Döllük ve Gümenek (Tokat-Türkiye) Kalsedonlarının Jeokimyasal Özellikleri

Öz

Çalışma alanı, Türkiye’nin süstaşı çeşitliliği bakımından en zengin illerinden biri olan Tokat ili sınırlarında bulunmaktadır. Bölge hem jeolojik öneme hem de ticari değere sahip oldukça kaliteli ve çeşitli jasper, opal, kalsedon, agat, krizopras, akik gibi süstaşı oluşumlarına ev sahipliği yapmaktadır.

İnceleme alanında Paleozoyik’ten günümüze kadar oluşan yaşlı metamorfik, magmatik ve sedimanter birimler yüzeylemektedir. Paleozoyik-Mesozoyik Tokat metamorfitleri ve Artova ofiyolitik melanjı temeli oluştururken alanın orta kesimlerinden doğuya doğru Alt Miyosen yaşlı volkano sedimanter kayaçlarla temsil edilen Almus formasyonu bu birimleri uyumsuz olarak örtmektedir. Kuvaterner yaşlı yamaç molozu ve Yeşilırmak havzası içindeki alüvyonlar bölgedeki en genç birimlerdir.

Kalsedon oluşumları Tokat Masifine ait metamorfik birimler içerisinde Döllük ve Korucak Köylerinin kuzeyinden geçen D-B doğrultulu dike yakın eğimli bir fay zonu boyunca gözlenmektedir. Kalsedonlar bu fay zonuna dik yönde yaklaşık 25 m’lik bir hat boyunca fayların etkisiyle kırıklı ve breşik bir yapı sergileyen rekristalize kireçtaşlarının çatlak, kırık ve boşluklarında yer almaktadırlar.

Mineralojik, petrografik ve gemolojik çalışmalarda kalsedonlarla birlikte kuvars, tridimit, kristobalit, kalsit ve dolomitler belirlenmiştir. Kalsedonlarda ortalama %96,3 SiO2, %1,96 Fe2O3, %0,56 MgO, %1,02 CaO, 780 ppm Cr2O3, 6,3 ppm Cu, 20 ppm Hg, 4,2 ppm Pb, 18 ppm Ni ve 77 ppm Zn bulunmaktadır. Kalsedon oluşumları yan kayaçların oluşumundan sonra volkanik etkinliklere bağlı bir hidrotermal sistemin en son ürünüdürler. Kalsedona kaynaklık eden çözeltilerin fay zonu içinde hareketi ve çökelmeleri esnasında ikincil kalsit oluşumları ile birlikte karbonatlı yan kayaç kapanımları içermeleri kalsedonların CaO ve MgO içeriklerinin nispeten yüksek olmasını sağlamıştır.

Anahtar Kelimeler

• Kalsedon
• jeoloji
• jeokimya
• Tokat
• süstaşı

Geochemical Properties of the Döllük and Gümenek (Tokat-Türkiye) Chalcedonies

Öz

The study area is located within the borders of Tokat province, which is one of the richest provinces in Turkey in terms of gemstone diversity. The region contains various high quality gemstone formations, such as jasper, opal, chalcedony, agate, and chrysoprase, which have both geological and commercial value.

Metamorphic, magmatic, and sedimentary units from the Paleozoic to the present day crop out in the study area. While Paleozoic-Mesozoic Tokat metamorphics and Artova ophiolite mélange form the basement, the Almus formation, which is represented by Lower Miocene aged volcano-sedimentary rocks from the central parts of the area to the east, covers these units unconformably. Quaternary slope debris and alluviums in the Yeşilırmak basin are the youngest units in the region.

The chalcedony formations are observed along an E-W trending almost vertically dipping fault zone passing through the north of Döllük and Korucak villages within the metamorphic units of the Tokat Massif. The chalcedonies are in the cracks, fractures and cavities of the recrystallized limestones that exhibit a fractured and brecciated structure along a line of approximately 25 m in the direction perpendicular to this fault zone.

In our mineralogical, petrographic, and gemological studies, quartz, tridymite, cristobalite, calcite and dolomites were determined, together with chalcedony. Chalcedonies have an average of 96.3% SiO2, 1.96% Fe2O3, 0.56% MgO, 1.02% CaO, 780 ppm Cr2O3, 6.3 ppm Cu, 20 ppm Hg, 4.2 ppm Pb, 18 ppm Ni and 77 ppm Zn. Chalcedony formations are the last product of a hydrothermal system related to volcanic activities after the formation of the wall-rocks. The movement of chalcedony-generating solutions within the fault zone and their inclusion of carbonate wall rock and secondary calcite formations during chalcedony formation ensured that the CaO and MgO content of the chalcedony was relatively high.

Anahtar Kelimeler

• Chalcedony
• geology
• geochemistry
• Tokat
• gemstone

Kaynakça

1. Akbudak, İ. K., 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.
2. 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
3. Arık, F. ve Ruşen, A. (2021). Döllük ve Gümenek (Tokat) Kalsedonlarının 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. 247-251). https://www.jmo.org.tr/resimler/ekler/02d915fa0bf0f11_ek.pdf
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. Arık, F. (2019a). Gümenek ve Döllük Köyleri (Tokat) Civarındaki Kalsedonların Petrografik ve Gemolojik İncelenmesi (Proje no: 18201115) Konya Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü Projesi, 90 s.
6. Arık, F. (2019b). Kuruseki, Serince, Görümlü (Almus-Tokat) Yöresinin Jeolojik Özellikleri ve Süstaşı Potansiyeli (Proje no: 18201114). Konya Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü Projesi, 74 s.
7. Başıbüyük, Z., Kaydu Akbudak, İ. ve Gürbüz, M. (2016). Artova Krizoprasının Mineralojik, Jeokimyasal ve Gemolojik İncelemesi, Tokat-Türkiye. T.C. Ahi Evran Üniversitesi Araştırma Proje Önerisi, 9 s.
8. Braitsch, O. (1957). Über die natürlichen Faser- und Aggregationstypen beim SiO2, ihre Verwachsungsformen, Richtungsstatistik und Doppelbrechung. Heidelberger Beiträge zur Mineralogie und Petrographie, 5, 331-372.

9. Cady, S. L., Wenk, H. R. & Sintubin, M. (1998). Microfibrous quartz varieties: characterization by quantitative X-ray texture analysis and transmission electron microscopy. Contributions to Mineralogy and Petrology, 130, 320-335.
10. Correns, C. W. & Nagelschmidt, G. (1933). Über Faserbau und optische Eigenschaften von Chalzedon. Zeitschrift für Kristallographie, 85, 199-213.
11. Kılıç, C. Ö. & Kadıoğlu, Y. K. (2016). Causes of Different Vivid Colors in Chalcedonies: Kutahya-Turkey. EGU General Assembly 2016, 17-22 April, 2016 in Vienna Austria, id. EPSC2016-10296
12. 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.
13. Fidan, E. (2016). Tarih Öncesi Dönemlerde Anadolu’da Kullanılmış Olan Maden Yatakları. Madencilik Türkiye Bilimsel, 9, 49-59.
14. Flörke, O. W., Graetsch, H., Martin, B., Röller, K. & Wirth, R. (1991). Nomenclature of micro- and non-crystalline silica minerals based on structure and microstructure. Neues Jahrbuch für Mineralogie – Abhandlungen, 163, 19-42.
15. Frondel, C. (1978). Characters of quartz fibers. American Mineralogist, 63, 17-27.
16. Frondel, C. (1982). Structural hydroxyl in chalcedony (type B quartz). American Mineralogist, 67, 1248-1257.
17. Graetsch, H. (1994). Structural characteristics of opaline and microcrystalline silica minerals. In P. J. Heaney, C. T. Prewitt & G. V. Gibbs (Eds.) Reviews in Mineralogy, Volume 29, Silica - Physical behavior, geochemistry and materials applications . https://doi.org/10.1515/9781501509698-011
18. Gürbüz, M., 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.
19. Hatipoğlu, M., Ören, U. & Kibici, Y. (2011). Micro-Raman spectroscopy of gem-quality chrysoprase from the Biga–Çanakkale region of Turkey. Journal of African Earth Sciences, 61(4), 273-285.
20. Heaney, P. J. & Post, J. E. (1992). The Widespread Distribution of a Novel Silica Polymorph in Microcrystalline Quartz Varieties. Science, 255,(5043), 441-443.
21. Kaptan, E. (1982). New findings on the mining history of Turkey around Tokat region. Bulletin of the Mineral Research and Exploration (MTA Dergisi), 93(94), 65-78. https://dergi.mta.gov.tr/dosyalar/images/mtadergi/makaleler/eng/20150812153352_572_227a8885.pdf
22. 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
23. Michel-Lévy, A. & Munier-Chalmas, C. P. E. (1892), Mémoire sur diverses formes affectées par le réseau élémentaire du quartz. Bulletin de la Société Française de Minéralogie, 15, 159-190.
24. mindat.org. https://www.mindat.org/min-960.html
25. Moxon, T. (2004), Moganite and water content as a function of age in agate: an XRD and thermogravimetric study. European Journal of Mineralogy, 16, 269-278.
26. 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.
27. 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.
28. 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.
29. Sözeri, K., Günel, H., Duran, E. ve Çevik, N. (2021). Tokat-Artova Bölgesinde Bulunan Kalsedon Oluşumlarının Mineralojik-Petrografik ve Gemolojik 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. 259-260). https://www.jmo.org.tr/resimler/ekler/02d915fa0bf0f11_ek.pdf
30. 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.
31. 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.
32. 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.
33. 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.
34. 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.
35. Xu, H., Buseck, P. R. & Luo, G. (1998). HRTEM investigation of microstructure in length-slow chalcedony. American Mineralogist, 83, 542-545.
36. 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.
37. Zwierlein-Diehl, E. (2012), Antike Gemmen und ihr Nachleben. Walter de Gruyter, 582 pp.