Mineralogical and Geochemical Changes During Hydrothermal Alteration of Pyroclastic Rock in Central Anatolian Volcanic Province (CAVP): Simulating Natural Formation Condition

Abstract

Orta Anadolu Volkanik Bölgesi’nde (OAVB) geniş alanlarda yayılım gösteren piroklastik akıntı birimleri çoğu zaman yer yer hidrotermal alterasyona maruz kalmış şekilde bulunmaktadır. Bu çalışma, bölgede farklı koşullar altında gerçekleşen hâkim alterasyon tipini saptamak, ikincil mineral oluşumunu etkileyen fizikokimyasal koşulları ortaya koymak ve hâkim jeolojik süreçlere yaklaşımda bulunmak amacıyla gerçekleştirilmiştir. Zelve ignimbiriti bölgede en fazla hidrotermal alterasyona uğramış piroklastik akıntı birimlerinden birini temsil etmektedir. Akıntı birimine ait ilksel pomza örnekler, alkali çözeltiler ile kontrollü koşullar altında tepkimeye sokulmuş ve alterasyon sonucu oluşan zeolit mineralleri incelenmiştir. Bu kapsamda yürütülen deneysel çalışmalar, bölgede etkin hidrotermal koşullar göz önünde bulundurarak, otojenik basınç altında ve yaklaşık 150 ºC sıcaklıkta NaOH, KOH ve NaHCO3 gibi alkali çözelti aktivite ajanları kullanarak gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda elde edilen reaksiyon ürünleri X-ışını difraksiyonu (XRD) ile tanımlanmış ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) çalışmalarıyla oluşan ürünler karakterize edilmiştir. Sonuç olarak, filipsit (K- ve Na-), analsim, mordenit ve şabazit gibi zeolit mineralleri sentezlenmiştir. Gerçekleştirilen çalışmalar, ilksel camdan itibaren gerçekleşen hidrotermal alterasyonda NaOH alkali çözeltisinin, zeolit mineralinin oluşumunda etkin aktivite ajanı olduğunu ortaya koymaktadır. Bununla birlikte, bölgede doğal olarak oluşan zeolit mineralleri (analsim, filipsit, şabazit, mordenit, klinoptilolit ve eriyonit) ile deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen ürünlerin örtüştüğü belirlenmiştir. Alterasyon ürünleri ana ve iz element bileşimleri başlangıç malzemesine göre belirgin farklılıklar göstermektedir. Ürünlere ait CaO, K2O ve Na2O ana oksit bileşimlerinde zenginleşme, Rb, Ba ve P gibi elementlerde tüketilme gözlenmiştir. Bu durum, özellikle zeolit oluşumu sırasında başlangıç malzemesi ile çözelti arasında gerçekleşen element değişimleri ile açıklanabilmektedir.