Yeşilyurt Polyesi (Muğla, GB Türkiye) Topraklarının Mineral İçeriklerine Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) Analizi ile Yaklaşım

Year 2023, Volume: 57 Issue: 1, 115 - 132, 03.07.2023

Ceren Küçükuysal , Murat Gül

Abstract

Bu çalışma Yeşilyurt polyesinde (Menteşe, Muğla) gelişen toprak profillerinin mineral içeriklerini Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) Analizi ile belirlemeyi amaçlamaktadır. Polye kenarını sınırlayan karbonatlı ve kırıntılı kayaçların oluşturduğu tepelerin zirve, omuz ve yamaç alanlarının üzerinde farklı kalınlıklarda toprak gelişimleri gözlenmiştir. Polyede toprak oluşum sürecinde, farklı kayaçların etkisinin olması nedeniyle, temsili olarak polye tabanından iki toprak profili örneklenmiştir. Birinci profilden 18 adet, ikinci profilden 12 adet örnek alınmıştır. Alınan örnekler Zayıflatılmış Toplam Yansıma- Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi analizi ile incelenmiş ve mineral içerikleri belirlenmiştir. Buna göre her iki profilde kuvars, feldispat, illit/mika, kaolinit, karbonat mineralleri ve hematit tespit edilmiştir. Toprak profilleri boyunca minerallerin dalga sayısı ile absorpsiyon bantları litolojik değişimler ile eşleşmiştir. Çözünme ve süzülme süreçlerine duyarlı olan karbonatların absorpsiyon bantları daha zayıf bulunurken, kuvars-feldispat-hematit gibi Si-O gerilme bölgesi ile eşleşen titreşimlerin oldukça şiddetli olduğu gözlenmiştir. Aynı sistemin bileşenleri olduğu düşünüldüğünde, Yeşilyurt polyesi toprakları ile Muğla polyesi topraklarının arazide bulunuşları ve mineral içerikleri karşılaştırıldığında oldukça benzer oldukları görülmüştür.

Keywords

Polye, toprak, FTIR, mineral, Yeşilyurt, Muğla

An Approach to Mineral Contents of Soils of Yeşilyurt Polje (Muğla, SW Türkiye) with Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) Analysis

Abstract

This study aims to determine the mineral contents of soil profiles developed in Yeşilyurt polje (Menteşe, Muğla) by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis. Soil developments of different thicknesses were observed on the summit, shoulder and slope areas of the hills formed by carbonate and clastic rocks bordering the edge of the polje. Due to the influence of different rocks in the soil formation process, two representative soil profiles were sampled from the base of the polje. 18 samples were taken from the first profile and 12 samples from the second profile. The samples taken were examined by Attenuated Total Reflection-Fourier Transform Infrared Spectroscopy analysis and their mineral contents were determined. Accordingly, quartz, feldspar, illite/mica, kaolinite, carbonate minerals and hematite were detected in both profiles. The wave number of the minerals along the soil profiles and the absorption bands were matched with the lithological changes. While the absorption bands of carbonates that are sensitive to dissolution and leaching processes are found to be weaker, vibrations matching the Si-O stretching region such as quartz-feldspar-hematite are observed to be quite intense. Considering that they are components of the same system, it is seen that Yeşilyurt Polje soils and Muğla Polje soils are quite similar when their presence in the field and mineral contents are compared.

Keywords

Polje, soil, FTIR, mineral, Yeşilyurt, Muğla

References

• Akbaş, B., Akdeniz, N., Aksay, A., Altun, İ.E., Balcı, V., Bilginer, E., Bilgiç, T., Duru, M., Ercan, T., Gedik, İ., Günay, Y., Güven, İ.H., Hakyemez, H.Y., Konak, N., Papak, İ., Pehlivan, Ş., Sevin, M., Şenel, M., Tarhan, N., Turhan, N., Türkecan, A., Ulu, Ü., Uğuz, M.F., Yurtsever, A. ve diğerleri, 2011. 1:1.250.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayını, Ankara-Türkiye.
• Aktimur, H.T., Sarıaslan, M.M., Sönmez, M., Keçer, M., Uysal, Ş., Özmutaf, M., 1996. Muğla İlinin (Merkez İlçe) Arazi Kullanım Potansiyeli, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 9853; 33 s. (yayınlanmamış)
• Alçiçek, M.C., 2007. Tectonic development of an orogen-top rift recorded by its terrestrial sedimentation pattern: The Neogene Eşen Basin of southwestern Anatolia, Turkey. Sedimentary Geology, 200, 117-140.
• Alkan M., Demirbas Ö., Doğan, M., 2005. “Electrokinetic properties of kaolinite in mono and multivalent electrolyte solutions” Microporous Mesoporous Materials, 83, 51-59.
• Arnfield, A.J., 2023. Köppen climate classification. Encyclopedia Britannica, 16 May. 2023, https://www.britannica.com/science/Koppen-climate-classification. .Erişim tarihi 21 Haziran, 2023
• Atalay, Z., 1980. Muğla-Yatağan ve yakın dolayı karasal Neojen’inin stratigrafi araştırması, Türkiye Jeoloji Bülteni 23, 93–99.
• Atalay, I., 1997. Red Mediterranean soils in some karstic regions of Taurus mountains, Turkey, Catena 28 (3-4): 247-260. https:// doi.org/10.1016/S0341-8162(96)00041-0
• Balan, E., Saitta, A.M., Mauri, F., Calas, G., 2001. First-principles modeling of the infrared spectrum of kaolinite. American Mineralogist, 86 (11-12), 1321-1330.
• Becker-Platen, J.D., 1970. Lithostratigraphische Unterschungen im Kanozoikum Südwest Anatoliens (Türkei) – Kanozoikum und Braunkohlen der Turkei. Beiheft Geol. Jahrb. 97, 1– 244.
• Bich, Ch., 2005. Contribution à l'étude de l'activation thermique du kaolin: évolution de la structure cristallographique et activité pouzzolanique, Ph. D. Thesis, Institut National des Sciences Appliqués de Lyon, France.
• Bozkurt, E., 2004. Granitoid rocks of the southern Menderes Masif (southwestern Turkey): field evidence for Tertiary magmatism in an extensional shear zone, Int J Earth Sci (Geol Rundsch), 93, 52–71.
• Collins, A.S., Robertson, A.H.F., 1998. Processes of Late Cretaceous to Late Miocene episodic thrust-sheet translation in the Lycian Taurides, SW Turkey, Journal of the Geological Society London, 155, 759-772.
• Collins, A.S., Robertson, A.H.F., 1999. Evolution of the Lycian Allochthonous, western Turkey, as a north-facing Late Palaeozoic to Mesozoic rift and passive continental margin, Geological Journal, 34, 107-138.
• Collins, A.S., Robertson, A.H.F., 2003. Kinematic evidence for Late Mesozoic-Mioecene emplacement of the Lycian Allochthonous over the Western Anatolide Belt, SW Turkey, Geological Journal, 38, 295-310.
• Durn, G., 2003. Terra Rossa in the Mediterranean region: parent materials, composition and origin, Geol. Croat., 56, 83–100.
• Ersoy, Ş., 1990. Batı Toroslar-Likya Naplarının yapısal birimleri ve evrimsel analizi, Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 37, 5–16.
• Ersoy, Ş., 1991, Datça yarımadasının stratigrafisi ve jeolojisi, TJK Bülteni, 34-2, 1-14.
• Farmer, V.C., 2000. Transverse and longitudinal crystal modes associated with OH stretching vibrations in single crystals of kaolinite and dickite. In: spectrochimica acta part A: molecular and biomolecular spectroscopy, 927–930
• Göktaş, F., 1998. Muğla çevresi (GB Anadolu) Neojen tortullaşmasının stratigrafisi ve sedimantolojisi). Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 10225, Ankara, Türkiye (yayınlanmamış), 181 s.
• Göktaş, F., Alkanoğlu, E., Yüceal, A., Yalçın, L. 1982. 1/100 000 ölçekli sayısal jeoloji haritası Aydın N20 paftası. Türkiye Jeoloji Veri Tabanı, Jeoloji Etütleri Dairesi Başkanlığı, MTA Genel Müdürlüğü, Ankara.
• Görür, N., Şengör, A.M.C., Sakınç, M., Tüysüz, O., Akkök, R., Yiğitbaş, E., Oktay, F.Y., Barka, A., Sarıca, N., Ecevitoğlu, B., Demirbağ, E., Ersoy, Ş., Algan, O., Güneysu, C., Aykol, A., 1995. Rift formation in the Gökova Region, Southwest Anatolia: implications for the opening of the Aegean Sea. Geological Magazine, 132, 6, 637-650.
• Graciansky, P., Ch.de, 1968. Teke yarımadası (Likya) Taraşlarının üst üste gelmiş ünitelerinin stratigrafisi ve Dinoro-Toroslar'daki yeri. MTA Ens, Derg., 71, 73-93.
• Gül, M., Karacan, E., Aksoy, M.E. 2013. Muğla kenti yerleşim alanı ve yakın çevresinin genel jeolojik ve mühendislik jeolojisi özelliklerinin araştırılması. Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Araştırma Fonu BAP Proje Raporu, 12-54, 42 s. Gül, M., 2015. Lithological properties and environmental importance of the Quaternary Colluviums (Muğla, SW Turkey). Environmental Earth Science, 74, 4089–4108
• Gül, M., Çetin, E., Küçükuysal, C., Gülcan, M., Kahveci, Y., 2021. Recent alluvial fan developments in Muğla (SW Turkey). Arabian Journal of Geosciences 14:819, 20 s. https://doi.org/10.1007/s12517-021-07159-3
• Güldalı, N., 1976. Akseki Polyesi, Toroslar'ın Karstik Bölgelerindeki Dağarası Ovalarının Oluşumu ve Gelişimi, Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 19: 143-148.
• Gürer, F.Ö., Yılmaz, Y., 2002. Geology of the Ören and Surrounding Areas, SW Anatolia. Turkish Journal of Earth Sciences, 11, 1-13.
• Hakyemez, H.Y., Örçen, S., 1982. Muğla-Denizli arasındaki (GB Anadolu) Senozoyik yaşlı çökel kayaların sedimentolojik ve biyostratigrafik incelemesi: MTA Rap. 7311 (yayımlanmamış).
• Hakyemez, Y., 1989, Kale-Kurbalık (GB Denizli) bölgesindeki Senozoyik yaşlı çökel kayaların jeolojisi ve stratigrafisi. Maden Tetkik ve Arama Dergisi 109, 9-21.
• Jozanikohan, G., Abarghooei, M.N., 2022. The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis for the clay mineralogy studies in a clastic reservoir. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 12:2093–2106 https://doi.org/10.1007/s13202-021-01449-y
• Karabacak, V., 2016. Seismic damage in the Lagina sacred area on the Muğla Fault: a key point for the understanding of the obliquely situated faults of western Anatolia. Journal of Seismology, 20(1): 277–289
• Kayan, İ., 1979. Muğla-Yatağan Neojen Havzalarının Jeomorfolojisi, TÜBİTAK Proje No: TBAG:189, 272 s.
• Konak, N., Akdeniz, N., Öztürk, E.M., 1987. Geology of the South of Menderes Massif: IGCP Project No.5: correlation of Variscan and Pre-Variscan events of the Alpine-Mediterranean Mountain Belt. Field Meeting, Turkey, Sept. 13-19, 1987, Guide Book For the Field Excursion Along Western Anatolia, Turkey, 42-53
• Köppen, W., 1936. Das geographische System der Klimate, 1–44 (Gebrüder Borntraeger: Berlin, Germany).
• Köppen, W., 1918. Klassification der Klimate nach Temperatur, Niederschlag and Jahreslauf". Petermanns Geographische Mitteilungen. 64. 193–203, 243–248 – via koeppen-geiger.Vu-Wien.ac.at/Koeppen.htm.
• Köppen, W., 1884. Die Wärmezonen der Erde, nach der Dauer der heissen, gemässigten und kalten Zeit und nach der Wirkung der Wärme auf die organische Welt betrachtet. Meteorologische Zeitschrift 1, 215–226.
• Kuligiewicz, A., Derkowski, A., 2017. Tightly bound water in smectites. American Mineralogist, 102(5), 1073-1090. https://doi.org/10.2138/am-2017-5918
• Küçükuysal, C., Gül, M., Aghayev, T., 2018. Muğla Polyesi Kırmızı Akdeniz Toprakları (Terra Rossa): Mineralojik, Mikromorfolojik, Jeokimyasal ve Pedolojk Özellikleri, TÜBİTAK 1002 Proje No:116Y027, 74 s.
• Küçükuysal, C., Gül, M., Aghayev, T., Gülcan, M., 2022. Mineralogical and geochemical signatures of weathering on carbonate rocks and dynamic young land surfaces in Muğla Polje (SW Turkey), Turkish Journal of Earth Sciences: 31: 6, Article 4.
• Madejová, J., Komadel, P., 2001. Baseline studies of the clay minerals society source clays: Infrared methods. Clays and Clay Minerals, 49, 410–432. https://doi.org/10.1346/CCMN.2001.0490508 Nayak, P.S., Singh, B.K., 2007. Instrumental characterization of clay by XRF, XRD and FTIR. Bull Mater Sci., 30:235–238
• Özer, S., Sözbilir, H., Özkar, I., Toker, V., Sarı, B., 2001. Stratigraphy of Upper Cretaceous– Palaeogene sequences in the southern and eastern Menderes Massif (western Turkey). Int J Earth Sci, 89: 852–866.
• Pehlivan, A.R., 1993. Muğla havzası ve dolayındaki polyelerin hidrojeolojik incelemesi İstanbul Üniversitesi Deniz Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 153 s.
• Pineau, M., Mathian, M., Baron, F., Rondeau, B., Deit, L., Allard, T., Mangold, N., 2022. Estimating kaolinite crystallinity using near-infrared spectroscopy: Implications for its geology on Earth and Mars. American Mineralogist, 107(8), 1453-1469.
• Sarı, B., Özer, S., 2001. Facies characteristics of the Cenomanian-Maastrichtian Sequence of the Beydağları carbonate platform, Korkuteli area, Western Taurides, Turkey, International Geology Review, 43, 830-839.
• Sarı, B., Özer, S., 2002. Upper Cretaceous stratigraphy of the Beydağları carbonate platform, Korkuteli area (Western Taurides, Turkey). Turkish Journal of Earth Sciences. 11 (1), 39-59.
• Sür, A., 1994. Karstik Yer şekilleri ve Türkiye’den Örnekler, Ankara Üniversitesi TÜCAUM Dergisi, 3, 65-78.
• Şaroğlu, F., Emre, Ö., Boray, A., 1987. Türkiye’nin Diri Fayları ve Depremsellikleri. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü General Ankara, 394 s.
• Şimşek, M., Doğan, U., Öztürk, M.Z., 2020. Polyelerin Sınıflandırılması ve Toroslardan Örnekler. Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi, 5, 1-14 .
• Ten Veen, J.H., 2004. Extension of Hellenic forearc shear zones in SW Turkey: the Pliocene–Quaternary deformation of the Eşen Çay Basin. Journal of Geodynamics 37, 181–204.