Evaluation of Geochemical Properties of Agates in Almus (Tokat) Region

Abstract

Agates in the study area, located around the town of Almus in Tokat province, are found in the form of nodules along an approximately E-W trending fault within the volcanogenic sandstones of the Almus formation. The Upper Cretaceous aged Artova ophiolite complex, represented by metabasic and ultrabasic rocks on top of the Paleozoic aged Tokat metamorphics forming the basis of the study area, stands at the tectonic boundary, and the Haydaroğlu formation, which includes the Middle Eocene aged volcanogenic units, cuts and covers these older units. Sedimentary rocks such as sandstone, conglomerate and marine limestone containing volcanic materials belonging to older units, as well as the Lower Miocene aged Almus formation, which contains the agates, also unconformably overlie all units.

Almus region agates contain on average 93.4%SiO₂, 3.59%Fe₂O₃, 0.03%MgO, 0.72%CaO, 793 ppm Cr₂O₃, 11.98 ppm Ni, 13.4 ppm Cu, 4.69 ppm Pb, and 35.4 ppm Zn. They are associated with the ophiolite complex, while Cu, Pb and Zn are associated with the early stages of volcanism. The high Fe₂O₃ content in agates is associated with hematite and goethite which were transported into agates before SiO₂ emplacement. The CaO in the agate is the product of the last phase of the solution forming the agate, and MgO is associated with the presence of dolomite.

Field observations and geochemical evaluations of agates show that agates are epigenetically emplaced as a result of the circulation of SiO₂, which is the main component due to hydrothermal activities that occurred after the rock formation of the Haydaroğlu formation, within the volcanogenic sandstones.

Keywords

• Geochemistry
• Agate
• Gemstone
• Almus
• Tokat

Almus (Tokat) Yöresindeki Akiklerin Jeokimyasal Özelliklerinin Değerlendirilmesi

Abstract

Tokat ili Almus ilçesi civarında yer alan çalışma alanındaki akikler Almus formasyonuna ait volkanojenik kumtaşlarının içerisinde yaklaşık D-B doğrultulu bir fay boyunca yumrular şeklinde bulunmaktadır. İnceleme alanında temeli oluşturan Paleozoyik yaşlı Tokat metamorfitlerinin üzerinde metabazik ve ultrabazik kayaçlarla temsil edilen Üst Kretase yaşlı Artova ofiyolitli karışığı tektonik sınırla durmakta ve Orta Eosen yaşlı volkanojenik birimleri içeren Haydaroğlu formasyonu ise daha yaşlı bu birimleri kesmekte ve örtmektedir. Daha yaşlı birimlere ait volkanik malzemeleri içeren kumtaşı, çakıltaşı ve denizel kireçtaşı gibi sedimanter kayaçlar ile birlikte söz konusu akikleri barındıran Alt Miyosen yaşlı Almus formasyonu da tüm birimler üzerinde uyumsuzlukla yer almaktadır.

Almus yöresi akikleri, ortalama %93,4 SiO₂, %3,59 Fe₂O₃, %0,03 MgO, %0,72 CaO, 793 ppm Cr₂O₃, 11,98 ppm Ni, 13,4 ppm Cu, 4,69 ppm Pb ve 35,4 ppm Zn içermektedir. Akikler içerisindeki yüksek Cr ve Ni bölgedeki Artova ofiyolitli karışığı ile ilişkili iken Cu, Pb ve Zn ise volkanizmanın erken evreleri ile ilişkilidir.

Akiklerdeki yüksek Fe₂O₃ içeriği hematit ve götitlerle ilişkili olup akikler içine SiO₂ yerleşiminden önce taşınmışlardır. Akiklerin içerisindeki CaO, akikleri oluşturan çözeltinin son evresinin ürünü olup MgO ise dolomit varlığı ile ilişkilidir.

Arazi gözlemleri ve akiklerin jeokimyasal değerlendirmeleri, Haydaroğlu formasyonunun kayaç oluşumundan sonra meydana gelen hidrotermal etkinliklere bağlı ana bileşen olan SiO₂’in, volkanojenik kumtaşlarının içindeki dolaşımları sonucu akiklerin epijenetik olarak yerleştiğini göstermektedir.

Keywords

• Jeokimya
• Agat (Akik)
• Süstaşı
• Almus
• Tokat

References

1. Arık, F. (2018). Almus (Tokat) Yöresindeki Jasper Oluşumlarının Jeolojik ve Gemolojik Özellikleri. International Congress on Engineering and Architecture (ENAR-2018) Alanya / Turkey, Proceedings, 1(1), 1892-1901.
2. Arık, F. (2019). Kuruseki, Serince, Görümlü (Almus-Tokat) Yöresinin Jeolojik Özellikleri ve Süstaşı Potansiyeli (Proje no: 18201114). Konya Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü Projesi, 74 s.
3. Arık, F. ve Özen, Y. (2020). Tokat Yöresi Jasper Oluşumlarının Mineralojik-Petrografik, Jeokimyasal Özellikleri ve Süstaşı Olarak Kullanılabilirliği. Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 9(1), 451-460 https://doi.org/10.28948/ngumuh.558199
4. Arık, F. ve Turhal, E. (2021). Kuruseki, Serince, Görümlü (Almus-Tokat) Yöresindeki Akiklerin Jeolojik ve Jeokimyasal Özellikleri. O. Parlak, K. Sayıt, B. L. Mesci, H. Akıllı, M. Akyıldız (Ed.ler), Uluslararası Katılımlı 73. Türkiye Jeoloji Kurultayı (Çevrimiçi) Bildiri Özleri ve Tam Metin Bildiriler Kitabı, (s. 242-246.). https://www.jmo.org.tr/resimler/ekler/02d915fa0bf0f11_ek.pdf
5. Başıbüyük, Z., Kaydu Akbudak, İ. ve Gürbüz, M. (2016). Artova Krizoprasının Mineralojik, Jeokimyasal ve Gemolojik İncelemesi (Proje no: MMF.A3.16.010, 9). Tokat-Türkiye, T.C. Ahi Evran Üniversitesi Araştırma Proje Önerisi.
6. Bozkurt, E., Holdsworth, B. & Kocyigit, A. (1997=. Implications of Jurassic chert identified in the Tokat Complex, northern Turkey. Geological Magazine 134(1): 91-97.
7. Delikan, A., Arık, F. & Özen, Y. (2019). Geological and Gemological Properties of The Gümüşyurt Chrysoprase (Artova-Tokat). International Turkic World Congress on Science and Engineering (UTUFEM 2019) (p. 1096-1102), 17-18 June 2019, Niğde – Turkey, Proceedings, ISBN:978-975-8062-32-4, 1096-1102.
8. Göçmengil, G., Karacık, Z., Genç, Ş. C. & Billor, Z. (2017). 40Ar-39Ar geochronology and petrogenesis of postcollisional trachytic volcanism along the İzmir-Ankara-Erzincan suture zone (NE, Turkey). Turkish Journal of Earth Sciences, 27(1), 1-31. https://doi.org/10.3906/yer-1708-4

9. Göçmengil, G., Karacık, Z. & Genç, Ş. C. (2018). Volcano Stratigraphic Investigation of the Post-Collisional Middle Eocene Magmatism Around İzmir-Ankara-Erzincan Suture Zone (NE, Turkey). Türkiye Jeoloji Bülteni (Geological Bulletin of Turkey) 61(2), 131-162. https://doi.org/10.25288/tjb.414013
10. Gültekin, A. H., Örgün, Y. ve Yavuz, F. (1998). Tumanpınarı (Balıkesir-Dursunbey) Fe-Mn cevherleşmesinin jeolojik, mineralojik ve jeokimyasal özellikleri. Türkiye Jeoloji Bülteni, 41(2), 13-30. http://tjb.jmo.org.tr/detail-article.php?articlekod=821
11. Gürbüz, M., Kaydu, Akbudak, İ. K. ve Ulus, Ü. (2016). Tokat Agatlarının Mineralojik Petrografik Jeokimyasal İncelenmesi, Türkiye. Uluslararası Katılımlı 7. Jeokimya Sempozyumu, Ankara Üniv, Antalya, Bildiri Özleri, 124-125.
12. Güreli Yolcubal, H., Akyazı, M., Sezen, T. F., Toprak, Ö., Canbolat, M. Y., Koçak, F. ve Özkan, A. (2014). Turhal-Pazar- Zile (Tokat) Üst Mesozoyik Stratigrafisi. Türkiye Jeoloji Bülteni, 57(1), 73-112. https://doi.org/10.25288/tjb.298762
13. Hatipoğlu, M., Kibici, Y., Buzlu, H.B., Helvacı, C. ve Kırıkoğlu, M.S. (2011). Türkiye’de Bulunan Mavi Kalsedonlar. 64. Türkiye Jeoloji Kurultayı, 25-29 Nisan, Ankara, 202-203.
14. Kaydu Akbudak, İ., Gürbüz, M., Başıbüyük, Z. ve Ulus, Ü. (2016). Aydıncık (Yozgat) Kalsedonlarının Mineralojik, Jeokimyasal ve Gemolojik İncelemesi (Proje No: PYO- MÜH.4001.15.002). T.C. Ahi Evran Üniversitesi.
15. Kaydu Akbudak, İ., Başıbüyük, Z. ve Gürbüz, M. (2018). Yozgat “Aydıncık” kalsedon-ametist oluşumlarının mineralojisi-petrografisi ve ekonomikliliğinin incelenmesi. DÜMF Mühendislik Dergisi, 9(1), 313-324.
16. Kaydu Akbudak, İ., Başıbüyük, Z. & Gürbüz, M. (2021). Silicified woods consist with malachite, azurite, and hematite in the Middle Eocene Çekerek Formation, Tokat—Turkey. Lithology and Mineral Resources, 56(6), 548–558. https://doi.org/10.1134/S002449022106002X
17. Moxon, T. & Reed S. J. B. (2006), Agate and chalcedony from igneous and sedimentary hosts aged from 13 to 3480 Ma: a cathodoluminescence study. Mineralogical Magazine, 70 (5): 485–498. https://doi.org/10.1180/0026461067050347
18. Özcan, A. ve Aksay, A. (1996). Tokat-Turhal-Almus- Çamlıbel Dolayının Jeolojisi (Rapor No: 9972). Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü.
19. Ruşen, A. ve Arık, F. (2018). Gümenek (Komana) ve Döllük Köyleri (Tokat) Civarındaki Kalsedonların Petrografik ve Gemolojik İncelenmesi. Değerli ve Yarı Değerli Taşlar Çalıştayı-2, 19-20 Aralık 2018 (s. 58-60), Bildiriler. JMO, İstanbul Ticaret Üniversitesi.
20. Ruşen, A. (2019). Gümenek ve Döllük Köyleri (Tokat) Civarindaki Kalsedonların Petrografik ve Gemolojik İncelenmesi [Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi]. Konya Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı.
21. Ruşen, A. & Arık, F. (2019). Geological and Gemological Properties of the Döllük and Gümenek (Tokat) Chalcedonies. International Turkic World Congress on Science and Engineering (UTUFEM 2019) (p. 1087-1095), 17-18 June 2019, Niğde – Turkey, Proceedings, ISBN:978-975-8062-32-4.
22. Sarıiz, K. Ve Nuhoğlu, İ. (1992). Endüstriyel Hammadde Yatakları ve Madenciliği. Anadolu Üniversitesi. Yayın No:636, Eskişehir.
23. Schumann, W. (1998). Gemstones of the world. New York, Sterling Publishing Co., Inc., 272 p.
24. Sümengen, M. (2013). 1:100.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları, No.188, Tokat- H37 paftası. Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü, Jeolojik Etüdler Daire Başkanlığı, Ankara, Türkiye.
25. Terlemez, İ. ve Yılmaz, A. (1980). Ünye-Ordu-Koyulhisar-Reşadiye arasında kalan bölgenin stratigrafisi. Türkiye Jeoloji Bülteni. 23(2), 179-191. https://www.jmo.org.tr/resimler/ekler/eacf7a18a32812d_ek.pdf
26. Tufan, E. A. (2014). Ni-Lateritlerin Oluşumu ve Özellikleri. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 16 (2), 68-78. https://dergipark.org.tr/tr/pub/baunfbed/issue/23850/254082
27. Turhal, E. (2019). Kuruseki, Serince, Görümlü (Almus-Tokat) Yöresinin Jeolojik Özellikleri ve Süstaşı Potansiyeli [Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi]. Konya Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı.
28. Turhal, E. ve Arık, F. (2018). Kuruseki, Serince, Görümlü (Almus-Tokat) Yöresindeki Akiklerin Petrografik ve Gemolojik Özellikleri. Değerli ve Yarı Değerli Taşlar Çalıştayı-2, 19-20 Aralık 2018 (s. 61-64), Bildiriler. JMO, İstanbul Ticaret Üniversitesi.
29. Turhal, E. & Arık, F. (2019). Geological and Gemological Investigation of the Agates Around the Kuruseki, Serince, Görümlü (Almus-Tokat) Region. International Turkic World Congress on Science and Engineering (UTUFEM 2019) (p. 1078-1086), 17-18 June 2019, Niğde – Turkey, Proceedings, ISBN:978-975-8062-32-4.
30. Türeli, K., Teşrekli, R., Çelebioğlu, N., Bektur, Z., Besbelli, A., Erdem, E., Sayılı, S. Lüle, Ç., Atakay, E., Kadirioğlu, T., Özcan, H. ve Esat, K. (2000). Türkiye’nin Kıymetli ve Yarı Kıymetli Taşlarının Araştırılması Projesi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, s.62.
31. Vıcıl, M. ve Alp, İ. (2002). Gümüşhane Yöresinde Bulunan Altın Yataklarındaki Altın Tanelerinin Özelliklerinin Karşılaştırılması. Gümüşhane ve Yöresi Kalkındırma Sempozyumu, Gümüşhane, Bildiriler Kitabı 1, 413-422.
32. Walger, E., Matthess, G., Seckendorff, V. V, Liebau, F. (2009). The formation of agate structures: models for silica transport, agate layer accretion, and for flow patterns and flow regimes in infiltration channels. Neues Jahrbuch Fur Mineralogie-abhandlungen, 186, 113-152.
33. Yılmaz, Y., Serdar, H.S., Genç, C., Yiğitbaş, E., Gürer, Ö.F., Elmas A., Yıldırım, M., Bozcu M. & Gürpınar, O. (1997). The Geology and Evolution of The Tokat Massif, South-Central Pontides, Turkey. International Geological Review, 39, 365-382.