimbrites, Konya, Turkey. Neues Jahrbuch Fur Mineralogie Abhandlun- gen, 177, 113-132.
• Karakaş, Z. 1992. Ballıhisar-Ilyaspaşa (Sivrihisar- Eskişehir güneyi) yöresinin jeolojik, petrografik ve mineralojik incelenmesi. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, 184s, An- kara (unpublished).
• and Varol, B. 1993. Sivrihisar-Ilyaspaşa civarı sepiyolitlerinin elektron mikroskop incelemesi, A.Suat Erk Jeoloji Sempozyumu, 2-5 Eylül 1991, Ankara, 303-310.
• and 1994. Sivrihisar Neojen baseninde- ki gölsel dolomitlerin petrografisi ve oluşum koşullarının duraylı izotoplar (18O;13C) yardı- mıyla yorumlanması. Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 116, 81-96.
• and Kadir, S. 2006. Occurrence and origin of analcime in a Neogene volcano-sedimentary lacustrine environment, Beypazarı-Çayırhan basin, Ankara, Turkey. Neues Jahrbuch fur Mi- neralogie Abhandlungen, 182/3, 253-264.
• Kibar, M., Gökten, E., Lünel, T. and Kadıoğlu, Y.K. 1992. Sivrihisar intrüzif kompleksi ve civarının jeoloji ve petrografisi. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bülteni, 7, 78-86.
• Kulaksız, S. 1981. Sivrihisar Kuzeybatı yöresinin jeolojisi. Yerbilimleri, 8,103-124, Beytepe, Ankara.
• Mariner, R.H. and Surdam, R.C. 1970. Alkalinity and formation of zeolites in saline alkaline lakes. Science, 170, 977-979.
• Millot, G. 1970. Geology of clays. Translated by W.R Farrand and H.Paquet. Springer Verlag, New York, Berlin, 429p.
• Moore, D. and Reynods, C. 1989. X-Ray diffraction and the identification and analysis of clay mi- nerals. Oxford University Press, 332p.
• Özbaş, Ü. 2001. Mineralogic and geochemical investi- gation of zeolite and related minerals of Mülk- Oğlakçı Region, Sivrihisar. Dokuz Eylül Üniver sitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Yök Dökümantasyon Merkezi Rapor No:109623, Ankara (unpublished).
• Özen, H. and Sarıfakıoğlu, E. 2003. Sivrihisar (Es- kişehir) dolayındaki volkanitlerin petrografik ve petrolojik özellikleri. 56. Türkiye Jeoloji Kurul- tayı Bildiri Özleri Kitabı, 14-20 Nisan 2003, An- kara, 20-21.
• Özkan, O.T. and Erkalfa, H. 1977. Türkiye'de ticari bentonit killerin özellikleri ve kullanım alanla- rının tesbiti. Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştır- ma Kurumu Proje No: 04- 7652, 138s, Ankara (unpublished).
• Paterson, E. and Swaffield, R. 1987. Thermal analysis. In: Wilson, M.J. (ed). A handbook of determina- tive methods in clay mineralogy, Blackie, 99- 133.
• Renaut, R.W. 1993. Zeolitic diagenesis of Late Qua- ternary fluviolacustrine sediments and asso- ciated calcrete formation in the Lake Bogoria Basin, Kenya Rift Valley. Sedimentology, 40, 271-301.
• Saraç, G. 2004. Sözlü Görüşme. Maden Tetkik Arama Enstitüsü.
• Schimid, R. 1981. Descriptive nomenclature and clas- sification of pyroclastic deposits and fragments: Recommendations of the international union of geological sciences subcommission on the systematics of ıgneous rocks. Geology, 9, 41- 43.
• Stamatakis, M.G. 1989. Authigenic silicates and silica polymorphs in the Miocene saline-alkaline de- posits of the Karlovassi basin, Samos, Greece. Economic Geology, 84, 788-798.
• Streckeisen, A. L. 1976. Classification of the common ignous rocks by means of their chemical com- position: a provisional attempt. Neues Jahr- buch für Mineralogie Monatshefte, H.1, 1-15.
• , 1979. Classification and nomenclature of vol- canic rocks, lamprophyres, carbonatites, and melitic rocks - recommendations and sugges- tions of the international union of geological sciences Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks. Geology, 7, 331-335.
• Taner, G. 2004. Sözlü Görüşme. Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bö- lümü.
• Temel, A. 2001. Post-collisional Miocene alkaline vol- canism in the Oğlakçi Region, Turkey: Petro- logy and geochemistry. International Geology Review, 43, 640-660.
• Türkmenoğlu, A., Koçyiğit, A. and Özalp, T. 1995. Kalecik-Hasayaz havzasındaki Tersiyer göl sedimanlarının jeolojisi ve kil mineralojisi. VII. Ulusal kil sempozyumu, 27-30 Eylül 1995, An- kara, 55-63.
• Tucker, M. E. 1992. Sedimantary Petrology. Black- Well, Oxford, 260p.
• Umut, M., Gedik, I., Güner E., Saçlı, L. and Şen, A.M. 1991. Çifteler-Holanta (Eskişehir) Çeltik (Kon- ya) ve dolayının jeolojisi. Maden Tetkik ve Ara- ma Raporu No. 9204, 39s, Ankara (unpub- lished).
• Ünlü,T., Gençoğlu,H., Irkeç, T. and Bayhan H., 1995. Turkish sepiolite deposites: A Review. In: Sri- vastava Rajesh K. and Chandra, R. (ed). Mag- matism in relation to diverse tectonic settings, Oxford and IBH, 225-260.
• Weingart, W. 1954. 56/2, 56/4 (Sivrihisar) ve 57/1, 57/3 (Ankara) paftalarının jeolojik haritası hak- kında rapor. Maden Tetkik ve Arama Raporu No: 2248, Ankara (unpublished).
• Yeniyol, M. 1987. Enez bentonitinin jeolojisi, mineralo- jisi ve oluşumu. III. Ulusl Kil Sempozyumu, 21- 27 Eylül 1987, Istanbul, 123-137.
• , 1992. Yenidoğan (Sivrihisar) sepiolit yatağının jeolojisi, mineralojisi ve oluşumu. Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 114, 71-85.
• , 1993. Sivrihisar'da (Eskişehir) sedimanter- diyajenetik oluşumlu yeni bir lületaşı türü. Maden Tetkik ve Arama Dergisi ,115,81-90.