Mineralogical and Geochemical Properties of Coal-Bearing Mortuma Formaton in the Kale Basin, (Denizli, SW-Turkey)

Abstract

Kale Basin (Denizli/SW-Turkey) is a northeast-southwest trending tectonically controlled basin. While metamorphic basement rocks, belonged to the Menderes Massif are situatad at the west of the basin, ophiolites which belong to Lycian nappes as well as Mesozoic limestones are located in the east and south. The sedimentary deposit of the Oligocene aged Mortuma formation which fill the Kale Basin begin with coarse clastic sediments accompanied by pebbles that reflect a shallow shoreline environment at the bottom and as goes further through upper layers, it contains sandstones-mudstones and claystone. Six coal exploration drillings with a depth of 426 m to 780 m were made by Turkish Coal Enterprise. In the north, 40-45 cm thick, blackish and shiny lignite veins were cut at different levels within mudstone and claystone in the drillings. In other drillings, coal veins 1- 3 cm thick have been observed in the calcareous mudstone and claystone. When the cores were correlated, it was determined that the basin was shallower, the energy was lower and the organic matter content was rich in the north of the study area and the sudden deepening of the basin towards the south. The minerals of dolomite, calcite, feldspar, quartz and clay have been determined. Smectite, illite, chlorite and kaolinite have been identified as clay minerals. HRE elements show enrichment according to LRE elements. A similar REE distribution of clay and carbonates indicates the same origin. According to Th / Co-La / Sc diagram, the samples fall to the acidic / felsic origin rock area.

Kale Havzası (Denizli/GB-Türkiye), KD-GB uzanımlı tektonik kontrollü bir havzadır. Havzanın batısında Menderes Masifi’ne ait metamorfik temel kayalar bulunurken, doğu ve güney bölümlerinde Mesozoyik yaşlı kireçtaşları ve Likya naplarına ait ofiyolitler yer alır. Kale Havzası’nı dolduran Oligosen yaşlı Mortuma formasyonuna ait istif, sığ-kıyı ortamını yansıtan çakıltaşları ile birlikte kaba kırıntılı tortullar ile başlayıp, üste doğru kumtaşı-çamurtaşı ve kiltaşları ile devam etmektedir. İnceleme alanında Türkiye Kömür İşletmeleri tarafından derinliği 426 m ile 780 m arasında değişen altı adet kömür araştırma sondajı yapılmıştır. İnceleme alanının kuzeyinde yapılan sondajlarda çamurtaşı ve kiltaşları içerisinde farklı seviyelerde 40-45 cm kalınlıkta siyahımsı ve parlak özellikte linyit damarları kesilmiştir. Diğer sondajlarda ise kalkerli çamurtaşı ve kiltaşından oluşan seviyelerde kalınlığı 1-3 cm arasında değişen kömür damarları gözlenmiştir. Sondajlar korele edildiğinde, inceleme alanının kuzeyinde havzanın daha sığ, enerjisinin daha düşük ve organik madde içeriğinin daha zengin olduğu, güneye doğru ani olarak derinleştiği belirlenmiştir. Havzada dolomit, kalsit, feldispat, kuvars ve kil mineralleri belirlenmiştir. Kil minerallerinden simektit, illit, klorit ve kaolinit tespit edilmiştir. ANT elementler HNT elementlere göre zenginleşme göstermektedir. Kil ve karbonat örneklerinin benzer bir NTE dağılımı göstermesi aynı kökenden kaynaklandığına işaret etmektedir. Örnekler Th/Co-La/Sc diyagramına göre asidik/felsik köken kayaç bölgesine düşmektedir.