GÜMÜŞHANE’DEKİ EOSEN YAŞLI KÖMÜRLERİN ORGANİK JEOKİMYASAL ÖZELLİKLERİ VE ÇÖKELME ORTAMI Çiğdem Saydam Eker 1, Ferkan Sipahi 1, İbrahim Akpınar 1 1: Gümüşhane Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Gümüşhane, Türkiye, Eosen yaşlı kayaçlar, Gümüşhane yöresinde volkanik, volkano-tortul ve silisiklastik kayaçlardan oluşur ve çalışmaya konu olan kömürler ise silisi klastik kayaçlar içersinde konumlanmış kalınlıkları yaklaşık 2-40 cm arasında değişen damarlar şeklinde gelişmiştir (Şekil 1, 2). Şekil 1. Doğu Karadeniz Bölgesi’nin basitleştirilmiş jeoloji haritası (Güven vd., 1993) ve çalışma alanının yer bulduru haritası. 1- Paleozoyik metamorfik temel, 2- Paleozoyik granitler, 3- Jura–Erken Kretase volkano-sedimanter seri ve platform karbonatlar, 4- Üst Kretase volkanik kayaçları, 5- Üst Kretase sedimanter kayaçlar, 6- Paleosen volkano-sedimanter kayaçlar, 7- Paleosen granitler, 8- Eosen volkanik ve volkanoklastik kayaçlar, 9- Eosen sedimanter kayaçlar, 10- Bindirme fayı, 11- Çalışma alanları (1 Özyurt, 2 Tarhanas, 3 Sökmen, 4 Kayadibi). Şekil 2. Eosen kömürlerinin Özyurt, Kayadibi, Sökmen ve Tarhanas sahalarındaki konumları ORGANİK JEOKİMYASAL İNCELEMELER Gümüşhane bölgesi; Özyurt yöresinde toplam organik karbon (TOK) miktarı % %53.87, Tarhanas yöresinde TOK miktarı %3.4-%34.6 ve Sökmen yöresinde TOK miktarı oldukça düşük olup %0.40-%0.60, Kayadibi yöresinde TOK miktarı %29.24 ile %63.08 arasında değişmektedir. Dört yöreye ait örneklerin çoğunluğu Tip III kerojen içermektedir (Şekil 3A ve B). Şekil 4. Seçilen örneklerin gaz kromatogramları. Şekil 3..Seçilen örneklerin A) HI ve Tmax (Mukhopadyay vd. 1995) ve B) HI ve TOK (Subroto vd. 2010) diyagramlarındaki dağılımları Çalışılan kömür örneklerinin yüksek karbon numaralı n-alkanları, düşük karbon numaralı n-alkanlara göre daha baskındır. Kömür örneklerinin CPI >1 ve TAR>1 olması çökelme ortamında karasal organik maddenin varlığını göstermektedir (Şekil 4). Şekil 5. Seçilen örneklerin m/z 191 kütle kromatogramları Şekil 7. Seçilen örneklerin m/z 217 kütle kromatogramları Şekil 6. Seçilen örneklerin C31-C35 homohopan - homohopan (22S+22R) dağılımı Sonuç olarak; Özyurt, Kayadibi, Tarhanas (Gümüşhane) yörelerinde yüzeylenme veren Eosen yaşlı kömürler, jeokimyasal verilere göre benzer özellikler göstermektedirler, oksijenli- yarı oksijenli muhtemelen denizel ve karasal şartların hüküm sürdüğü ortamda oluşmuşlardır (Şekil 8A, B) ve hidrokarbon oluşturacak potansiyele sahip değillerdir. T max değerlerine göre Özyurt, Sökmen, Kayadibi yörelerindeki kömürlerin olgunlaşmamış- olgun. Tarhanas yöresindeki kömürlerin olgun-aşırı olgun olduğu söylenebilmektedir. Ta-2 numaralı örnek Ph/n-C 18 1 olması ise bu kömürlerin ısısal olarak olgun olmadığını göstermektedir. Şekil 8. A) Seçilen örneklerin C27, C28, C29 steran bolluklarını gösteren üçgen diyagram (Peters vd., 2005), B) Seçilen örneklerin Pr/Ph ve toplam hopanlar/steranlar diyagramındaki (Subroto et al., 2010) dağılımları. Ayrıca Ta-2 numaralı örneğin oleanan indeksinin % olarak hesaplanması ve C 31 üyesinden C 35 ’ e doğru pik yüksekliğinde düzenli bir azalma kaydedilmesi karasal organik madde varlığını desteklemektedir (Şekil 5, 6). Oz-1 numaralı örneğin 22S/(22S+22R) homohopan C 32 ), 20S/(20S+20R) steran (C 29 ) ve Ts/(Ts+Tm) oranları sırasıyla ve olarak hesaplanmıştır. Bu değerler denge değerine (0.55) ulaşmadığı için sözkonusu kömürler olgunlaşmamıştır. Ta-2 numaralı örneğin 22S/(22S+22R) homohopan (C 32 ). 20S/(20S+20R) steran (C 29 ) ve Ts/(Ts+Tm) oranları sırasıyla ve 0.64 olarak hesaplanmıştır. Buna bağlı olarak Tarhanas yöresi kömürlerinin ısısal olarak olgun olduğu bir kez daha vurgulanmaktadır (Şekil 7). KAYNAKLAR Güven, I. H. 1/ Ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları Serisi. No MTA Basımı, Ankara, (1993). Mukhopodhyay, P. K., Wade, J. A. ve Kruge, M. A. Organic Facies and Maturation of Jurassic, Cretaceous Rocks and Possible Oil-Souece rock Correlation Based on Pyrolysis of Asphaltenes, Scation Basin, Canada. Organic Geochemistry. 22: , (1995). Peters K. E., Walters C. C., Moldowan J. M. The Biomarker Guide Volume- Biomarkers and Isotopes in the Environment and Human History, Second Edition, Volume 1. Cambridge University Press, Cambridge, UK., (2005). Subroto, E.A., Hermanto, E., Kamtono, P ve Kamtono, K. Source Rock Geochemical Study in the Southwestern Java, A Potential Hydrocarbon Basin in Indonesia, AAPG International Conference and Exhibition, Rio de Janerio, Brazil, November 15-18, (2010). BA