Redoksa Duyarlı Elementlerin İndirgen Ortamlardaki Jeokimyasal Davranışlarına Türkiyeden Bir Örnek: Bozcahöyük (Seyitömer/Kütahya) Sahası Bitümlü Kayaçları

Yıl 2019, Cilt: 4 Sayı: 2, 14 - 39, 31.12.2019

Ali Sarı , Çağdaş Öncü Arslan

Öz

Redoksa duyarlı elementler; Molibden (Mo), Nikel (Ni),
Uranyum (U), Vanadyum (V), Bakır (Cu), Kobalt
(Co) ve
Çinko (Zn)’dur. Bu elementlerin detritik elementler (Al, Ti, K, Sc, Fe, Si) ve organik
madde (%TOC) ile olan korelasyon ilişkileri redoks koşullarının anaoksik
olduğuna işaret etmektedir. %TOC ile Mo (r=0,933
pearson korelasyon katsayısı) ve Ni’nin (r = 0.703, pearson katsayısı) yüksek ve çok
yüksek dereceli korelasyonları Mo ve Ni’in sediman içerisine taşınmasında
organik maddenin çok önemli bir rol oynadığını göstermektedir. %TOC'un Uranyum
(U) (r = 0.484, pearson korelasyon katsayısı) ve Kobalt’la (Co) (r=0,409
pearson korelasyon katsayısı) orta düzeydeki korelasyon ilişkileri, bu
elementlerin sediman içerisine taşınmasında organik maddeye absopsiyon yada
adsorpsiyon olduklarını belirtir. Demir (Fe) redoksa duyarlı bir
element olmamasına rağmen %TOC ve Fe (r
= 0.441, pearson korelasyon katsayısı) arasındaki
orta
düzeydeki korelasyon, sediman içerisine taşınmasında
organik maddeye absopsiyon yada adsorpsiyon olduğunu belirtir. Vanadyum (V)
ve Çinko (Zn) elementleri
genellikle güvenilir bir redoks göstergesi element olmalarına rağmen, Bozcahüyük
sahasında detritik kaynaklı oldukları belirlenmiştir. Organik madde (%TOC) ile Vanadyum
(V) (r = -0,116 pearson
korelasyon katsayısı), Çinko (Zn) (r
= -0,201, pearson korelasyon katsayısı) ve Bakır (Cu)’ın (r = 0.335, pearson
korelasyon katsayısı) arasındaki çok zayıf ve zayıf
düzeydeki korelasyon ilişkileri, bu elementlerin sediman içerisine taşınmalarında
organik maddenin rolünün olmadığını gösterir. V ve Zn elementlerinin Bozcahüyük
sahası bitümlü kayaçlarında detritik kaynaklı oldukları belirlenmiştir. Bu
nedenle, bu çalışmada için güvenilir redok belirteci elementler olamazlar.

Anahtar Kelimeler

Redoks, Anoksik, Bitümlü Şeyl

Destekleyen Kurum

Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Proje Müdürlüğü

Proje Numarası

18B0443001

Teşekkür

Bu çalışma Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Proje Müdürlüğü tarafından desteklenen 18B0443001 nolu Proje kapsamında gerçekleştirilmiştir. Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Proje Müdürlüğü’ne katkılarından dolayı teşekkür ederiz. Ayrıca makalenin geliştirilmesinde eleştiri ve katkı koyan hakemlere de teşekkür ederiz.

Kaynakça

• Algeo T.J. & Lyons T.W., 2006. Mo-total organic carbon covariation in modern anoxic marine envi-ronments: Implications for analysis of paleoredox and paleohydrographic conditions, Paleoceanogr, 21, 1-23
• Algeo T.J. & Maynard J.B., 2004. Trace-element be-havior and redox facies in core shales of Upper Pennsylvanian Kansas-type cyclothems, Chem. Geol., 206, 289–318
• Algeo T.J., Lyons T.W., Blakey R.C., Over D.J., 2007. Hydrographic conditions of the Devono–Carboniferous North American Seaway inferred from sedimentary Mo–TOC relationships, Palaeoge-ogr, Palaeoclimatol, Palaeoecol, 256, 204–230
• Algeo T.J. & Tribovillard N., 2009. Environmental analysis of paleoceanographic systems based on molybdenum–uranium covariation, Chem. Geol., 268, 211–225
• Anderson D. & Lewis R., 2014. Cretaceous Mudrocks of the Graneros-Greenhorn-Niobrara Cylothems, Pueblo, Colorado. AAPG Student Chapter Field Trip Guidebook, Nov. 9, pp. 1-55
• Berrang P.G. & Grill. E.V., 1974. The effect of man-ganese oxide scavenging on molybdenum in Saan-ich Inlet, British Columbia. Mar. Chem., 2, 125-148
• Bertine K.K. & Turekian K., 1973. Molybdenum in marine deposits, Geochim. Cosmochim. Acta, 37, 1415-1434
• Blood R., Lash G., Bridges L., 2013. Biogenic Silica in the Devonian Shale Succession of the Appala-chian Basin, USA. Search and Discovery Article #50864. Posted September 23, 2013 *Adapted from oral presentation given at AAPG 2013 Annual Convention and Exhibition, Pittsburgh, Pennsylvania, May 19-22, 2013
• Breit G.N. & Wanty R.B., 1991. Vanadium accumu-lation in carbonaceous rocks: a review of geochemi-cal controls during deposition and diagenesis. Chem. Geol., 91, 83–97
• Büyük F., 2019. Bozcahöyük (Seyitömer/Kütahya) havzası bitümlü şeyllerinin organik jeokimyasal değerlendirmesi ve hidrokarbon potansiyeli. Ank. Üni. Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi. 167s, Yayımlanmamış
• Calvert S.E. & Pedersen T.F., 1993. Geochemistry of recent oxic and anoxic marine sedi-ments:implications for the geologic record. Mar. Geol. 113, 67-88
• Carvounides M., 1915. Seyitömer linyiti, Anadolu Osmanlı Demiryolları Müdüriyeti. MTA Raporu, No.49 (yayınlanmamış),Ankara
• Crusius J., Calvert S., Pedersen T., Sage D., 1996. Rhenium and molybdenum enrichments in sedi-ments as indicators of oxic, suboxic and sulfidic conditions of deposition. Earth and Planet. Sci., 96, 65–78
• Cruse A. & Lyons T., 2004. Trace metal record of regional paleoenvironmental variability in Penn-sylvanian (Upper Carboniferous) black shales, Chem. Geol, 206, 319-345
• Dunk J.R., Zielinski W.J., West K., Schmidt K., Baldwin J., Perrochet J., Schlick K., Ford J., 2002. Distributions of rare mollusks relative to reserved lands in northern California, Northwest Sci., 76, 249–256
• Emelyanov E.M. & Shimkus K.M., 1986. Geochem-istry and Sedimentology of the Mediterranean Sea, Reidel, Dordrecht, 553 pp
• Frogner P., Gislason S.R. and Oskarsson N., 2001. Fertilizing potential of volcanic ash in ocean sur-face water. Geol., 29, 487–490
• Gregory J.M., Andrews T., Good P., 2015. The in-constancy of the transient climate response param-eter under increasing CO2, Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A, 373, 20140417, doi:.10.1098/rsta.2014.0417
• Guo A.M., Arbab A.S., Falck J.R., Chen P., Edwards P.A., Roman R.J., Scicli A.G., 2007. Activation of vascular endothelial growth factor through reactive oxygen species mediates 20-hydroxyeicosatetraenoic acid-induced endothelial cell proliferation. J Pharmacol Exp. Ther. 321, 18–27
• Hatch J.R. & Leventhal J.S., 1992. Relationship be-tween inferred redox potential of the depositional environment and geochemistry of the Upper Penn-sylvanian (Missourian) stark shale member of the Dennis Limestone, Wabaunsee County, Kansas, USA. Chem. Geol., 99, 65–82
• Jones C.E., Jenkyns H.C., 2001. Seawater strontium isotopes, oceanic anoxic events, and seafloor hydro-thermal activity in the Jurassic and Cretaceous, Amer. J. of Sci., 301, 112–149
• Jones B. & Manning A.C.D., 1994. Comparaison of geochemical indices used for the interpretation of paleoredox conditions in ancient mudstones, Chem. Geol., 111, 111-129
• Lisitzin A.P., Gurvich E.G., Lukashin N., Emeli-anov E.M., Zverinskaya LB., Kurinov A.D., 1980. Geochemistry of the Hydrolyzing Elements, Nauka, Moscow, 239pp
• Klinkhammer G. & Palmer M., 1991. Uranium in the oceans: Where it goes and why. Geochim. et Cos-mochim. Acta, 55, 1799–1806
• Langmuir D., 1978. Uranium solution-mineral equilibria at low temperatures with applications to sedimentary ore deposits. Geochim. et Cosmochim. Acta, 42, 547-69
• Lewan M.D., 1984. Factors controlling the propor-tionality of vanadium to nickel in crude oils, Geo-chim. et Cosmochim.Acta, 48, 2231-2238
• Milnes A.R. & Fitzpatrick R.W., 1989. Titanium and Zirconium. In J. B. Dixon & S. B. Weed (Eds.), Min-erals in Soil Environments (2 ed., pp. 1132-1205). Soil Sci. Soc. of Am., Madison, Wisconsin, USA
• Morford J.L. & Emerson S., 1999. The geochemistry of redox sensitive trace metals in sediments. Geo-chim. et Cosmochim. Acta, 63, 1735–1750
• Morford J.L. & Emerson S.R., Breckel E.J., Kim S.H., 2005. Diagenesis of oxyanions (V, U, Re, and Mo) in pore waters and sediments from a continental margin. Geochim. et Cosmochim. Acta, 69, 5021–5032
• Peters K.E. & Cassa M.R., 1994. Applied source rock geochemistry, Eds: Magoon L.B. and Dow W.G., The petroleum system from source to trap: AAPG Memoir, 60, 93-120
• Peterson J. & Mac Donell M., 2007. Zirconium, Ra-diological and Chemical Fact Sheets to Support Health Risk Analyses for Contaminated Areas (PDF). Argonne National Laboratory. pp. 64–65. Ar-chived from the original (PDF) on 2008-05-28. Re-trieved 2008-02-26
• Piper D.Z. & Calvert S.E., 2009. A marine biogeo-chemical perspective on black shale deposition. Earth-Sci. Rev., 95, 63–96
• Rimmer S.M., 2004. Geochemical paleoredox indi-cators in Devonian–Mississippian black shales, Central Appalachian Basin (USA). Chem. Geol., 206, 373–391
• Riquier L., Tribovillard N., Averbuch O., Devleeschouwer X., Riboulleau A., 2006. The Late Frasnian Kellwasser horizons of the Harz Moun-tains (Germany): Two oxygen-deficient periods resulting from different mechanisms, Chem. Geol., 233, 137–155
• Ross D.J.K. & Bustin R.M., 2009. Investigating the use of sedimentary geochemical proxies for pale-oenvironment interpretation of thermally mature organic-rich strata: Examples from the Devonian–Mississippian shales, Western Canadian Sedimen-tary Basin, Chem. Geol., 260, 1–19
• Rowe H., Hughes N., Robinson K., 2012. The quan-tification and application of handheld energy-dispersive X-ray fluorescence (ED-XRF) in mudrock chemostratigraphy and geochemistry, Chem. Geol., 324-325, 122-131
• Sageman B.B. & Lyons T.W., 2003. Geochemistry of fine-grained sediments and sedimentary rocks, Ed: MacKenzi F., Treatise on Geochemistry, Elsevier, Vol. 7, NY, p.115-158
• Sarıyıldız M., 1990. Seyitömer (Kütahya) KB’sindeki kömürlü Neojen kayalarının jeolojisi, Dokuz Eylül Üniversitesi Araştırma Raporları, No: FBE/JEO-89-AR104, 28s, İzmir
• Scherbina V.V., 1956. Geochemical significance of quantitative Ag-Au ratios. Geokhim, 3, 65-73
• Scott C. & Lyons T.W., 2012. Contrasting molyb-denum cycling and isotopic properties in euxinic versus non-euxinic sediments and sedimentary rocks: Refining the paleoproxies. Chem. Geol., 324–325, 19–27
• Suzuki K., Suzuki N., Ohme-Takagi M., Shinshi H., 1998. Immediate early induction of mRNAs for ethylene-responsive transcription factors in tobacco leaf strips after cutting. Plant J., 15657–665
• Şengüler İ., 1999. Seyitömer (Kütahya) Petrollü şeyl-lerin ekonomik kullanım olanaklarının araştırıl-ması. Doktora tezi, 193 s., Ankara Üniversitesi, F.B.E., Ankara
• Tissot F.L.H. & Dauphas N., 2015. Uranium isotop-ic compositions of the crust and ocean: Age correc-tions, U budget and global extent of modern anoxia. Geochim. et Cosmochim. Acta, 167, 113–143
• Tissot B.P. & Welte D.H., 1984. Petroleum formation and occurrence. Springer-Verlag, Berlin, 699p
• Tribovillard N., Averbuch O., Devleeschouwer X., Racki G., Riboulleau A., 2004. Deep-water anoxia over the Frasnian– Famennian boundary (La Serre, France): a tectonically-induced oceanic anoxic event, Terra Nova, 16, 288–295
• Tribovillard N., Algeo T.J., Lyons T., Riboulleau A., 2006. Trace metals as paleoredox and paleoproduc-tivity proxies: An update. Chem. Geol., 232, 12–32
• Tribovillard N., Bout-Roumazeilles V., Algeo T., Lyons T.W., Sionneau T., Montero-Serrano J.C., Baudin F., 2008. Paleodepositional conditions in the Orca Basin as inferred from organic matter and trace metal contents. Marine Geol., 254, 62–72
• Tribovillard N., Algeo T.J., Baudin F., Riboulleau A., 2012. Analysis of marine environmental conditions based on molybdenum-uranium covariation-Applications to Mesozoic paleoceanography, Chem. Geol., 324-325, 46-58
• Wehrly B. & Stumm W., 1989. Vanadyl in natural waters: adsorption, and hydrolysis promote oxy-genation, Geochim. Cosmochim. Acta, 53, 69-77
• Ziegler J., 1936. Bericht über die montangeolo-gischen Untersuchungen im Randgebiet des Kütahya Braunkohlenfeldes Seyitömer. MTA Raporu (yayınlanmamış), No.110, Ankara