Maden Tetkik ve Arama Dergisi

MTA Dergisi (2016) 152:185-200
MADEN TETKİK VE ARAMA
D E R G İ S İ
Türkçe Baskı
Maden Tetkik ve Arama Dergisi
http://dergi.mta.gov.tr
2016
152
ISSN : 1304 - 334X
İÇİNDEKİLER
İzmı̇ r -Dış- Körfezı̇ ’ndekı̇ Adaların Neojen Stratı̇ grafisi
............................................................................................................................................................. Fikret GÖKTAŞ / Araştırma Makalesi
1
Eskı̇ şehı̇ r Fay Zonu’nun Güneydoğu Bölümünü Oluşturan Ilıca Kolu: Orta Anadolu’da Sağ Yanal Doğrultu Atımlı Aktı̇ f Bı̇ r Yapı
.................................Korhan ESAT, Bülent KAYPAK, Veysel IŞIK, Berkan ECEVİTOĞLU ve Gürol SEYİTOĞLU / Araştırma Makalesi
25
Yedikule – İstanbul Bölgesi Tersiyer (Paleojen-Neojen) Çökellerinin Ostrakod Faunası ve Ortamsal Özellikleri
...................................................................................................................................................................Ümit ŞAFAK / Araştırma Makalesi
39
Akdeniz (Antalya Körfezi) ve Ege Denizi (Ayvalık ve Kuşadası) Ostrakodları ve Biyocoğrafik Dağılımı
..................................................................................................................................Derya PARLAK ve Atike NAZİK / Araştırma Makalesi
63
Anadolu’nun Erken Miyosen Yaşlı Cricetodontinleri
.....................................................................................................................Nihal ÇINAR DURGUT ve Engin ÜNAY / Araştırma Makalesi
87
Erken Kambriyen Yaşlı Karaçat Demir Yatağı (Mansurlu Havzası, Adana) ve Doğusunda Yüzeylenen Demir Yataklarının Kökenine Bir Yaklaşım
........................................................................................................Deniz TİRİNGA, Taner ÜNLÜ ve Semih GÜRSU / Araştırma Makalesi
123
Dere Sedimanı Verilerine “Fraktal Model” ve “Faktör Analizi” Uygulanarak Cr Mineralizasyonunun Tanımlanması:
Khoy 1:100.000 Paftası, KB İran
.............................................................................Somayeh MOMENİ, Seyed Vahid SHAHROKHİ, Peyman AFZAL, Behnam SADEGHİ,
..............................................................................................Taher FARHADİNEJAD ve Mohammad Reza NİKZAD / Araştırma Makalesi
Dutluca (Burhaniye-Balıkesir) Volkanitlerinin Opak Mineral İçeriği: Bu Mineraller Üzerinde Hidrotermal Alterasyonun Etkisi
..........................................................................................................................................Şükrü KOÇ ve Nihal ÇEVİK / Araştırma Makalesi
Karacaören Yöresi (Nevşehir) Diyatomitlerinin Fizikokimyasal Özellikleri ve Kullanım Alanları
..........................................................................................Ayşegül YILDIZ, Ali GÜREL ve Yusuf Gökhan DURSUN / Araştırma Makalesi
145
155
167
Kürnüç/Göynük-Bolu Sahası Alt Eosen Bitümlü Kayaçlarının Depolanma Ortamı ve Organik Jeokimyasal Karakteristikleri
...............................................................................................................Ali SARI, Pelin AKKAYA ve Ekin ÖZAKAR / Araştırma Makalesi
185
Halı ve Bor Atıklarından İzolasyon Malzemesi Üretimi
...........................................................................................................................................................Yasin ERDOĞAN / Araştırma Makalesi
201
Maden Tetkik ve Arama Dergisi Yayın Kuralları..............................................................................................................................................
207
KÜRNÜÇ/GÖYNÜK-BOLU SAHASI ALT EOSEN BİTÜMLÜ KAYAÇLARININ DEPOLANMA
ORTAMI VE ORGANİK JEOKİMYASAL KARAKTERİSTİKLERİ
DEPOSITIONAL ENVIRONMENT AND ORGANIC GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF LOWER
EOCENE BITUMINOUS ROCKS, IN THE KÜRNÜÇ/GÖYNÜK-BOLU AREA
Ali SARIa*, Pelin AKKAYA b ve Ekin ÖZAKARb
a
Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 06100 Tandoğan/Ankara
b
Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürlüğü İrfan Baştuğ Caddesi, 06110 Dışkapı/Ankara
Anahtar Kelimeler:
Bitümlü Kayaç, Bitümlü Şeyl,
Depolanma Ortamı, Organik
Madde, Petrol,Bitüm
Geliş Tarihi: 03.03.2015
Kabul Tarihi:30.06.2015
Keywords:
Bituminous
Rock,Bituminous
Shale,Depositional
Environment,Organic
Matter,Oil,Bituminous
Araştırma Makalesi
ÖZ
Bu çalışmada Kürnüç (Göynük/Bolu) civarında yüzlek veren, koyu gri ve koyu kahve renkli, organik
karbon yönünden oldukça zengin olan bitümlü kayaçların (bitümlü marn ve bitümlü şeyl) organik jeokimyasal özellikleri incelenmiştir. Kayaç litolojileri ve çökelim ortamlarının tespit edilmesi, kaynak kaya potansiyeli, kerojen tipi, organik olgunlaşmalarının belirlenmesi ile bitümlü kayaçlarının hidrokarbon türüm
potansiyellerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada piroliz (Rock Eval–VI), gaz kromatografi (GC)
ve gaz kromatografi-kütle spektrometresi (GC-MS) analizleri yapılmıştır. Ayrıca, organik petrografik yöntemle spor renk indeksi (SCI) analizi uygulanmış ve ayrıca duraylı karbon izotop analizi (δ13C) yapılmıştır.
İncelenen kaynak kayaların litolojisi klastik kökenlidir ve çökelim ortamı olarak denizle kısmen bağlantısı
olan lagün olarak kabul edilebilir. Bitümlü kayaçlarda TOC değerleri % 2.52-8.38 aralığında (ortalama
% 6.08 ) olup, kaynak kaya potansiyelleri mükemmeldir. Kerojen tipleri iki adet örnek (Tip II) dışında
Tip I’dir. Piroliz, GC ve GC-MS organik olgunlaşma sonuçlarına göre örneklerin tamamı olgunlaşmamış
evrededir. Organik jeokimyasal veriler bitümlü kayaçların mükemmel petrol türüm potansiyeline sahip
olduğunu ve herhangi bir organik kirlenme olmadığını göstermektedir.
ABSTRACT
In this study, dark gray and dark brown colored, organic-carbon rich bituminous rocks (bituminous marl
and bituminous shale) exposing around the Kürnüç area (Göynük, Bolu) are investigated by means of
organic geochemical characteristics. In this respect, rock lithologies, depositional environments, rock
source potential, kerogen and organic maturity types and hydrocarbon generation potentials of bituminous
rocks were determined. For this reason, pyrolysis (Rock Eval–VI) analysis, gas chromatography (GC)
and gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS) analyses were carried out. In addition, spore color
index (SCI) was determined with organic petrographic method and stable carbon analysis (δ13C) of the
samples were also conducted. Lithology of the studied samples is of clastic source and the depositional environment is a lagoon with a partial connection to the sea. In bituminous rocks with excellent source rock
potential TOC values are in the range of 2.52-8.38 wt % (average 6.08 wt %). With the exception of two
samples (Type II) kerogen type of all samples is Type I. According to pyrolysis, GC and GC-MS organic
maturity results, all the samples are in immature stage. Organic geochemical data indicate that bituminous
rocks have an excellent oil generation potential and there is no organic contamination.
1.Giriş
Çalışma alanını, Bolu/Göynük ilçesinin güney
kesiminde Adapazarı H-24 d2 paftasında yer alır. Bu
çalışma kapsamında Kürnüç (Göynük/Bolu) civarında
yüzlek veren, koyu gri ve koyu kahve renkli, organik
karbon miktarı oldukça zengin olan bitümlü kayaçlar
* Başvurulacak yazar: Ali Sarı, ([email protected])
http://dx.doi.org/10.19076/mta.95713
(bitümlü marn ve bitümlü şeyl)
incelenmiştir.
Bu amaçla, kayaçların kaynak kaya potansiyeli,
kerojen tipi, organik olgunlaşmaları tespit edilmiş
ve hidrokarbon türüm potansiyelleri belirlenmiştir.
Ayrıca, kaynak kayanın potansiyeli açısından önemli
olan kaynak kaya litolojisi ve çökelim ortamı da
ortaya konulmuştur.
185
Kürnüç/Göynük Bitümlü Kayaçlarının Jeokimyasal Karakteristikleri
Çalışma alanı yakınında şu anda TKİ ve TPAO
ortaklığında bitümlü şeyllere yönelik MTA tarafından
yapılan sondajlı arama çalışmaları halen devam
etmektedir. Bu nedenle çalışma alanı civarındaki
bitümlü kayaçların hidrokarbon ve element
zenginleşmeleri yönüyle çok önemli bir potansiyele
sahip olmaları araştırmacıların da ilgisini çekmiş
ve bölgede çeşitli konularda çalışmalar yapılmıştır
(Şeker ve Kesgin, 1991; Sarı ve Sonel, 1995; Şener ve
Şengüler, 1998; Büyükutku vd., 2005; Sarı ve Aliyev,
2005; Aliyev, vd., 2006; Sarı vd., 2007; Kara ve
Korkmaz, 2008; Sarı ve Geze, 2008, Şengüler, 2012).
Suda yüksek orandaki çözünmüş oksijen ve besin
zenginliğinde (özellikle algler için gerekli olan fosfat
ve nitratlar) gelişen yüksek orandaki algal üretkenlik
ve daha sonraları yüksek organik üretkenliğin ihtiyaç
duyduğu oksijen ve besinin sudaki kaynak tarafından
karşılanamaması neticesinde ölen alglerin tabanda
birikmesi, çürümesi neticesinde oluşan hidrojen
sülfürlü indirgen ortam şartlarında bitümlü kayaçlar
depolanırlar. Bitümlü kayaçlar depolanma ortamının
jeokimyasal şartlarına bağlı olarak gelişen litolojik
özelliklerine göre bitümlü şeyl, bitümlü kiltaşı veya
bitümlü marn şeklinde oluşurlar. Dünyada gittikçe
artan petrol fiyatları ülkeleri petrole alternatif enerji
kaynakları için arayış içine sokmuştur. Bu kapsamda
alternatif enerjiye olan ihtiyaç son yıllarda bitümlü
kayaçları tekrar gündeme getirmiştir. Bu amaçla bütün
dünyada olduğu gibi ülkemizde de bitümlü kayaçlar
ve özellikle de bitümlü şeyllere yönelik yoğun
arama ve hidrokarbon üretimine yönelik çalışmalar
yapılmaktadır. Bu kapsamda TKİ ve TPAO’nun
ortak olarak yürüttükleri bir proje kapsamında
Hatıldağ/Göynük (Ankara) ve Beydili/Nallıhan
(Ankara) bitümlü şeyl ruhsat sahalarında sondajlı
arama ve rezerv tespit çalışmaları halen sürmektedir.
Madencilik maliyetleri dikkate alınarak bitümlü
şeyller ya yüzeyden kazılarak retortlama yöntemiyle
ya da yerinde ısıtılmak suretiyle (Symington vd.,
2008) petrol elde edilmektedir. Bu işlemde bitümlü
şeyllerin başta kalınlığı, organik madde miktarı ve
özellikle de kerojen tipinin Tip-I kerojen olması önem
arz etmektedir.
Bu çalışmada, piroliz analizleri (TOC %, HI,
OI, Tmax, S1, S2, S3), gaz kromatografi (GC) ve
gaz kromatografi - kütle spektrometresi (GC-MS)
yöntemleri, duraylı karbon izotop (δ 13C) analizi ile
186
organik petrografik analizler kullanılarak, Alt Eosen
bitümlü kayaçlarının çökelim ortamları ve kaynak
kaya potansiyelleri ayrıntılı olarak değerlendirilmiştir.
Bitümlü kayaçlar % 2.52 - 8.38 aralığında değişen
TOC değerleri yanında, S1 (ortalama 1.28 mg
HC/g kaya) ve S2 (ortalama 45.51 mg HC/g kaya)
hidrokarbonlarına göre de mükemmel kaynak kaya
potansiyeline sahiptirler. Hidrojen indeks (HI)/oksijen
indeks (OI), Hidrojen indeks (HI)/Tmax, S2/TOC
diyagramları ve hidrokarbon tip indeksi (S2/S3) ve
hidrojen indeks (HI) sınır değerlerine göre kerojen tipi
Tip I, iki adet örnek de Tip II’dir. Organik petrografik
yöntemlere göre örnekler %100 Algal+Amorf organik
maddeden oluşmuştur. C27, C28 ve C29 steranların üçlü
diyagramına göre organik madde tipi gölsel alg’dir.
δ13C doymuş ve δ13C aromatik hidrokarbon verileri
ile hesaplanan CV değerlerine göre organik madde
tipi bazı örneklerde karasal kökenli, bazı örneklerde
denizel kökenlidir. Ancak izotop analiz sonuçlarının
çok geniş aralıklarda değerler verdiğini unutmamak
gerekir. Yine de bu sonuçlar çökelme ortamının kısmen
denizle bağlantılı lagün olduğu düşünüldüğünde Tip I
ve Tip II kerojen tipleri ile uygunluk göstermektedir.
Bitümlü kayaç örneklerin olgunlaşmalarının;
biyomarker incelemeleri, Tmax, üretim indeksi (PI) ve
SCI değerlerine göre henüz olgunlaşmamış aşamada
oldukları görülmektedir. Ayrıca, m/z 191 triterpan ve
m/z 217 steran biyomarker verileri (Ts/(Ts+Tm), 22S/
(22S+22R), αββ/(αββ+ααα), 29Ts/ (29Ts+norhopane),
20S/(20S+20R) ile de örneklerin olgunlaşmamış
oldukları saptanmıştır. Jenetik Potansiyel (S1+S2)
değerlerine (18400-70250 ppm)
göre bitümlü
kayaçlar iyi kaynak kaya potansiyeline sahiptir. S2/
S3 oranı, Hidrojen İndeks (HI) -TOC ile S2 -TOC
diyagramlarına göre ise incelenen örnekler petrol
üretebilecek hidrokarbon potansiyeline sahiptirler.
2. Materyal ve Yöntem
Piroliz analizleri (Rock Eval–VI), gaz kromatografi
(GC) ve gaz kromatografi-kütle spektrometresi (GCMS), duraylı karbon izotop analizleri (δ13C) ve spor
renk indeksi (SCI) incelemeleri TPAO araştırma
grubu jeokimya laboratuvarlarında yapılmıştır. Piroliz
ölçümleri Rock Eval–VI tip cihazı kullanılarak IFP
160.000 (Institut Français du Pétrole) standardı
(Behar vd., 2001) ile gerçekleştirilmiştir. TOC %
değerleri cihazda bulunan TOC modülü ile otomatik
olarak ölçülmüştür. Piroliz analizi uygulanırken
MTA Dergisi (2016) 152:185-200
(Espitalie vd., 1977; Peters,1986), 100 mg öğütülmüş
kaya örneği 3 dakikalık bir süre boyunca 300 °C’de,
oksijensiz bir ortamda, helyum atmosferi altında
ısıtılır. Daha sonra sıcaklık dakikada 25 °C artışla 600
°C’ye kadar yükseltilir. Bu ısınma süresi boyunca S1
(mg HC/g rock), S2 (mg HC/g rock), S3(mg CO2/g
rock), S4 (mg CO2/gr rock) ile Tmax pikleri açığa çıkar.
Bu hidrokarbon pikleri ile:
Hidrojen indeks [HI = (S2 / TOC) x 100]
Oksijen indeks [OI = (S3 / TOC) x 100]
Üretim indeksi [PI = S1 / [S1 + S2]
Jenetik Potansiyel (S1 + S2)
Kerojen Tip indeksi (S2 / S3) parametreleri hesaplanır.
Gaz Kromatografi (GC) analizleri Agilent 6850
cihazında, Norveç Petrol Standardı kullanılarak
yapılır. GC-MS analizi Agilent 5975C- dört uçlu
(quadrupole) kütle spektrometre cihazında Norveç
Petrol Standardı kullanılarak yapılır. Bu cihaz 7890A
gaz kromatograf ve 7683B otomatik sıvı numune alıcı
ile birleşik kullanılmaktadır. Duraylı karbon izotop
analizi GV Instruments Isoprime EA-IRMS cihazında
yapılmıştır.
3. Jeolojik Konum
Çalışma alanı Pontidlerin batı kesiminde Sakarya
Zonu üzerinde yer almaktadır. Sakarya Zonu güneyde
İzmir-Ankara-Erzincan kenet kuşağı, kuzeyde ise
Ankara-Erzincan sütur zonu ile sınırlanmıştır (Şengör
ve Yılmaz, 1981). Sakarya Zonu altta metamorfik bir
temel, üzerine açısal uyumsuzlukla gelen kırıntılılar,
karbonat kayaları ve volkanitlerden oluşur. Bu zona
ait volkanitler, kırıntılı kayaçlar ve karbonatlar
çalışma alanının genel jeolojik haritası içerisinde
yer alan formasyonlarda gözlenmektedir (Şekil 1).
Alp orojenezi etkisiyle yükselen kuzeybatı Anadolu
dağları ile İç Anadolu masifi arasında bulunan çalışma
alanı ve yakın havzaları çeşitli kıvrılma ve kırılmalara
uğramıştır. Bu tektonik hareketler sonucu bölgede
doğrultu atımlı faylar, bindirme fayları, antiklinal ve
senklinal yapıları ile devrik tabakalar gözlenmektedir.
Çalışma alanında gözlenen en yaşlı birim
Karbonifer yaşlı Sarıcakaya Granitoyidleridir (Csg).
Kumtaşı, çamurtaşı, konglemera ve kireçtaşından
oluşan Bayırköy formasyonu (Jba) Liyas yaşlı olup,
Sarıcakaya Granitoyidlerinin üzerine uyumsuz
olarak gelir. Bu formasyon Kalloviyen-Hotriviyen
yaşlı Bilecik formasyonu (JKb) neritik kireçtaşları
Şekil 1- Çalışma alanının genel jeoloji haritası (Gedik ve Aksay 2002’den değiştirilmiştir).
187
Kürnüç/Göynük Bitümlü Kayaçlarının Jeokimyasal Karakteristikleri
ile Kalloviyen-Apsiyen yaşlı Soğukçam formasyonu
kireçtaşları tarafından uyumsuzlukla üzerlenir.
Bu formasyonun üzerine Albiyen-Mestrihtiyen
yaşlı Yenipazar formasyonu gelir. Çalışma alnında
Yenipazar formasyonu üç adet üyeye ayrılmıştır,
bunlar sırasıyla Değirmenözü (Kyed), Bayat (Kyeb)
ve Taraklı (Kyet) üyeleridir (Gedik ve Aksay,
2002).
Soğukçam formasyonu ile geçişli olan
Yenipazar formasyonu kumtaşı, şeyl, kireçtaşı ve tüf
birimlerinden oluşur. Resifal kireçtaşlarından oluşan
Alt Paloesen yaşlı Selvipınar formasyonu, çalışma
alanına komşu alanlarda konglemera, kumtaşı ve
çamurtaşı birimlerinden oluşan Paleosen–Alt Eosen
yaşlı Kızılçay formasyonu tarafından geçişli olarak
üzerlenir. Çalışma alanımızda ise Alt Eosen yaşlı
Kızılçay formasyonu Kabalar üyesi (Tpekk) bu
makaleye konu olan bitümlü kayaçların gözlendiği
birimdir. Çalışma alanı dışında kumtaşı, konglomera
ve marnlardan oluşan Lütesiyen yaşlı Güvenç
formasyonu (Teg) Kızılçay formasyonu üzerine
uyumsuzlukla gelir. Bu formasyon üzerine ise Üst
Eosen-Alt Miyosen yaşlı Gemiciköy formasyonu
(Temg) uyumsuzlukla oturur. Birim genel olarak açık
kırmızı renkli, gevşek tutturulmuş, çapraz tabakalı
konglomera ve kumtaşından oluşmaktadır. Bu
formasyonun üzerine Alt-Orta Eosen yaşlı Hançili
formasyonu (Tmh) uyumsuz olarak gelmektedir
(Gedik ve Aksay, 2002).
Hançili fomasyonu
kumtaşı, kiltaşı, killi kireçtaşı, diyatomit, çört, tüfit
ve konglomera birimlerinden oluşur ve Kuvaterner
yaşlı alüvyon (Qal) birimler tarafından uyumsuzlukla
örtülürler (Şekil 2).
Şekil 2- Çalışma alanının genelleştirilmiş stratigrafik kolon kesiti (Gedik ve Aksay
2002’den değiştirilmiştir).
188
MTA Dergisi (2016) 152:185-200
4.Bulgular ve Tartışma
4.1.Biyomarker İncelemeleri
GC ve GS-MS analizlerine göre organik madde
tipi, olgunlaşma, kayaç litolojisi ve depolanma ortamı
hakkında önemli veriler elde edilir. Bu amaçla GCMS analizlerinde kullanılan tanımlanmış m/z 217
steran listesi çizelge 1’de ve m/z191 terpan listesi de
çizelge 2’de verilmiştir.
Bu çalışmada piroliz analizi yapılmış örnekler
içerisinden seçilen 4 adet örnek üzerinde GC analizleri
yapılmıştır (Şekil 3a, b). İncelenen her bir örnek de
n-alkanlar ve isoprenoidler tanımlanmıştır. İncelenen
örneklerde genellikle n-alkanlar n-C9’dan n-C36’ya
kadar uzanmaktalar. N-C23, n-C-25, n-C27 ve n-C31
n-alkan pikleri KÜ-19, KÜ-41 ve KÜ-50 numaralı
örneklerde boldur. Karasal bitkilere ait en bol bileşen
olan n-alkanlar incelenen örneklerde n-C27’dir. Ayrıca,
örneklerde fitan en bol olan izoprenoid’dir. Çalışılan
örneklerde n-C15’den n-C25’e doğru olan hafif
artışlar çoğunlukla alglerin ve planktonların biyokütlelerindeki artışa işaret eder (Peters ve Moldowan,
1993).
N-alkanların sucul kaynağı 16’dan 18’e kadar
değişen karbon atomları ile tanımlanır, çünkü bunlar
tipik olarak sucul algler ve cyanobaterilerden türerler.
Karasal bitki kaynaklı n-alkanlar ise n-C27 ile n-C33
karbon atomlu n-alkanlar olarak tanımlanır, çünkü
bunlar tipik olarak karasal bitkilerin waxs’lerinden
türerler (Peters vd., 2005a).
Çizelge 1-GC-MS analizlerinde kullanılan tanımlanmış m/z 217
Çizelge 1. GC-MS analizlerinde kullanılan tanımlanmış m/z 217 steran iyonları listesi
steran iyonları listesi.
BİLEŞEN NO
9
BİLEŞEN ADI
11
12
C27 5α (H), 14β (H),17β (H)-Steran (20R)+C29 13β (H), 17α (H)Diasteran (20S)
C27 5α (H), 14β (H),17β (H)-Steran (20S)+C28 13α (H), 17 β
(H)-Diasteran (20R)
C27 5α (H), 14α (H),17α (H)-Steran (20R)
C29 13β (H), 17α (H)-Diasteran (20R)
13
C29 13α (H), 17β (H)-Diasteran (20S)
14
C28 5α (H), 14α (H),17α (H)-Steran (20S)
15
16
C28 5α (H), 14β (H),17β (H)-Steran (20R)+C29 13α (H), 17β (H)Diasteran (20R)
C28 5α (H), 14β (H),17β (H)-Steran (20S)
17
C28 5α (H), 14α (H),17α (H)-Steran (20R)
18
C29 5α (H), 14α (H),17α (H)-Steran (20S)
19
C29 5α (H), 14β (H),17β (H)-Steran (20R)
20
C29 5α (H), 14β (H),17β (H)-Steran (20S)
21
C29 5α (H), 14α (H),17α (H)-Steran (20R)
22
C30 5α (H), 14α (H),17α (H)-Steran (20S)
10
KÜ-19, KÜ-35, KÜ-41, KÜ-50 numaralı bitümlü
örnekler için Pr/Ph izoprenoid oranları sırasıyla;
0.40, 0.60, 0.25 ve 0.45’dir. İzoprenoid oranlarına
göre örneklerin depolanma ortamı anoksik indirgen
şartları yansıtmaktadır (Didyk vd., 1978; Tissot ve
Welte, 1984, Leythaeuser ve Schwarzkopf, 1986).
Yine, izoprenoid/n-alkan oranlarından, Pr/n-C17 ve
Ph/n-C18 oranlarına göre de depolanma ortamı redoks
koşullarının indirgen, organik madde tipinin TipITipII kerojen olduğu ve örneklerin tamamının henüz
olgunlaşmamış aşamada oldukları görülmektedir
(Tissot ve Welte, 1984, Moldowan vd., 1985; Hunt,
1995) (Şekil 4).
n-C17/n-C31 oranı da organik maddenin kaynağının
denizel alg yada karasal bitkimi olduğuna işaret
eder. İkiden büyük (>2) değerler çoğunlukla denizel
alglerden ziyade karasal bitki kaynağını işaret
eder (Forster vd., 2004). Ancak sedimanter sistem
içerisinde organik maddenin alterasyonu n-alkan
dağılımını bozar ve bazı daha duraylı karasal
kaynaklı n-alkanların çoğalmasına ve algal kökenli
n-alkanların da kaybına sebep olur, bu durum
n-C17/n-C31 oranında hatalara yol açabilir. İncelenen
KÜ-19, KÜ-41 ve KÜ-50 numaralı örneklerdeki
n-C17/n-C31 oranı 0.7-0.9 arasında değişmekte
olup, karasal organik materyalleri
işaret eder.
Çizelge 2- GC-MS analizlerinde kullanılan tanımlanmış m/z191
terpan iyonları listesi.
BİLEŞİK NO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11R
11S
12R
12S
13
14
15
16R
16S
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
BİLEŞİK İSMİ
C19 TRICYCLICTERPANE
C20 TRICYCLICTERPANE
C21 TRICYCLICTERPANE
C22 TRICYCLICTERPANE
C23 TRICYCLICTERPANE
C24 TRICYCLICTERPANE
C25(22S+22R) TRICYCLICTERPANE
C24 TETRACYCLICHOPANE (SECO)
C26 22 (S) TRICYCLICTERPANE
C2622(R) TRICYCLICTERPANE
C28 TRICYCLICTERPANE ( R )
C28 TRICYCLICTERPANE ( S )
C29 TRICYCLICTERPANE ( R )
C29 TRICYCLICTERPANE ( S )
C2718α(H)-22,29,30-TRISNORHOPANE (Ts)
C2717α (H)-22,29,30-TRISNORHOPANE (Tm)
17 α (H)-29,30-BISNORHOPANE
C30 TRICYCLIC TERPANE ( R )
C30 TRICYCLIC TERPANE ( S )
17 α (H)- 28,30- BISNORHOPANE
C29 17α (H), 21β(H)-30- NORHOPANE
C29 Ts (18α (H)-30-NORHOPANE
C30 (17α (H)-DIAHOPANE)
C29 17β (H), 21α (H)-30 NORMORETANE
OLEANANE
C 30 17α (H), 21β (H)-HOPANE
C30 17β (H), 21α (H)-MORETANE
C31 17α (H), 21 β (H)-30-HOMOHOPANE (22S)
C31 17α (H), 21 β (H)-30-HOMOHOPANE (22R)
GAMMACERANE
HOMOMORETANE
C32 17 α (H), 21β (H)-30,31-BISHOMOHOPANE (22S)
C32 17 α (H), 21β (H)-30,31-BISHOMOHOPANE (22R)
C33 17α (H), 21β (H)-30,31,32-TRISHOMOHOPANE
(22S)
189
Kürnüç/Göynük Bitümlü Kayaçlarının Jeokimyasal Karakteristikleri
Şekil 3a- Gaz kromotografi (GC) analiz sonuçları.
Piroliz analizleri ve organik petrografik verilere göre
incelenen örneklerden KÜ-19 no.lu örneğin kerojen
tipi Tip-I, KÜ-41 no.lu örneğin Tip-II ve KÜ-50 no.lu
örneğin ise yine kerojen tipi Tip-I’dir. Dolayısıyla, C17/
n-C31 oranına göre organik madde tiplerinin karasal
organik madde çıkması sedimanter sistem içerisinde
organik maddenin alterasyonuna bağlanabilir.
KÜ-35 numaralı bitümlü şeyl örneğinin steran
kütle kromatogramı (m/z 217) şekil 5’te görülmektedir.
Organik maddenin kaynağını belirlemek için C27’den
C29’a kadar olan düzenli steran dağılımı da kullanılır.
C27 steranlar çoğunlukla denizel alglerden türerken;
C28 steranlar maya, mantar, bakteriyal plankton, ve
alglerden; C29 steranlar ise karasal bitkilerden türerler.
(Peters vd., 2005b).
KÜ-35 no.lu örnekte C27, C28 ve C29 steranların
yüzde bollukları sırasıyla %21.50; %41.30; %37.20
olarak belirlenmiştir (Şekil 6). C28 steranların % 41.30
190
bollukla C27 ve C29 steranlara baskınlığı bu örnek de
bakteriyal plankton ve/veya alglerin varlığını işaret
eder. C29/C27 <1 denizel alglerin karasal bitkilere
oranla daha baskın olgunu gösterir (Peters vd.,
2005b). Bu anlamda incelendiğinde ise KÜ-35 no.lu
örnekte karasal bitkilerin oransal değerinin denizel
alglere göre daha baskın olduğunu söyleyebiliriz.
Steran dağılımında C29 steranların C27 ve C28 steranlara
baskınlığı depolanma ortamına karasal organik madde
girdisinin denizel organik madde katkısına rağmen
daha fazla olduğuna işaret eder. Ancak, C29 steranlar
mavi-yeşil algler ve denizel diaotomelerden de
gelebilir (Nichols vd., 1990).
KÜ-35 numaralı bitümlü şeyl örneğinin terpane kütle
kromatogramı (m/z 191) şekil 7’de verilmiştir. C29NH/
C30H oranına (0.31) göre, bitüm klastik kökenli killi
bir kaynak kayadan türemiştir (Mello vd., 1988, Clark
ve Philip, 1989). C24 tetracyclic/C26 tricyclic (S+R)
oranı 0.25 olup, şeyl kaynak kayasını işaret etmektedir.
MTA Dergisi (2016) 152:185-200
Şekil 3b- Gaz kromotografi (GC) analiz sonuçları.
KÜ-35 numaralı örneğe ait minerolojik veriler
de incelenen örneğin bitümlü şeyl olduğunu
göstermektedir. Aynı örneğe ait gamaseran indeks
değeri 0.17 olarak bulunmuştur. Bu nedenle çökelme
ortamında suyun tuzluluğundan söz edilemeyeceği
gibi gamaseran molekülünün varlığı göl ortamındaki
bir algal büyüme ile de ilişkilendirilebilir (Hunt, 1995;
Sinninghe Damsté vd., 1995; Peters vd., 2005a).
Genellikle, gamaseran varlığı denizel, gölsel, kıyı
yakını ya da deltayik depolanma ortamlarını işaret
edebilir (Waples ve Machihara,1991).
Şekil 4- Pr/n-C17 ve Ph/n-C18 değerlerine göre kerojen tipi (Hunt,1995).
C27’den C29 steranlara olan dağılım sediment
depolanma ortamının derin deniz’den (>150 m) sığ
denize ve gölsel depolanma ortamlarına kadar olan
değişimlerinin belirlenmesi için de kullanılabilir. Bu
anlamda incelendiğinde KÜ-35 no.lu örnekte C27
ve C29 steranların yüzde bollukları sırasıyla %21.50
191
Kürnüç/Göynük Bitümlü Kayaçlarının Jeokimyasal Karakteristikleri
Şekil 5- KÜ-35 numaralı örneğe ait sterane kütle kromatogramı (m/z 217).
%2.52-8.38 aralığında değişmekte olup, ortalama
%6.13’ dir. Bitümlü kayaçların TOC değerleri dikkate
alındığında mükemmel kaynak kaya potansiyeline
sahiptirler (Tissot ve Welte, 1984; Peters, 1986; Jarvie,
1991; Peters ve Cassa, 1994).
Şekil 6- C27, C28 ve C29 steranlar yardımıyla basen belirlenmesi
(Huang ve Meinchein 1979).
ve %37.20 olup, C29 steranların baskın olduğu
görülmektedir. Bu durum Kürnüç havzası depolanma
ortamının derin deniz olamayacağına işaret eder. C25/
C26 tricyclic terpan oranına (0.32) göre de Kürnüç
bitümlü kayaçlarının depolanma ortamının denizel
olmadığı anlaşılmaktadır (Burwood vd., 1992; Hanson
vd., 2000), ayrıca, piroliz analizleri ve litolojik verilere
göre de incelenen havzanın denizle kısmen bağlantısı
olan bir lagün olduğu kabul edilebilir.
4.2. Kaynak Kaya Potansiyeli
Kürnüç (Göynük/Bolu) sahası bitümlü kayaçlarının
(bitümlü şeyl, bitümlü marn) piroliz analizleri
sonuçları çizelge 3’te verilmiştir. TOC içerikleri
192
Ortalama şeyllerdeki karbon ortalamasına göre
(Wedepohl, 1971) çalışma alanındaki bitümlü
kayaçların toplam organik karbon miktarları oldukça
zengindir (Şekil 8). İncelenen bitümlü kayaçların
toplam organik karbon miktarı için bir frekans aralığı
oluşturulduğunda, örneklerin çoğunun % 5-8 TOC
değerleri arasında yoğunlaştığı görülmektedir (Şekil
9). Alt Eosen bitümlü kayaçlarının S1 hidrokarbon
değerleri 0.37-2.84 mg HC/g kaya aralığında olup,
ortalama değeri ise 1.28’dir. S1 hidrokarbon değerlerine
göre kaynak kaya potansiyeli iyidir (Peters, 1986;
Peters ve Cassa, 1994). S2 hidrokarbon değerleri
ise 18.03-69.23 mg HC/g kaya aralığında olup,
ortalama değeri 45.51 mg HC/g kayadır. Kaynak kaya
potansiyeli, S2 hidrokarbon değerleri için Espitalie
(1982)’ye göre iyi, Peters (1986)’e göre çok iyi ve
Peters ve Cassa (1994)’e göre mükemmeldir.
4.3.Organik Madde Tipi
Organik madde ya da kerojen tipi belirlenmesi
farklı parametreler ile de değerlendirilmiştir. İncelenen
örneklerde Hidrojen indeks (HI) değerleri 476-891 mg
HC/g kaya aralığında olup (Çizelge 3), Peters ve Cassa
(1994)’ya göre kerojen tipi Tip I ve Tip II’dir. Hidrojen
İndeks (HI)-Oksijen İndeks (OI) diyagramına göre
ise organik madde tipi çoğunlukla Tip I kerojendir.
MTA Dergisi (2016) 152:185-200
Şekil 7- KÜ-35 numaralı örneğe ait terpane kütle kromatogramı (m/z 191).
Şekil 8- Normal şeyllere göre toplam organik karbon miktarı zenginleşmeleri.
Şekil 9- Toplam % organik karbon miktarı frekans aralığı.
193
Çizelge 3. Piroliz Analizi Sonuçları.
Örnek No
TOC %
*S1
*S2
**S3 Tmax, oC
Bitümlü Kayaçlarının Jeokimyasal Karakteristikleri
Çizelge 3. Piroliz Kürnüç/Göynük
Analizi Sonuçları.
Çizelge 3- Piroliz analizi sonuçları.
KÜ-19
*S2
KÜ-35
HI
OI
67,36
3
439
804 36
HI OI
PI S2/S3 GP
48,77
1,1
437
869 20
0,01
22,45
0,01
44,34
2,52
3
7,77
1,1
5,21
0,51
4,78
1,08
5,61
18,03
804
69,23
869
35,41
715
30,45
891
29,48
0,02
35,35
0,01
64,10
0,04
17,02
0,05
24,36
0,06
15,85
0,02
64,27
0,02
55,66
0,08
7,69
TOC %
*S1
KÜ-19
8,38
0,52
KÜ-35
5,61
KÜ-37
2,52
KÜ-38
7,77
KÜ-39
5,21
KÜ-40
4,78
KÜ-41
5,61
KÜ-50
6,15
680 40
17,02 878
36.7614
53,99
0,84 0,04 438
1,61 KÜ-51
30,45
637 26
24,36 851
32.0615
67,35
1,21 0,05 437
2.00 KÜ-52
29,48 1,86
402
525 33
15,85 476
31.4862
7,36
2,84
35.00
4,55 0,06 403
1,22
53,99
0,84rock), 438
14 0,02 64,27 55.21
*mg HC/g
**mg CO878
2/g rock
KÜ-51
7,91
1,22
67,35
1,21
437
851
15
0,02
55,66
68.57
KÜ-52
7,36
2,84
35.00
4,55
403
476
62
0,08
7,69
37.84
1,35 KÜ-50
35,41
2,08
6,15
1,25
7,91
0,37
439
1,02
437
1,35
432
1,61
430
2.00
425
1,22
419
1,22
0,51
432
36 0,01 22,45
1,08
430
20 0,01 44,34
2,08
425
20 0,02 35,35
1,25
419
14
64,10
1,86 0,01 402
715 20
67.88
891 14
49.44
680 40
18.40
637 26
70.2533
525
*mg HC/g rock), **mg CO2/g rock
Çizelge 4. Organik Petrografik analiz sonuçları
Kerojen tipi, Hidrojen İndeks (HI -Tmax diyagramına
Çizelge 4- Organik petrografik analiz sonuçları.
göre değerlendirildiğinde ise genellikle Tip I kerojeni,
Örnek No
% Amorf+ Alg
iki adet örnek ise Tip II kerojeni işaret etmektedir
KÜ-19
100
(Şekil 10a,b). Hidrojen İndeks (HI) değerleri ile
Çizelge 4. Organik Petrografik analiz sonuçları
ilişkilendirilmiş S2-TOC diyagramına göre kerojen tipi
KÜ-35
100
çoğunlukla Tip I, bazı örnekler ise Tip II kerojen’dir
KÜ-37 SCI
100
Örnek
No numaralı
% Amorf+ Alg
(Şekil 11). S2/S3 oranı yalnızca
KÜ-52
KÜ-38 2,5 - 3
100
örnekte 7.69 olup, kerojen tipi Tip
II/III’dür. Diğer 100
KÜ-19
örneklerde ise S2/S3 oranına göre organik madde tipi
KÜ-39 3
100
KÜ-35
Tip I kerojendir (Peters ve Cassa,
1994). Organik 100
KÜ-40
100
petrografik incelemelere göre ise KÜ-37
bitümlü kayaçların 100
3
organik madde tipi %100 Amorf+ Alg (Çizelge 4)
KÜ-41
100
KÜ-38
100
3
olup, piroliz analiz sonuçlarıyla uyumludur. KÜKÜ-50
100
35 no’ lu örnekte C27, C28 ve C29KÜ-39
steranların yüzde 100
KÜ-52
100
bollukları sırasıyla %21.50; %41.30; %37.20 olarak
KÜ-40
100
3
SCI
2,5 - 3
3
3
3
3
-
belirlenmiştir (Şekil 6). C28 steranların % 41.30
KÜ-41bu örnek de 100
bollukla C27 ve C29 steranlara baskınlığı
4.4.Organik Olgunlaşma
bakteriyal plankton ve/veya alglerin
varlığını işaret 100
KÜ-50
eder. C29/C27 <1 denizel alglerin karasal bitkilere
İncelenen örneklerde organik maddelerin olgunluk
KÜ-52(Peters vd., 100
oranla daha baskın olgunu gösterir
değerlendirmeleri değişik yöntemlerle incelenmiştir.
2005b). Bu anlamda incelendiğinde ise KÜ-35 no.lu
Tmax değerleri minumum 402 °C, maksimum 439 °C
örnekte karasal bitkilerin oransal değerinin denizel
arasında değişmektedir. Tmax değerlerine göre bitümlü
alglere göre daha baskın olduğunu söyleyebiliriz.
kayaçlar olgunlaşmamıştır (Éspitalié vd.,1985).
Steran dağılımında C29 steranların C27 ve C28 steranlara
Kayaçlarının üretim indeksi (PI) değerleri 0.010.08 mg HC/g kaya arasında olup, henüz olgun
baskınlığı depolanma ortamına karasal organik madde
değildirler (Peter ve Cassa, 1994). Spor renk indeksi
girdisinin denizel organik madde katkısına rağmen
(SCI) değerleri de 2.5-3.0 arasında olup, henüz
daha fazla olduğuna işaret eder. Ancak, C29 steranlar
olgunlaşmamış safhadadır.
mavi-yeşil algler ve denizel diaotomelerden de
gelebilir (Nichols vd.,1990).
194
S2/S3
8,38
0,52
**S3 Tmax, oC
5,61
0,67
Örnek No
KÜ-37
67,36
KÜ-38
0,67
48,77
KÜ-39
0,37
18,03
KÜ-40
1,02 KÜ-41
69,23
PI
MTA Dergisi (2016) 152:185-200
Şekil 10a,b- HI-OI ve HI-Tmax diyagramlarına göre kerojen tipleri (Pratt,1984 ve Espitalie vd., 1977).
Şekil 11- S2 ve TOC değerlerine göre kerojen tipleri (Langford, ve Blanc-Valleron, 1990).
17 α (H)-22,29,30-trisnorbopane (Tm) biyolojik
olarak üretilir, gömülme ve olgunlaşmayla 18 α
(H)-22,29,30 trisnorhopane (Ts)‘e dönüşür (Peters
vd., 2005b). Bu nedenle Ts/(Ts+Tm) oranı ısısal
olgunlaşma arttıkça artar. Ts/(Ts+Tm) oranı geç
olgun petrol oluşum safhasında 1.0’e ulaşır (Peters
vd., 2005b). İncelenen KÜ-35 numaralı örnekte Ts/
(Ts+Tm) oranı 0.33 olup, olgunlaşmamış kabul
edilebilir.
195
Kürnüç/Göynük Bitümlü Kayaçlarının Jeokimyasal Karakteristikleri
R konfigürasyonu C-22 (22R) de 22S/(22S+22R)
oranında biyolojik olarak üretilir, ve dereceli olarak
gömülme ve olgunlaşmayla 22R ve 22S izomerlerine
dönüşür (Peters vd., 2005b). Bu nedenle olgunlaşmayla
22S/(22S+22R) oranı da artar. 22S/(22S+22R)’in
ısısal denge değeri petrol oluşum zonunda 0.5’e ulaşır
(Peters vd., 2005b). Aynı örnek de 22S/(22S+22R)
oranının 0.34 olması olgunlaşmamış/olgunlaşma
başlangıcını işaret eder.
Diğer bir olgunlaşma yöntemi, 5α(H), 14β(H),
17β(H) isomerlerin (αββ); 5α(H), 14α(H), 17α(H)
isomerlere (ααα) oranı şeklinde olup, αββ/(αββ+ααα)
şeklinde ifade edilir. Isısal olgunlaşma arttıkça ααα
isomerler biyolojik olarak üretilir, dereceli olarak αββ
and ααα isomerlerin karışımına dönüşür (Peters vd.,
2005b). Bu oran ısısal olgunlaşma arttıkça yükselir.
C28-αββ/(αββ+ααα) oran değeri ısısal olgunlaşmayı
işaret eder ve petrol oluşum zonunda 0.72'dir (Peters
vd., 2005b). 0.7 den düşük değerler erken olgun petrol
safhasını, 0.7 den büyük değerler geç olgun petrol
safhasını işaret eder. KÜ-35 numaralı örnek de αββ/
(αββ+ααα) değeri 0.02 olup kısmen olgunlaşmanın
yeni başladığını işaret edebilir.
C30 17β (H), 21α (H)- moretan/ C30 17α (H), 21β
(H)- hopan oranı yine olgunluk parametresi olarak
kullanılır. İncelenen örnek de bu değer 1.17 olup,
henüz olgunlaşmamış/kısmen olgunlaşmanın yeni
başladığını işaret edebilir.
numaralı örnekte 0.04 olup, henüz olgunlaşmanın
yeni başladığına işaret etmektedir.
4.5. Hidrokarbon Üretme Potansiyeli
Alt Eosen yaşlı bitümlü kayaçların hidrokarbon
üretme potansiyeline sahip olup olmadıkları çeşitli
parametreler kullanılarak değerlendirilmiştir. S2/
S3 oranları 7.69-64.27 arasında değişmekte olup,
kayaçların petrol üretebileceğini gösterir (Clementz
vd.,1979; Peters, 1986). Jenetik Potansiyel (S1+S2)
değerleri 18400-70250 ppm arasında değişmektedir
ve bitümlü kayaçlar iyi kaynak kaya potansiyeline
sahiptirler (Tissot ve Welte,1984). Hidrojen Indeks
(HI) - TOC % diyagramına göre yine bitümlü
kayaçlar mükemmel petrol kökenine işaret etmektedir
(Şekil 12). S2-TOC diyagramına göre de bir örnek
dışında, mükemmel petrol türüm potansiyeline
sahiptirler (Şekil 13). S1-TOC diyagramına göre
üretilen hidrokarbonlar Alt Eosen bitümlü kayaçları
tarafından üretilmişlerdir ve bitümlü kayaçlarda
organik kirlenmeyi gösteren herhangi bir veri yoktur
(Şekil 14). Yapılan hidrokarbon üretme potansiyeli
değerlendirmesi sonuçlarına göre Kürnüç sahasına
ait Alt Eosen bitümlü kayaçlarının mükemmel petrol
türetme potansiyelinin bulunduğu ve üretilmiş olan
hidrokarbonların yerli olduğu görülmektedir.
C29 Ts 18α (H)-30- norhopane/ C29 Ts 18α (H)30- norhopane+ C29 17α (H), 21β (H)-30- norhopane
oranı yine olgunluk parametresi olarak kullanılır. 29
Ts bileşeninin stabilitesi nispeten norhopan’dan daha
yüksektir. Bunun anlamı 29Ts/ (29Ts+norhopane)
oranının yükselen sıcaklık ve olgunlaşmayla
artacağıdır (Hughes vd., 1995). Yine, KÜ-35 numaralı
örnek için bu oran 0.49 olarak bulunmuş ve henüz
olgunlaşmamış aşamayı işaret eder.
20S/(20S+20R) oranı ısısal olgunlaşmanın
artmasıyla birlikte sıfır değerinden itibaren
yükselmeye başlar ve 0.52-0.55 denge aralığına
kadar bu yükselme olgunlaşma ile birlikte devam
eder (Seifert ve Moldowan, 1981). Bu oran KÜ-35
196
Şekil 12- HI ve TOC değerlerine göre hidrokarbon potansiyeli
(Jackson vd., 1985).
MTA Dergisi (2016) 152:185-200
Şekil 13- S2 ve TOC değerlerine göre hidrokarbon potansiyeli
(Peters ve Cassa, 1994).
4.6. İzotop İncelemeleri
Şekil 14- S1-TOC değerlerine göre hidrokarbon karakterizasyonu
(Hunt, 1995).
Çizelge 5. Bitümlü Kayaçlarının Doymuş, Aromatik δ 13C ve CV Değerleri.
Bu çalışmada piroliz analizleri, GC ve GCMS analizleri ile organik petrografik incelemeler
yapılmış örnekler içerisinden seçilen 3 adet örnek
üzerinde ayrıca karbon izotop analizleri yapılmıştır.
Yapılan karbon izotop analizine göre δ13C (Doymuş
Hidrokarbon) izotop değerleri -32.07 ile -31.31
arasında ve δ13C (Aromatik Hidrokarbon) izotop
değerleri de ‰ -32,59 ile -30.39 arasında değerler
sunmaktadır (Çizelge 5). Karbon izotop analizlerinden
hesaplanan Canonical Variable (CV) değeri 0.47’den
büyükse denizel olmayan petrolü, küçükse denizel
kökenli petrolü göstermektedir (Sofer,1984).
Çizelge 5- Bitümlü kayaçlarının doymuş, aromatik δ 13C ve CV
değerleri.
δ 13C
Örnek No
Doymuş
Aromatik
CV
Hidrokarbon
Hidrokarbon
KÜ-19
-31.85
-32.59
KÜ-35
-32.07
-30.39
1,0592
KÜ-50
-31.31
-30.88
-1,9286
-4,3748
CV (Canonical Variable) = - 2.53 * δ 13 Cdoymuş +
2.22 * δ 13 Caromatik – (11.65)
CV sonuçlarına göre KÜ-35 numaralı örnek
denizel olmayan ve bazı gölsel petroller alanına
düşerken, KÜ-19 ve KÜ-50 numaralı örnekler ise
denizel ve diğer gölsel petroller alanına düşmüşlerdir
(Şekil 15).
5. Sonuçlar
Ortalama % TOC (6.13 %) değerleri ile, S1
(1.28 mg HC/g kaya) ve S2 (45.51 mg HC/g kaya)
hidrokarbon ortalamalarına göre bitümlü kayaçlar çok
iyi-mükemmel kaynak kaya potansiyeline sahiptirler.
Kerojen tipleri, Hidrojen İndeks (HI) sınır değerlerine
göre Tip I, çok az da Tip II dir. Hidrojen İndeks (HI)-
Şekil 15- δ 13 C aromatik ve δ 13 C doymuş hidrokarbon diyagramı
(Sofer, 1984).
Oksijen İndeks (OI), Hidrojen İndeks (HI) -Tmax, S2TOC diyagramları ve hidrokarbon tip indeksi (S2/
S3) verileri de bu sonucu desteklemektedir. Organik
petrografik sonuçlar %100 Algal+Amorf organik
maddeyi işaret etmektedir. Tmax, PI, SCI, Pr/nC17 ve
Ph/nC18 oranlarına göre örneklerin tamamı henüz
olgunlaşmamış evrededir. Ayrıca, bazı örneklerde
yapılan m/z 191 triterpan ve m/z 217 steran biyomarker
197
Kürnüç/Göynük Bitümlü Kayaçlarının Jeokimyasal Karakteristikleri
verileri de [Ts/(Ts+Tm), 22S/(22S+22R)], αββ/
(αββ+ααα), 29Ts/ (29Ts+norhopane), 20S/(20S+20R)
Kürnüç sahasına ait Alt Eosen bitümlü kayaçlarının
olgunlaşmamış olduklarına işaret etmektedirler.
Jenetik Potansiyel (S1+S2) değerleri örneklerin, iyi
kaynak kaya potansiyeline sahip olduklarını gösterir.
S2/S3 oranı, HI -TOC ile S2 - TOC diyagramlarına
göre Alt Eosen bitümlü kayaçları mükemmel petrol
türüm potansiyeline sahiptirler. S1 - TOC diyagramına
göre, Alt Eosen bitümlü kayaçlarının ürettikleri
hidrokarbonlar yerli olup, herhangi bir organik
kirlenmeye maruz kalmamıştır. C29 17α(H)-hopan ve
C24 tetracyclic/C26 tricyclic (S+R) oranına göre kaynak
kaya litolojisi klastik kökenli olup, bitümlü şeyli
işaret etmektedir. Minerolojik veriler de bu sonucu
desteklemektedir.
Katkı Belirtme
Bu çalışma Türkiye Kömür İşletmeleri Kurumu
Genel Müdürlüğü'nün katkılarıyla yapılmış olup,
Kurumun başta Genel Müdür Yardımcıları Dr.
Abdurrahman Murat ve Mustafa Özdingiş olmak
üzere tüm emeği geçenlere teşekkür ederiz.
Değinilen Belgeler
Clark, J.P., Philp, R.P. 1989. Geochemical Characterization
of
Evaporite
and
Carbonate
Depositional
Environments and Corelation of Associated Crude
Oils in the Black Creek Basin, Alberta, Bulletin of
Canadian Petroleum Geology, 37, 401-416.
Clementz, D.M., Demaison, G.J., Daly, A.R. 1979. Well
site geochemistry by programmed pyrolysis.
Proceedings of the 11th Annual Offshore Technology
Conference, Houston, OTC 3410, v.1, p.465-470.
Didyk, B.M., Simoneit, B.R.T., Brassell, S.C., Elinton,
G. 1978. Organic geochemical indicators of
paleoeoenvironmental conditions of sedimentation.
Nature. 272, 216-222.
Espitalié, J. 1982. Instittute Francis du Petrole, Syntheses
Geologiques et Geochimie. 7020 dated April 18.
Espitalié, J., Madec, M., Tissot, J., Menning, J., Leplat, P.
1977. Source rock characterization method for
petroleum exploration. Proceedings, 9th Annual
Offshore Technology Conference, vol. 3, 439–448.
Espitalié, J., Deroo, G., Marquis, F. 1985. La pyrolyse RockEval et ses applications. Partie 1. Rev. Inst. Fr. Pet.
40, 563–579.
Forster, A., Sturt, H., Meyers, P.A. 2004. Molecular
Aliyev, S., Sarı A., Koç, S. 2006. Investigation of Organic
biogeochemistry of Cretaceous black shales from
Carbon and Iron Group Elements in the Bituminous
the Demerara Rise:Preliminary shipboard results
Rocks. Energy Sources, part A. 28,1461-1472.
Behar, F., Beaumont, V., Penteado, H.L. De B. 2001.
Rock-Eval 6 Technology: Performances and
Developments. Oil & Gas Science and Technology
– Rev. IFP, Vol. 56, No. 2, pp. 111-134.
Burwood, R., Leplat, P., Mycke, B., Paulet, J. 1992.
from sites 1257 and 1258, Leg 207: In Erbacher,
J.,Mosher, D.C., Malone, M.J., et al., Proceedings
of the Ocean Drilling Program,Initial Reports: v.
207, p. 1-22.
Gedik, İ., Aksay, A. 2002. Geological maps (scale:
1/100.000) of Turkey. No: 32, Adapazarı G25.
Mineral Research and Exploration Department of
geological research, 40p.
Rifted margin source rock deposition: carbon
isotope and bio-marker study of a West African
Lower Cretaceous ‘‘lacustrine’’ section. Organic
Geochemistry. 19, 41-52.
Büyükutku, A,G., Sarı, A., Karaçam, A. 2005. The reservoir
potential of the Eocene carbonates in the Bolu
Basin, West of Turkey. Journal of Petroleum
Science and Engineering 49, 79-91.
198
Hanson, A. D., Zhang, S. C., Moldowan, J. M., Liang,
D. G., Zhang, B. M. 2000. Molecular organic
geochemistry of the Tarim basin, Northwest China.
Bulletin of the American Assocation of Petroleum
Geologists. 84, 1109–1128.
Huang, W.Y., Meinschein, W.G. 1979. Sterols as ecological
indicators. Geochimica et Cosmochimica Acta 43, 739–
745pp.
MTA Dergisi (2016) 152:185-200
Hunt, J. M. 1995. Petroleum geochemistry and geology.
W.H.Freeman and Company, New York. 743 p.
Hughes, W.B., Holba, A.G., Dzou, L.I.P. 1995. The ratios of
dibenzothiophene to phenanthrene and pristane to
phytane as indicators of depositional environment
and lithology of petroleum source rocks. Geochimica
et Cosmochimica Acta,59,3581-3598.
Jackson, K. S., Hawkins, P. J. and Bennett, A. J. R. 1985.
Regional facies and geochemial evolution of the
southern Denison Trough. APEA Journal 20, 143158pp.
Jarvie, D. M. 1991. Total organic carbon (TOC) analysis; in,
Source Migration Processes and Evaluation
Techniques, R. K. Merrill, ed.: Bulletin of the
American Assocation of Petroleum Geologists,
Treatise of Petroleum Geology Handbook of
Petroleum Geology, p. 113-118.
Kara,G. R., Korkmaz S. 2008. Element contents and organic
matter-element relationship of The Tertiary oil shale
deposits in Northwest Anatolia, Turkey”,Energy &
Fuels, 22, 3164-3173.
Leythaeuser, D., Schwarzkoph. T. 1986. The pristane/nheptadecane ratio as an indicator for recognition of
hydrocarbon migration effects. Org. Geochem. 10,
191-197.
Mello, M. R., Telnaes, N. Gaglianone, P. C., Chicarelli, M.
I., Brassell, S. C.; Maxwell, J. R. 1988. Organic
Geochemical Characterizatin of Depositional
Paleoenvironments of Source Rocks and Oils in
Brazilian Marginal Basins. In, Advances in Organic
Geochemistry 1987 (L. Mattavelli ve L. Novelli,
eds.), Oxford, Pergamon Press, 31-45.
Moldowan, J.M., Seifert, W.K.;Gallegos, E.J. 1985.
Relationship Between Petroleum Composition and
Depositional Environment of Petroleum Source
Rocks. Bulletin of the American Assocation of
Petroleum Geologists, 69, 1255-1268.
Nichols, P. D., Palmisano, A. G., Rayner, M. S., Smith, G. A.,
White, D. C. 1990. Occurrence of novel C30 sterols
in Antarctic sea-ice diatom communities during a
spring bloom: Organic Geochemistry, v. 15, p. 503508.
Peters, K.E. 1986. Guidelines for Evaluating Petroleum
Source Rock Using Programmed Pyrolysis, Bulletin
of the American Assocation of Petroleum Geologists.
70, 3, 318-329.
Peters, K. E.; Cassa, M.R. 1994. Applied Source
Geochemistry. In: Magoon, L.B. and Dow, W.G.
(Eds), The Petroleum System-from Source to Trap.
Bulletin of the American Assocation of Petroleum
Geologists, V.70, p.329.
Peters, K. E., Moldowan, J. M. 1993. The Biomarker Guide,
Interpreting molecular fossils in petroleum and ancient
sediments, Prentice Hall, 363p.
Peters, K.E., Walters, C.C., Moldowan, J.M. 2005a, The
Biomarker Guide: Volume 1Biomarkers and Isotopes
in the Environment and Human History: New York,
Cambridge University Press.
Peters, K.E., Walters, C.C., Moldowan, J.M. 2005b. The
Biomarker Guide volume 2: Biomarkers and
Isotopes in Petroleum Exploration and Earth History.
Cambridge, Cambridge University Press.
Pratt, L.M. 1984. Influence of paleoenvironmental factors on
preservation of organic matter in Middle Cretaceous
Greenhorn Formation, Pueblo, Colorado. AAPG
Bull. 68, 1146–1159pp.
Sarı, A., Aliyev, S. A. 2005. Source rock evaluation of the
lacustrine oil shale bearing deposits: Göynük/Bolu,
Turkey. Energy Sources, 27, pp. 279-298.
Sarı,A., Aliyev, S.A., Koralay, B. 2007. Source Rock
Evaluation of the Eocene Shales in the Gökçesu Area
(Bolu/Turkey). Energy Sources, Part A.29,10251039.
Sarı, A., Geze,Y. 2008. Organic Geochemical Evaluations of
Bituminous Rock and Coals in Miocene Himmetoglu
Basin (Bolu, Turkey). Petroleum Science and
Technology. 26 (6), 649-664.
Sarı, A., Sonel, N. 1995. Kayabaşı (Göynük-Bolu) Yöresinin
Bitümlü Şeyl İncelemeleri. Türkiye Jeoloji Bülteni.
2, 39-49.
Seifert, W.K., Moldowan, J.M. 1981. Paleoreconstruction by
biological markers. Geochimica et Cosmochimica
Acta. 45, 783–794.
Sinninghe Damsté, J.S., Hayes, J.M., Kenig, F., Koopsman,
M.P., Koster, J., Schouten, S. 1995. Evidence for
gammacerane as an indicator of water column
stratification. Geochim. Cosmochim. Acta. 59, 18951900.
199
Kürnüç/Göynük Bitümlü Kayaçlarının Jeokimyasal Karakteristikleri
Sofer, Z. 1984. Stable carbon isotope compositions of
crude oils: Application to source depositional
environments and petroleum alteration. Bulletin of
the American Assocation of Petroleum Geologists,
Vol. 68.
Symington, W, A.,Olgaard, D, L., Otten, G, A., Phillips, T,
C., Thomas, M,M., Yeakel, J, D. 2008. ExxonMobil’s
Electrofrac Process for In Situ Oil Shale Conversion.
AAAPG Annual Convention. San Antonio:
American Association of Petroleum Geologists.
Retrieved 2009-04-12.
Şeker, H., Kesgin,Y. 1991. Geology and petroleum
possibilities of around Nallıhan- Mudurnu-SebenBeypazarı regions. TPAO report no: 2907.
Şener, M., Sengüler, İ. 1998. Geological, mineralogical and
geochemical characteristics of oil shale bearing
deposits in the Hatıldağ oil shale field, Göynük,
Turkey. Fuel, 8, 871-880.
200
Şengör, A.M.C., Yılmaz, Y. 1981. Tethyan evolution of
Turkey: A plate tectonic approach. Tectonophysics,
75, 181-241.
Şengüler, İ. 2012. Hatıldağ ve Himmetoğlu (Göynük/Bolu)
Civarının Stratigrafisi ve Bitümlü Şeyl Oluşumları.
TPJD Bülteni, 24, 7-21.
Tissot, B.P., Welte, D.H. 1984. Petroleum Formation and
Occurence, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg,
New York Tokyo.
Waples, D. W., Machihara, T. 1991. Biomarkers for
geologists. A practical guide to the application
of steranes and triterpanes in petroleum geology.
AAPG Methods in Exploration Series, No. 9, 91 p.
Wedepohl, K.H. 1971. Environmental influences on the
chemical composition of shales and clays. In:
Ahrens, L.H., Press, F., Runcorn, S.K., Urey, H.C.
(Eds.), Physics and Chemistry of the Earth, vol. 8.
Pergamon, Oxford, pp. 305– 333.