S.Ü. Müh.-Mim. Fak. Derg., c.19, s.2, 2004 J. Fac.Eng.Arch. Selcuk Univ., v.19, n.2, 2004
ÇAKIRKÖY CİVARI (GÖKÇESU – BOLU) BİTÜMLÜ KAYAÇLARININ ORGANİK JEOKİMYASAL İNCELEMESİ
Ali SARI1, Derya KOCA1, Saday Azadoğlu ALİYEV2 1Ankara Ün., Mühendislik Fak., Jeoloji Müh. Böl., 06100-Beşevler, Ankara 2 Ankara Ün., Bilimsel Araştõrmalar Merkezi, 06100-Beşevler, Ankara
Makalenin Geliş Tarihi: 05.01.2004
ÖZET: Gökçesu Havzasõ Eosen yaşlõ tortullarõndan derlenen bitümlü kayaç örnekleri organik jeokimyasal, organik petrografik, gaz kromatografik ve ince tabaka kromatografik analizlere tabi tutularak hidrokarbon potansiyelleri değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar bitümlü kayaçlarõn sahip olduklarõ organik madde miktarõ, organik madde tipi, olgunlaşma, kaynak kaya litolojisi, çökelme ortamõ ve hidrokarbon potansiyeli yönlerinden değerlendirilmiştir. Organik maddeler çoğunlukla petrol ve gaz türetebilecek (Tip I ve Tip II kerojen) tiptedir. Bitümlü kayaçlarõn õsõsal olgunlaşmalarõ piroliz analizleri: Tmax, üretim indeksi (PI) ve spor-renk indeksi (SCI) ile belirlenmiş ve õsõsal olgunlaşmalarõn diyajenetik ve erken olgun petrol türüm evresinde olduğu belirlenmiştir. Gökçesu havzasõna ait bitümlü kayaçlar organik karbon yönüyle zayõf-mükemmel kaynak kaya potansiyeline sahiptirler. Ancak incelenen örneklerin õsõsal olgunlaşmalarõnõn düşük olmasõ nedeniyle henüz hidrokarbon potansiyelleri bulunmamaktadõr.
Anahtar kelimeler: Bitümlü kayaç, organik madde, Mengen, alg
Organic Geochemical Investigation of Oil Rocks from Çakõrköy (Gökçesu-Bolu) Area
ABSTRACT: Hydrocarbon potential of oil rock samples collected from the sediments of Gökçesu basin of Eocene age were evaluated through the organic geochemical, organic petrographical, gas chromatographic and iatroscan chromatographic analysis. The results were interpreted according to the amount of organic matter, type of organic matter, organic maturation, lithology of depositional environment and hydrocarbon potential. Organic matters are mostly of oil and oil/gas prone type Type I and Type II kerogen. The thermal maturation of oil rocks was determined through pyrolysis analysis: Tmax and production index (PI) and spor-colour index (SCI) and it falls into the diagenetic and at the beginning of oil generation zone. Oil rocks of the Tokmaklar formation bears poor to perfect source rock potential in regard to their organic carbon contents. However, thermal maturation of the analyzed samples is low, therefore do not yet have the potential to yield economical hydrocarbon.
Key words: Oil rock, organic matter, Mengen, algae
GİRİŞ Blumenthal, 1937; Cerit, 1983; Erdem ve Akalõn, 1983; Lokman, 1939; Saner, 1980; Sarõ, 1999a,b; İnceleme alanõ Bolu iline bağlõ Gökçesu Sarõ ve Sonel, 1995; Sarõ ve diğ., 2004; Sonel ve kasabasõnõn batõsõnda yaklaşõk 100 km2 ’ lik bir diğ., 1987; Şengüler ve diğ., 1988; Tekin ve Sarõ, alanõ içerisine alõr (Şekil 1). İnceleme alanõ yakõn 2000; Uysalõ, 1962. civarõnda bugüne kadar petrol jeolojisi, bitümlü Dünyada bitümlü şeyler üzerinde yapõlan şeyl, kömür jeolojisi, tektonik, sedimantoloji ve çalõşmalar 1800’li yõllarda başlamõş olup, bugün stratigrafi konularõnda bir çok çalõşma de halen devam etmektedir. Bitümlü şeyller yapõlmõştõr. Bu araştõrmalardan bazõlarõ öncelikle şeyl petrolü eldesinin yanõ sõra, termik şunlardõr: Ajdukoõewiez ve diğ., 1964; santrallerde belirli oranlarda kömürlerle 70 A. SARI, D. KOCA, S.A. ALİYEV
karõştõrõlarak elektrik üretilmesinde STRATİGRAFİ kullanõlmaktadõr. Bunun yanõnda, bitümlü kayaçlar gelişen yüksek teknolojilerin ihtiyaç İnceleme alanõmõza ait jeolojik harita Şekil duyduğu asal ve iz element kaynağõ olmalarõ 1’de verilmiştir. İnceleme alanõnõn temelini yönünden önemlidirler. Bu gerekçelerle Eosen Paleozoik yaşlõ mağmatik ve metamorfik kayaç yaşlõ Bolu bitümlü şeyl havzalarõnda topluluklarõ oluşturur. sürdürülmekte olan bir proje dahilinde bitümlü kayaçlarõn hidrokarbon üretme potansiyelleri, termik santrallerde yakõlabilme özellikleri ile asal ve iz element kaynağõ olma yönünden potansiyelinin incelenmeleri amaçlanmaktadõr. Bilindiği gibi Dünya’da bitümlü şeyllerin petrol ürettikleri bilinmektedir (Derenne ve diğ.,1991; Caroll ve diğ., 1992). Türkiye’de henüz bitümlü şeyllerden ekonomik olarak yararlanma imkanõ bulunmamaktadõr (Şengüler, 1999). Bu araştõrmada Çakõrköy (Gökçesu-Bolu) yöresinde oldukça yaygõn bir yayõlõma sahip olan bitümlü kayaçlarõn çeşitli organik jeokimyasal ve organik petrografik yöntemlerle hidrokarbon potansiyellerinin ortaya konulmasõ amaçlanmõştõr. Bu nedenle bu çalõşma yurdumuzda bitümlü şeyller üzerinde yapõlacak diğer çalõşmalara õşõk tutmasõ yönüyle de önem arz etmektedir.
MATERYAL VE METOD
Bu çalõşmada Eosen yaşlõ Tokmaklar Formasyonundan alõnan bitümlü kayaç örnekleri
çeşitli organik jeokimyasal ve organik Şekil 1. İnceleme alanõnõn yer bulduru ve jeoloji petrografik analizlere tabi tutulmuşlardõr. haritasõ. Toplam organik karbon analizleri (TOC %) Figure1. Location and Geological map of the studied WR – 12 tipindeki karbon analiz cihazõnda area. yapõlmõştõr. TOC analizlerinin devamõnda bitümlü kayaç örneklerinden piroliz cihazõ (oil Çalõşma alanõnda sedimanter istifler show analyser) kullanõlarak S1, S2, S3, Tmax, Devoniyen – Neojen zaman aralõğõnda zaman Oksijen İndeksi (OI) ve Hidrojen İndeksi (HI) zaman kesintiye uğrayarak depolanmõştõr değerleri elde edilmiştir. Doymuş (Şekil 2). İnceleme alanõndaki en yaşlõ birim hidrokarbonlar (n-alkan ve iso-alkanlar) Varian temeli oluşturan Ordovisiyen – Silüriyen yaşlõ 3700 tipindeki gaz kromotogramõnda yakma Bolu Granitoidi’dir. Bunun üzerine Devoniyen iyonlaştõrma dedektörü (FID) kullanõlarak elde yaşlõ Aksudere formasyonu gelir ve birim edilmiştir. çamurtaşõ, şeyl, kumtaşõ ve kireçtaşõ Bitümlerin doymuş, aromatik ve NSO ardalanmasõndan oluşur. Aksudere formasyonu (resin + asfalten) yüzde değerleri İnce Tabaka üzerine uyumsuz olarak Üst Kretase yaşlõ Kromatografi yöntemi kullanõlarak elde Soğucak formasyonu gelir. Birim kireçtaşõ, edilmiştir. Organik petrografik incelemeler ise granit, volkanit, metamorfit bloklarõ ve killi geçirgen õşõk mikroskobu kullanõlarak yapõlmõş silttaşlarõndan oluşur. Bu birim üzerine ve bu suretle organik madde türleri, bağõl uyumsuz olarak gelen Üst Kretase – Paleosen bolluklarõ ve olgunlaşma parametreleri (SCI) yaşlõ Bulandere formasyonu çalõşma alanõnda elde edilmiştir. Erendil ve diğ., (1991) tarafõndan iki adet üyeye
Çakõrköy Civarõ (Gökçesu – Bolu) Bitümlü Kayaçlarõnõn Organik Jeokimyasal İncelemesi 71
ayrõlõr: Fõndõklõdere ve Devretkaya üyeleri. naplõ yapõlara sahiptir. Batõ Pontidlerin Soğucak formasyonu üzerine uyumsuz olarak Hersiyen, Kimmerid ve Alpin orojenezinin oturan Fõndõklõdere üyesi Üst Kretase yaşlõ olup Türkiyenin yalnõzca kuzeybatõ kesimlerinde kumlu kireçtaşõ, marn ve kumtaşlarõndan oluşur. etkili olduğu kabul edilmektedir (Şengör, 1984a). Devretkaya üyesi üzerine Eosen yaşlõ Sazlar Çalõşma alanõmõzdaki Paleozoik yaşlõ istiflerin formasyonu uyumlu olarak oturur ve Batõ Pontidlerin Hersiniyen temeline ait olduğu kireçtaşlarõndan oluşur. Sazlar formasyonu ifade edilir (Abdüsselamoğlu, 1977; Şengör, üzerine yine uyumlu olarak Eosen yaşlõ 1984a). Tokmaklar formasyonu gelmektedir. Bitümlü Bütün Pontid kuşağõ boyunca olduğu gibi, kayaç içeriği yönünden oldukça zengin olan bu Batõ Pontidlerde de Geç Kretase başõnda bir birim ayrõca kumtaşõ, çamurtaşõ ve kireçtaşlarõ dalma – batma olayõnõn başladõğõ ve buna bağlõ içermektedir. Tokmaklar formasyonu üzerine ise olarak da yay volkanizmasõnõn geliştiği çalõşma alanõnda uyumsuz olarak Neojen yaşlõ bilinmektedir (Şengör ve Yõlmaz, 1981). Çalõşma Mengen formasyonu gelmektedir. Mengen alanõmõzda oldukça yaygõn yüzlekler sunan Üst formasyonu gevşek, tutturulmamõş konglomera Kretase – Eosen volkanoklastik/fliş istiflerinin bu ve kireçtaşlarõndan oluşur. yay volkanizmasõyla ilgili, yay önü havzalarõna ait ürünler olduklarõ öne sürülür. Bu gelişimin Neo–Tetisin kuzey koluna bağlõ olmadõğõna (Şengör ve Yõlmaz, 1981), Paleotetisin Erken Tersiyer’e kadar tükenmesiyle ilgili olduğunu öne süren görüşler de bulunmaktadõr (Robertson ve Dixon, 1984).
ORGANİK JEOKİMYASAL İNCELEMELER
Organik jeokimyasal analizlerin õşõğõ altõnda tortul havzalarda oluşan ve organik madde ihtiva eden istiflerin jeolojik devirler boyunca petrol ve/veya gaz üretip üretemedikleri anlaşõlabilmektedir. Organik jeokimyasal analizler neticesinde, petrol ve/veya gaza kaynak teşkil eden maddenin organik kökenli olduğu ve organik maddenin õsõsal parçalanmasõ sonucu hidrokarbonlarõn oluştuğu kabul edilmektedir (Tissot ve Welte, 1984). Kaynak kayalarõn üretim potansiyellerinin belirlenebilmesi için içermiş olduklarõ organik madde miktarõ, organik madde tipi ile birimin õsõsal olgunlaşmasõnõn mutlaka bilinmesi gereklidir. Eosen yaşlõ Tokmaklar Formasyonundan derlenen kaynak kaya potansiyeline sahip 20 Şekil 2. İnceleme alanõna ait genelleştirilmiş adet örnek üzerinde Toplam Organik Karbon stratigrafi kesiti. (TOC) (Tablo 1) ve 8 adet örnek üzerinde ise Figure 2. Generalized stratigraphic section of the piroliz analizleri yapõlmõştõr (Tablo 2). Piroliz study area. analizi yapõlan örneklerden 4 adedi üzerinde Gaz kromatografi Analizi (GC) yapõlmõştõr ve Batõ Pontidlerin Kuzey Anadolu Fayõ yine GC analizi yapõlan örneklerin İnce Tabaka kuzeyinde yer alan çalõşma alanõmõz ve yakõn Kromatografi Analizleri yapõlarak toplam özüt çevresi değişik orojenezlerin etkisi altõnda kalmõş miktarlarõ da belirlenmiştir.
72 A. SARI, D. KOCA, S.A. ALİYEV
Tablo 1. TOC analiz sonuçlarõ. Yalnõz başõna, organik karbon içeriğini Table1. Results of the total organic carbon (TOC). ölçmek potansiyel petrol kaynak kayalarõnõ Örnek No Toplam Organik Karbon (TOC) % belirlemek için yeterli değildir. Örneğin “gaz D1 11.61 oluşturmaya yatkõn” karasal organik maddeler D2 7.97 ya da daha önceki sedimanter döngüyle yeniden D3 8.76 işlenen organik maddeler eski denizel D4 8.90 sedimentlerde genel olarak yanõltõcõ ve yüksek D5 11.57 D6 5.08 seviyede organik karbon meydana getirirler. D7 11.61 Yüksek organik karbon içeriği zorunlu olarak D8 10.68 potansiyel petrol kaynağõna eşdeğer değildir. D9 1.44 Bundan dolayõ kerojen tipinin hatasõz ölçümü D10 1.28 yanõnda, organik olgunlaşmalarõn da doğru D11 2.85 olarak tespit edilmesi, petrol kaynak kayalarõnõn D12 1.35 tanõnmasõnõn ayrõlmaz birer parçalarõdõr. D13 1.51 D14 0.37 D15 1.98 ORGANİK MADDE TİPİ D16 0.99 D17 2.31 Kerojenler, bitümler, petroller ve doğal D18 1.32 gazlarõn kimyasal bileşimleri hem organik D19 5.85 maddenin tipiyle ve hem de organik materyalin D20 1.77 jeosferde geçirdiği dönüşümle belirlenir. Kerojen genellikle kaynak kayalar içerisinde bulunan ORGANİK MADDE MİKTARI olağan organik çözücülerde çözülemeyen organik materyaller olarak tanõmlanõr. Kerojen Kayacõn içindeki kerojene ait karbon miktarõ tipleri türetebilecekleri hidrokarbon türlerini ile bu kerojenden türemiş fakat kayaç dõşõna (petrol, petrol + gaz, gaz) göstermeleri açõsõndan atõlamamõş hidrokarbonlara ait karbonlarõn önem arz eder.
toplamõ Toplam Organik Madde olarak Tokmaklar formasyonuna ait bitümlü adlandõrõlõr. Petrol üreten kaynak kayalarõn kayaçlarõn kerojen tipleri piroliz analizlerden sahip olduklarõ organik madde miktarlarõnõn elde edilen HI – Tmax diyagramõ ve ayrõca organik karbonatlar için > 0.3 % ve şeyller için > 0.5 % petrografi yöntemi ile belirlenmiştir. HI – Tmax olmasõ gereklidir (Peters ve Moldowan, 1993). diyagramõna göre birimin kerojen tipi Tip I ve Tokmaklar Formasyonuna ait bitümlü Tip II kerojenlerden ibarettir (Şekil 3). Organik kayaçlarõn organik madde miktarõ 0.37 ile 11.61% petrografi yöntemi ile kerojen tip tanõmlamasõna arasõnda değişmekte olup (Tablo 1), bu değerler göre ise incelenen bütün örneklerin %100 birimin zayõftan mükemmele kadar değişen amorf/algal organik maddeden oluştuklarõ derecede kaynak kaya potansiyeline sahip görülmektedir (Tablo 3). olduğuna işaret etmektedir.
Tablo 2. Piroliz analizi sonuçlarõ. Table 2. Results of the pyrolis analysis.
Örnek No TOC S1 S2 S3 (ppm) Tmax HI OI PI RC HC % (ppm) (ppm) (0C) D1 11.61 3.27 50.98 2.60 431 659 34 0.01 3.45 54250 D2 7.97 0.56 40.35 3.88 430 506 49 0.01 4.57 40910 D3 8.76 0.48 44.97 3.95 432 513 45 0.01 4.99 45450 D4 8.9 0.81 48.55 3.50 429 546 39 0.02 4.80 49360 D5 11.57 1.60 66.97 4.83 424 579 42 0.02 5.88 68570 D6 5.08 1.15 37.07 1.85 432 729 36 0.03 1.90 38220 D7 11.61 3.27 80.19 3.66 438 691 32 0.04 4.68 83460 D8 10.68 2.39 80.47 2.83 438 753 26 0.03 3.80 82860
Çakõrköy Civarõ (Gökçesu – Bolu) Bitümlü Kayaçlarõnõn Organik Jeokimyasal İncelemesi 73
Tablo 3. Organik petrografi analiz sonuçlarõ. Table 3. Results of the organic petrographic analysis. Örnek No Amorf % Otsu % Odunsu % Kömürsü % SCI (Sample No) (Amorphous) (Herbaceous ) (Woody) (Coaly) D1 100 - - - 3.0-4.0 D2 100 - - - 3.0-4.0 D3 100 - - - 4.0 D4 100 - - - 3.0-3.5 D5 100 - - - 2.0-2.5
1000 0.5 derecede petrol ve gaz türetebilecekleri Type-I 900 potansiyele sahip olduklarõ görülmektedir. Tokmaklar Formasyonuna ait bitümlü kayaç 800 örnekleri organik madde tiplerine göre 700 Type-II Algal/Amorf, inertinit ve vitrinit’ten oluşan Artan üçgen diyagram (Şekil 6) üzerinde 600 Olgunlaşma yorumlandõklarõnda organik madde tiplerinin 500 petrol türümüne uygun olduğu görülmektedir. 400
mükemmel 300 petrol vitrinit kaynağõ 200 1.3 yansõmasõ DROJEN INDEKS ( HI ) İ
H 100 Type-III 0 400 420 440 460 480 500 520 iyi petrol kaynağõ Olgunlaşmamõş Petrol zonu Gaz zonu ndeks (mg HC/g TOC) zon İ zayõf petrol kaynağõ 0 Tmax ( C ) Şekil 3. HI-Tmax diyagramõ (Espitalie çok zayõf gaz ve/veya kaynak Petrol gaz kaynağõ et.al.,1977). Hidrojen yada kaynağõ Figure 3. HI-Tmax Diagram. kaynak olamaz gaz kaynağõ ? Sapropelik kerojenler Tip I ve Tip II kerojenlerden oluşmakta olup, çoğunlukla petrol türeten algal, amorf ve otsu materyallerden TOC % oluşur. Algal ve amorf organik maddeler Tip I Şekil 4. HI-TOC diyagramõ (Jackson et.al., 1985). ve Tip II kerojenlerden, otsu (sporinit, kutinit ve Figure 4. HI-TOC Diagram. resinit) kerojenler ise Tip II kerojenleri oluşurlar. Algal ve amorf organik maddelerden oluşan Tip ISISAL OLGUNLAŞMA I ve Tip II kerojenlerin kaynaklarõ denizel/gölsel organizmalar iken, otsu organik maddelerden Kaynak kaya potansiyeline sahip birimlerin oluşan Tip II kerojenlerin kaynaklarõ ise karasal hidrokarbon türetebilmeleri olgunlaşma materyallerdir (Hunt, 1979). düzeyleri ili ilgilidir. Kaynak kaya potansiyeline Tokmaklar Formasyonuna ait bitümlü kayaç sahip kayaçlar diyajenez safhasõnda biyojenik örnekleri HI – TOC diyagramõ (Şekil 4) üzerinde gaz, katajenez safhasõnda petrol/gaz ve organik değerlendirildiklerinde organik madde tiplerinin metamorfizma safhasõnda ise kuru gaz mükemmel petrol kaynağõ olduklarõ potansiyeline sahiptirler. Organik maddenin görülmektedir. Aynõ örnekler HC – TOC õsõsal olgunlaşmasõ piroliz analizleri (Tmax, PI) ve diyagramõ (Şekil 5) üzerinde organik petrografik yöntemlerle (spor renk yorumlandõklarõnda ise çok iyi – mükemmel indeksi ve vitrinit yansõmasõ) belirlenebilir. 74 A. SARI, D. KOCA, S.A. ALİYEV
100000 2.0-4.0 arasõnda değişmektedir (Tablo 3). Olgunlaşma analizlerine tabi tutulan örnekler mükemmel göçmüş Tmax değerlerine göre olgunlaşmamõş, Erken – hidrokarbonlar
çok iyi Orta olgun, PI değerlerine göre olgunlaşmamõş ve spor renk indeksi değerlerine göre ise yine 10000 olgunlaşmamõş evrede olup, Tokmaklar iyi petrol ve Gaz gaz Formasyonuna ait incelenen bitümlü kayaç örneklerinin olgunlaşma analizleri sonuçlarõna
HC (ppm) Gaz ve
orta bir miktar göre diyajenez ve erken katajenez aşamasõnda petrol olduğu ifade edilebilir. f õ 1000
zay İNCE TABAKA KROMATOGRAFİ ANALİZLERİ f
õ zayõf hidrokarbon kaynak potansiyeli Bu analiz türünde, asfalttan arõndõrõlmõş çok zay 100 petrolün veya bitümün üç ana fraksiyonu olan 0.1 1 10 100 doymuş hidrokarbonlar, aromatik TOC % Şekil 5. HC-TOC diyagramõ (Wehner et.al., 1989) hidrokarbonlar ve polarlar (resin + asfalten) Figure 5. HC-TOC Diagram. miktarlarõ yüzde olarak ölçülür. Asfalten+ resin fraksiyonlarõ genel olarak NSO (azot, kükürt ve oksijen) bileşikleri olarak adlandõrõlõr. Doymuş ve aromatik hidrokarbonlar ile NSO bileşik miktarlarõnõn kullanõldõğõ üçgen diyagramlar petrolleri kabaca sõnõflandõrmak amacõyla kullanõlmaktadõr. Tokmaklar Formasyonu bitümlü kayaç örneklerine ait 4 adet örneğin ince tabaka komatrografi analizi yapõlmõş ve doymuş hidrokarbonlar, aromatik hidrokarbonlar ve resin + asfalten yüzdeleri belirlenmiş olup (Tablo 4), bu amaçla incelenen örneklerin toplam özüt miktarlarõ ölçülmüştür (Tablo 5). İnce tabaka kromatografi analizi sonucunda elde edilen değerler Aromatik HC, Doymuş HC ve NSO bileşiklerinden oluşan üçgen diyagram Şekil 6. Maseral grup bileşimi ve hidrokarbon üzerinde yorumlandõklarõnda (Şekil 7) türüm potansiyeli üçgen diyagramõ. örneklerinin doymuş HC’lar ve aromatik Figure 6. Ternary diagram of hydrocarbon HC’larca fakir, NSO bileşiklerince zengin production potential and composition of maceral bölgede yer almasõ, olgunlaşmanõn düşük olmasõ groups. nedeniyledir. Petrol türüm evresinde olgunlaşmanõn artmasõ kimyasal yapõ Üretim indeksi (PI) < 0.1 ve (Tmax) < 435°C’õn içerisindeki azot, kükürt ve oksijenli düşük değerleri olgun olmayan organik bağlarõnõn kopararak uzaklaşmalarõna, maddeyi, (PI) >0.4 ve (Tmax) > 465°C’õn yüksek dolayõsõyla NSO bileşiklerinin azalmasõna ve değerleri ise aşõrõ olgunlaşmayõ (gaz zonu) işaret doymuş ve aromatik hidrokarbonlarõn da eder (Peters, 1986). artmasõna yol açar. Ayrõca, karbonat kaynak Tokmaklar Formasyonuna ait bitümlü kaya litolojilerinde organik maddenin kayaçlarõn PI değerleri 0.01-0.04 ve Tmax değerleri olgunlaşmasõ şeylli litolojilere göre daha erken ise 424-438°C arasõnda değişir (Tablo 2). olgunlaşma safhalarõnda gerçekleşmektedir. Bu İnceleme alanõna ait beş adet örneğin (D1, D2, D3, nedenle karbonatlõ litolojilerden türeyen D4 ve D5) spor renk indeksi (SCI) değerleri ise
Çakõrköy Civarõ (Gökçesu – Bolu) Bitümlü Kayaçlarõnõn Organik Jeokimyasal İncelemesi 75
bitümlerin NSO oranlarõ, şeylli litolojilerden (Pr/Ph>1) olduğunu gösterir (Tissot ve Welte, türeyen bitümlere nazaran daha yüksek 1984; Dicyk ve diğ., 1978). Pristan ve fitan’õn değerler sunarlar (Tissot ve diğ., 1977). her ikiside fitol’den türerler. Anoksik ortamlarda fitolden fitan, oksitleyici Tablo 4. Tokmaklar formasyonuna ait özütlerin ortamlarda ise fitolden pristan oluşur. ince tabaka kromatografi analiz sonuçlarõ. Tokmaklar Formasyonuna ait incelenen D1 ve Table 4. Results of the iotrascan chromatographic D4 numaralõ örneklerin Pr/Ph oranlarõ (0.86 – analysis of extracts of Tokmaklar formation. 0.97) 1’den küçük iken, D2 ve D5 numaralõ
örneklerin Pr/Ph oranlarõ ise (1.32 – 1.36) 1’den büyüktür. Karbon tercih indeksi (CPI) n-alkan
HC % tayfõndan tek yada çift sayõlõ karbon ş egemenliğidir. CPI >1 tek sayõlõ, CPI<1 ise çift sayõlõ karbon egemenliğini işaret ederken, CPI=1
Örnek No Örnek Doymu Aromatikler % % NSO (Resin+Asfalten) değeri ise eğemenlik olmadõğõnõ gösterir. D1 10.21 3.98 85.82 Bitümlerde olağan olarak, tek karbon sayõlõ n- D2 8.64 1.74 89.62 alkan eğemenliği vardõr. Bray ve Evans (1961)’e D4 15.30 2.30 82.40 ait CPI değerlerine göre sõnõflamalar aşağõda D5 8.77 5.10 86.13 verilmiştir: CPI = 2.5 – 5.3 Güncel çamurlarda kalõtsal bitüm CPI = 0.98 – 2.3 Tortul kayalardaki olgun bitüm Tablo 5. Tokmaklar formasyonuna ait toplam CPI = 0.92 – 1.13 Ham petrol özüt miktarlarõ. CPI>1.13 Olgun olmayan kaynak kaya organik Table 5. Amounts of total extract of Tokmaklar gereci formation. 0.92
76 A. SARI, D. KOCA, S.A. ALİYEV
Şekil 7. Petrol ve bitümlerin % kimyasal bileşimlerine ait üçgen diyagram (Tissot and Welte, 1984). Figure 7. Ternary diagram showing % chemical compositions of petroleum and bitumen.
Şekil 8. Gaz kromatografi analiz sonuçlarõ. Figure 8. Results of gas chromatography analysis.
Çakõrköy Civarõ (Gökçesu – Bolu) Bitümlü Kayaçlarõnõn Organik Jeokimyasal İncelemesi 77
15
Bataklõk Ortamõ
10 ŞEYL
Geçiş Ortamõ KARBONAT Pr/n-C17 5
Açõk Deniz
0 012345678
Ph/n-C18 Şekil 9. Pr/n-C17 ve Ph/n-C18 diyagramõ. Figure 9. Diagram of Pr/n-C17 ve Ph/n-C18.
SONUÇLAR CPI değerlerinin 1.13’den büyük olmasõ incelenen örneklerin henüz olgun olmayan Tokmaklar Formasyonuna ait bitümlü kaynak kaya organik gereci olduğunu işaret kayaçlarõn toplam organik karbon miktarlarõ eder. 0.37–11.61 % arasõnda değişmekte olup, birimin Pr/n-C17 ve Pr/n-C18 yorumlarõnda zayõftan mükemmele kadar değişen derecede incelenen örneklerin kaynak kayalarõnõn petrol türetebilecek bir kaynak kaya karbonat litolojide olduğu ve çökelme potansiyeline sahip olduğuna işaret eder. ortamlarõnõn karasaldan denizele geçiş Birimin organik madde, tipi hem organik ortamõna eşdeğer olduğu belirlenmiştir. jeokimyasal ve hem de organik petrografik İnce tabaka kromatografi analiz sonuçlarõna yöntemlerle belirlenmiştir. Organik jeokimyasal göre ise resin + asfalten miktarõnõn çok yüksek analiz sonucunda birimin organik madde çõkmasõ (%82.40 – 89.62) organik olgunlaşmanõn tipinin Tip I ve Tip II kerojenlerden oluştuğu henüz yeterli olmadõğõnõ göstermesinin yanõ sõra organik petrografik yöntemlerle ise birimin % kaynak kaya litolojisinin de karbonat olduğuna 100 amorf/algal organik maddelerden oluştuğu işaret eder. belirlenmiştir. Tokmaklar Formasyonuna ait organik KATKI BELİRTME madde tipleri birimin petrol türebilecek bir potansiyelde olduğuna işaret eder. Bu proje Ankara Üniversitesi Bilimsel Olgunlaşma değerlerine göre (Tmax, Üretim Araştõrma Proje Müdürlüğü tarafõndan İndeksi ve Spor Renk İndeksi) Tokmaklar desteklenmekte olan 20010705062 no’lu proje Formasyonu bitümlü kayaçlarõ diyajenez ile kapsamõnda gerçekleştirilmiştir. Bilimsel erken olgun aşamada olup, henüz ekonomik Araştõrmalar Proje Müdürlüğü ve çalõşan değerde petrol türetemezler. elemanlarõna projenin her aşamasõndaki katkõlarõndan dolayõ teşekkür ederiz.
KAYNAKLAR
Abdülselamoğlu, M.S., 1977. The Paleozoic and Mesozoic in the Gebze region, Explanatory text and the excursion guidebook: 4th colloq. On geology of the Aegean region, Excursion 4 : Western Anatolia and Thrace. ÜTÜ, Maden Fac. İstanbul, 16 s. 78 A. SARI, D. KOCA, S.A. ALİYEV
Ajdukõewicz, Z., Mankõewicz, M., ve Pieniazek, J., 1946. Bolu bitümlü şistleri hakkõnda nihai rapor. MTA rap.no: 1668. Blumenthal, M., 1937. Bolu Vilayeti dahilindeki Gökdağ Mõntõkasõ bitümlü şist sahasõnõn jeolojisi hakkõnda rapor. MTA rap.no: 269. Bray, E.E., and Evans, E.D., 1961.Distrubition of n-paraffins as a clue to recognition of source beds.Geochim. et Cosmochim. Acta, v. 22, pp. 2-15. Carroll,A.R., Brassell,S.C.,and Graham, S.A.,1992. Upper Permian lacustrine oil shales, Suthern Jungar Basin,Northwest China.AAPG Bulletin, vol.76, no.12, pp.1874-1093. Cerit,O., 1983. Mengen (Bolu) yöresinin jeolojik incelemesi. Hacettepe Üni. Fen Bil.Ens.Yüksek Lisans Tezi (Yayõnlanmamõş), Ankara, 160 s. Derenne, S., Largeau, C., Berkalof, C., and Peniguel, G., 1991. Ultraminae in lacustrine deposits (Rundle Oil Shale,Green River Shale). Chemical composition, source organisms and mechanism of formation. In: Organic Geochemistry. Advances and Applications in Energy and the Natural Environment. 15th EAOG Meeting.D.Manning (ed.).pp.354-357. Erendil,M., Aksay, A., Kuşçu, İ., Oral, A., tunay, G., ve Temren, A., 1991. Bolu masifi ve çevresinin jeolojisi. MTA rap.no.7998. Erdem,İ., ve Akalõn, L., 1983. Mengen-Salõpazarõ-Merkeşler kömür sahasõ hakkõnda rapor. MTA rap.no:7421. Espitalie,J.,Madec,M.,Tissot,J.,Menning,J., and Leplat, P., 1977.Source rock characterization method for petroleum exploration. Proc.,9th Annual Offshore Technology Conf., v.3, pp.439-448. Hunt, J. M., 1979. Petroleum Geochemistry and Geology. San Francisco: Freeman. 616 p. Jackson, K. S., Hawkins, P. J. and Bennett, A. J. R. 1985. Regional facies and geochemical, evaluation of southern Denison Trough. APEA Jour. v.20, pp.143-158. Lokman, K., 1939. Bolu (Mengen) bitümlü şistleri. MTA rap. no:268. Peters, K. E. 1986. Guidelines for evaluating petroleum source rocks using programmed pyrolysis: AAPG Bulletin, v.70, pp.318-329. Peters, K.E., and Moldowan, J. M., 1993. The biomarker guide, interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments. Englewood Cliffs, Jersey, Prentice Hall, 363 p. Robertson,A.H.F., and Dixon, J.E., 1984. Introduction: aspects of geological evoluation of the Eastern Mediterranean, Dixon,J.E., and Robertson, A.H.F., ed., The geological evoluation of the Eastern Mediterranean’da: Geol.soc.London, spec.publ.,v.17, pp.1-74 Saner, S., 1980. Mudurnu-Göynük havzasõnõn Jura ve sonrasõ çökelim nitelikleriyle paleocoğrafya yorumlamasõ. TJK Bült.,c.23, n.1 s.39-52. Sarõ,A., 1999a. Source rock evaluation of Kabalar Formation in the Göynük Basin, Bolu, Turkey. 19 th International meeting on Organic Geochemistry. 6-10 September, İstanbul, TURKEY. p.231- 232. Sarõ, A., Sonel, N., 1995. Kayabaşõ (Göynük-Bolu) Yöresinin Bitümlü Şeyl İncelemeleri. Türkiye Jeoloji Bülteni.c. 2, n.2, s.39-49. Sarõ, A., 1999b. Himmetoğlu formasyonu (Göynük-Bolu) bitümlü şeyllerinin organik jeokimyasal incelemesi. 1. Batõ Anadolu Enerji Sempozyumu, 8-14 Mart, İZMİR. Sarõ, A., Üzmez, B., Aliyev.S.A.,2004. Mengen (Bolu) Civarõ Bitümlü Şeyllerinin Hidrokarbon Potansiyeli. İstanbul Üniv. Müh. Fak. Yerbilimleri Dergisi, c.17, n.3. Sonel, N., Sarõ, A., Tozlu, E., 1987. Himmetoğlu (Göynük-BOLU)Yöresinin Jeolojisi ve Linyit Oluşuklarõ. S.Ü.Müh.Mim.Fak. Dergisi,c 2, s.51-67. Sonel,N., Kayabalõ, K., Sarõ, A., Tozlu, E., 1987, Ahmetbeyler (Göynük-Bolu) Yöresinin Jeolojisi ve Yapõsal Özellikleri. S.Ü.Müh.Mim.Fak. Dergisi.c 2, s.37-50. Şengüler,İ.,1999. Seyitömer (Kütahya) yöresi petrollü şeyllerinin ekonomik kullanõm olanaklarõnõn araştõrõlmasõ.A.Ü.Fen Bilimleri Ens. Doktora Tezi,192 s (Yayõnlanmamõş). Şengüler,İ., Taka, M., ve Işõk, A., 1988. Mengen (Bolu) bitümlü şeyl sahasõnõn jeolojisini ve ekonomik olanaklarõ. MTA rap.no: 8460.
Çakõrköy Civarõ (Gökçesu – Bolu) Bitümlü Kayaçlarõnõn Organik Jeokimyasal İncelemesi 79
Şengör, A.M.C., 1984a. Türkiyenin tektonik tarihinin yapõsal sõnõflamasõ: TJK Ketin Simpozyumu, s.37- 62. Şengör, A.M.C., ve Yõlmaz, Y., 1981.Tethyan evaluation of Turkey: A plate tectonic approach: Tectonophysics, v.75, pp.181-241. Tekin, E., ve Sarõ, A., 1999. Kabalar formasyonu (Göynük-Bolu) bitümlü şeyllerinin petrografik ve mikrodokusal özellikleri. Yerbilimleri Sempozyumu 20-23 Ekim, ISPARTA. Tekin, E., ve Sarõ, A., 2000. Kabalar formasyonu (Göynük-Bolu) bitümlü şeyllerindeki hidrokarbon damlalarõnõn morfolojileri. Yerbilimleri/Geosound Dergisi, n.36, s 107-121. Tissot, B., Pelet, R., 1971. New data on the mechanism of formation and migration of petroleum: mathematical simulation and application to prospecting (in French): proc. 8th World Pet. Cong.v.2, pp.35-46. Tissot, B. P., and Welte, D. H. 1984. Petroleum formation and occurrence: 2nd ed.: New York, Springer- Verlag, 699 p. Uysalõ, H., 1962. Kayaaltõ-Salõpazarõ-Mengen bölgesi (Bolu) kömür sahasõnõn jeolojik etüdü hakkõnda rapor. MTA rap.no:2931. Wehner, H., 1989. Organic-Geochemical studies in the Visayan basin, Philippines. Gol. Jb. V.70, pp.317- 348.
80 A. SARI, D. KOCA, S.A. ALİYEV