Investigation of Natural Radioactivity Characteristics of Rocks in Gölcük/Isparta and Its Vicinity

Abstract

This study was carried out in the Gölcük (Isparta) volcanic region, which is among the youngest eruptive volcanoes of Turkey. The aim of this study is to measure the radioactivity concentration values in the rocks developed due to explosive volcanism in the region, to interpret these values for the region, and to evaluate the effects of the concentration values on human health and environmental effects. Uranium (U), Thorium (Th), Potassium (K), and absorbed dose rate measurements were taken at a total of 452 points on the volcanic and pyroclastic rocks in the region using Gamma-ray spectrometry and in situ measurement technique. Distribution maps of the measurements were created and high radioactivity values were observed throughout the region. While the obtained U values varied between 10 and 350 Bq/kg, it was observed that the Th values reached 420 Bq/kg. High concentration values were observed in similar regions in both concentration distribution maps. The potassium value measured for the region reaches 2200 Bq/kg. It is thought that the high U and K values obtained as a result of the measurements may be due to the potassic-ultrapotassic characters of the volcanic-origin rocks in the region. The dose rate absorbed in the air reaches 480 nGy/h, which is approximately eight times the world average (60 nGy/h) determined by UNSCEAR. Therefore, there is a possibility that the living things living in this environment may be negatively affected by this situation.

Keywords

• Radioactivity
• Golcuk volcanism
• Gamma-ray spectormeter
• Absorbe dose rate
• Radioactivity, Golcuk volcanism, Gamma-ray spectormeter, Absorbe dose rate

Gölcük/Isparta ve Yakın Çevresinde Yer Alan Kayaçların Doğal Radyoaktivite Özelliklerinin İncelenmesi

Öz

Bu çalışma Türkiye’nin en genç patlamalı volkanları arasında yer alan Gölcük (Isparta) volkanik bölgesinde yapılmıştır. Bu çalışmanın amacı bölgedeki patlamalı volkanizmaya bağlı olarak gelişen kayaçlardaki radyoaktivite konsantrasyon değerlerinin ölçülerek bölge için bu değerlerin yorumlanması ve elde edilen konsantrasyon değerlerinin insan sağlığı üzerindeki etkileri ile çevresel etkilerinin değerlendirilmesidir. Arazi çalışmaları kapsamında Gama-ışın spektrometresi ve yerinde ölçüm tekniği kullanılarak piroklastik kayaçlar ve volkanik kayaçlar üzerinde toplam 452 noktada Uranyum (U), Toryum (Th), Potasyum (K) ve absorbe doz oranı ölçümleri alınmıştır. Elde edilen ölçümlere ait dağılım haritaları oluşturulmuş ve bölge genelinde yer yer yüksek radyoaktivite değerleri gözlenmiştir. Elde edilen U değerleri 10 ile 350 Bq/kg aralığında değişirken, Th değerlerinin 420 Bq/kg değerine ulaştığı görülmüştür. Her iki konsantrasyon dağılım haritasında da benzer bölgelerde yüksek konsantrasyon değerleri gözlenmiştir. Bölge için ölçülen potasyum değeri ise 2200 Bq/kg değerine ulaşmaktadır. Ölçümler sonucu elde edilen yüksek U ve K değerlerinin bölgedeki volkanik kökenli kayaçların kimaysal açıdan sahip olduğu potasik-ultrapotasik karakterlerinden kaynaklanabileceği düşünülmektedir. Dağılım haritalarından elde edilen sonuçlar bölgenin genel jeolojisi ile karşılaştırıldığında bölgede yer alan tefrifonolit kayaçların olduğu alanlara karşılık gelen bölgelerin daha yüksek konsantrasyon değerleri gösterdiği görülmüştür. Havada absorbe edilen doz oranı ise 480 nGy/h değerlerine ulaşmaktadır ki bu değer UNSCEAR tarafından belirlenen dünya ortalamasının (60 nGy/h) yaklaşık olarak sekiz katı değerindedir. Dolayısıyla bu çevrede yaşayan canlıların bu durumdan negatif olarak etkilenebilme olasılığı bulunmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• radyoaktivite
• Gölcük volkanizması
• gama-ışın spektrometresi
• absorbe doz oranı

References

1. [1] Brunn, J., 1976. L‟Arc Concave Zagro-Taurique Et Les Arcs Convexes Taurique Et. Bulletin Society Geology, Xvııı (No), 553-567.
2. [2] Şengör, A., 1980. Türkiye'nin Neotektoniğinin Esasları. Türkiye Jeoloji Kurultayı, 2-40.
3. [3] Şengör, A., Yılmaz, Y., 1983. Türkiye'de Tetis'in Evrimi Levha Tektoniği. Türkiye Jeoloji Kurumu Yerbilimleri Özel Dizisi No:1. Ankara.
4. [4] Glover, C.V., 1998. Neotectonic Intersection Of The Agean And Cyprus Tectonic Arcs. Extentional And Strike-Slip Faulting Ġn The Isparta, Tectonophysics, Sw Turkey. 298, 103-132.
5. [5] Koçyiğit, A., 1981. Isparta Büklümünde (Batı Toroslar) Toros Karbonat. Türkiye Jeol. Kurumu Bülteni, 24, s. 15-23.
6. [6] Karaman, M.E., 1994. Isparta-Burdur Arasının Jeolojisi ve Tektonik Özellikleri. Türkiye Jeoloji Bülteni, 37(2), s. 119-134.
7. [7] Tohon, D.S., 2005. Identification Of A Historical Morphogenic Earthquake Throughtrenching At Ancient Sagalassos, Sw Turkey. Journal Of Geodynamics 40, 279-293.
8. [8] Telford, W.M., Geldart, L.P., Sheriff, R., Keys, D.A., 1976. Applied Geophysics, Cambridge University Press, Cambridge.

9. [9] Elitok, Ö., Özgür, N., Yılmaz, K., 2008. Gölcük volkanizmasının (Isparta) jeolojik evrimi, GB Türkiye. Proje no: TÜBİTAK 104Y181.
10. [10] Platevoet, B., Scaillet, S., Guillou, H., Blamart, D., Nomade, S., Massault, M., Yilmaz, K., 2008. leistocene eruptive chronology of the Gölcük volcano, Isparta Angle, Turkey. Chronologie des épisodes volcaniques pléistocènes du volcan Gölcük, Angle d’Isparta, Turquie. Revue de l'Association française pour l'étude du Quaternaire 19 (2), 147-156.
11. [11] McKenzie, D.P., 1972. Akdeniz bölgesinin aktif tektoniği. Geophys J Roy Astr 30, 109–185.
12. [12] Jackson, J., McKenzie, D.P., 1984. Batı Türkiye ve Pakistan arasındaki Alp-Himalaya kuşağının aktif tektoniği. Geophys J Roy Astr 77, 185–264.
13. [13] Gülen, L., Pınar, A., Kalafat, D., Özel, N., Horasan, G., Yılmazer, M., Işikara, A.M., 2002. Yüzey fay kırılmaları, artçı şok dağılımı ve 17 Ağustos 1999 İzmit, Türkiye, deprem. Boğa Seismol Soc Am 92 (1), 230–244.
14. [14] McClusky, S., Reilinger, R., Mahmoud, S., Ben-Sari, D., Tealeb, A., 2003. Afrika (Nubia) ve Arabistan levha hareketlerine ilişkin GPS kısıtlamaları. Geophys J Int 155 (1), 126–138.
15. [15] Şengör, AMC, Görür, N., Şaroğlu, F., 1985. Strike-slip faulting and related basin formation in zones of tectonic escape: Turkey as a case study: in Biddle,”, K.T. and Christie-Blick, N., edts, Strike-slip Deformation, Basin Formation, and Sedimentation, Special Publications, SEPM Society for Sedimentary Geology, Tulsa, 37, 227-264.
16. [16] Poisson, A., 1984. Doğu Akdeniz'in jeolojik evriminde İyon teknesinin GB Türkiye'ye genişlemesi. Geol Soc Spec Yayınları 17, 241–250.
17. [17] Yağmurlu, F., Savaşçın, Y., Bozcu, M., 2000. Türkiye'deki neotektonik olaylar ve Isparta Açısı'nın tektonik evriminin önemi. Uluslararası Yer Bilimleri Kongresi Ege Bölgeleri Özetleri. İzmir/Türkiye.
18. [18] Arya, A., 1999. Çekirdek Fiziğinin Esasları. (Y. Şahin, Çev.) Erzurum: Aktif Yayın Dağıtım San. Tic. Ltd. Şti. pp 27-43.
19. [19] IAEA 2003. Radiation Safety. IAEA Division of Public Information. International Atomic Energy Agency. pp 96.
20. [20] UNSCEAR 2000. Sources and Effects of Ionizing Radiation. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation United Nations, New York