Göynük (Kemer-Antalya) kömürlerinin biyomarker jeokimyası

Bu çalışmada, Antalya'nın güneybatısında yer alan Göynük (Kemer- Antalya) kömürlü birimlerin Biyomarker Jeokimyası ortaya konulmuştur. Bu kömürler Karbonifer-Permiyen yaşlı Pamucakyayla Formasyonu içinde yer almaktadır. Pamucakyayla Formasyonu, genellikle gri ve kahverengi tonlarda olup, çoğunlukla kuvars taneli kumtaşlarından oluşurken, bazı bölgelerde grimsi veya sarımsı renklerde ince katmanlı kiltaşı seviyeleri ve kömür bantları içermektedir. Karbonifer-Alt Permiyen yaşında olduğu ve uyumlu olarak Devoniyen üzerinde yer aldığı tespit edilmiştir. Formasyonun içindeki kireçtaşı bantları, simetrik ripıl izleri ve küçük açılı çapraz tabakalanmalar, sığ denizel ortamı işaret eder. İnceleme alanında 380 m kalınlıkta gözlenen bu formasyon, yanal olarak değişim göstermez. Çalışmada formasyondan alınan kömür ve kömürlü örnekler üzerinde organik jeokimyasal ve petrografik analizler gerçekleştirilmiştir. Bu analizler, kömürlerin organik madde içeriğini, tipini, olgunlaşma seviyesini ve potansiyel kaynak kaya özelliklerini belirlemeyi hedeflemiştir. Örneklerin Toplam Organik Karbon (TOC) içeriği %0,13 ile %30,45 arasında değişmekte olup, ortalama TOC değeri %15,29 olarak bulunmuştur. Bu değerler, formasyonun zengin bir kaynak kaya potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir. Hidrojen İndeksi (HI) değerleri 34 ile 572 mg HC/g TOC arasında değişirken, ortalama değer 303 mg HC/g TOC olarak hesaplanmıştır. Bu değerler, örneklerin büyük ölçüde hümik organik madde içerdiğini ve Tip III ile Tip II kerojen özellikleri gösterdiğini işaret etmektedir. Oksijen İndeksi (OI) değerleri 1-223 mg CO2/g TOC arasında değişmektedir. Tmax değerleri 444 ile 476 °C arasında değişmekte olup, bu değerler örneklerin olgun ve ileri-olgun evrelerde olduğunu ve petrol ile gaz üretme potansiyeline sahip kerojenleri barındırdığını göstermektedir. Vitrinit yansıma değerleri 0,713-0,977 olup kömürlerin taşkömürü sınıfına karşılık gelmektedir. Bitüm/TOC oranı 0,33-0,57 arasında değişmekte olup, olgun ve ileri-olgun organik madde düzeyini yansıtmaktadır. Ayrıca, CPI ve OEP oranları sırasıyla 1,26-1,59 ve 0,75-0,92 aralığında hesaplanmış olup, bu değerler de olgun ve ileri-olgun seviyelere işaret etmektedir. Pr/nC17-Ph/nC18 diyagramı benzer sonuçlar sunarak, örneklerin olgunlaşma sürecine dair tutarlı veriler sağlamaktadır. GC-MS analizleri, örneklerdeki n-alkanların kısa, orta ve uzun zincirli bileşenlerini ortaya koymuş ve bu bileşenler ile biyolojik kaynaklar ile kömürleşme süreçleri hakkında bilgiler edinilmiştir. Örneklerin birinde uzun zincirli n-alkanların baskınlığı, kara bitkilerinden türeyen organik maddelerin varlığına ve yüksek olgunlaşma seviyesine işaret etmektedir. Diğer iki örnekte kısa ve orta zincirli n-alkanların hakim olması, biyolojik kaynakların çeşitliliğini ve farklı olgunlaşma aşamalarını yansıtmaktadır. Pr/Ph oranları 0,88, 6,26 ve 5,44 olarak belirlenmiştir. Yüksek Pr/Ph oranları (>3), oksijenli koşullarda çökelme ve korunma süreçlerini işaret ederken, düşük Pr/Ph oranı (0,88), anoksik koşullarda çökelmeyi ve korunmayı ifade etmektedir. Bu bulgular, kömürlerin farklı çökelme ortamlarının etkisi altında oluştuğunu göstermektedir. Doymuş hidrokarbon fraksiyonlarının m/z 191 kütle kromatogramları üzerinde yapılan analizlerde, trisiklik ve pentasiklik terpanların belirgin olduğu pikler gözlemlenmiştir. Pentasiklik terpanlar, özellikle C30, C27 ve C29-hopan bileşikleri baskın olarak saptanmış; trisiklik terpanlar ise C19, C20 ve C21 bileşiklerinde yoğunlaşmıştır. Pentasiklik terpanların yüksek yoğunlukta bulunması, karasal organik madde kökenine ve oksik çökelme ortamlarına işaret etmektedir. Trisiklik terpanlar ise örneklerin termal olgunluk seviyeleri hakkında bilgi sunmaktadır. Üç örnekte benzer steran/hopan oranları gözlemlenmiş olup, bu oranlar genellikle anoksik veya suboksik koşulları işaret eder. Bu tür koşullar, bakteriyel aktivitenin yoğun olduğu kısıtlı deniz havzaları, bataklıklar veya kıyı lagünleri gibi ortamlarda yaygındır. Diasteran/Steran oranının 0.5'in üzerinde olması, yüksek kil içeriği ve oksik ortam koşullarını göstermektedir. Örneklerdeki C29/C30 hopan oranları, denizel ve karasal organik madde katkısının bir karışımını yansıtmakta olup, NS-2 örneğinde düşük C35/C34 oranı, denizel organik madde birikimini temsil ederken, NS-11 ve NS-17 örneklerinde yüksek oranlar karasal organik madde varlığına işaret etmektedir. Örneklerdeki Moretan/Hopan oranlarının düşük (0.0432-0.194) olması, kömürlerin oluşumu sırasında karasal bitki materyallerinin baskın bir bileşen olduğunu ve denizel veya gölsel katkının nispeten düşük olduğunu göstermektedir. Örnekler arasındaki bu oranların birbirine yakın olması, örneklerin benzer çevresel ve jeokimyasal koşullarda oluştuğunu düşündürmektedir. C35/C34 oranı NS-2 örneğinde düşük seviyede iken, NS-11 ve NS-17 örneklerinde daha yüksek seviyelerdedir. Düşük C35/C34 oranı genellikle denizel organik madde birikimini veya anoksik ortam koşullarını temsil ederken, yüksek oranlar karasal organik madde varlığına veya oksijenli ortam koşullarına işaret etmektedir. NS-2'deki düşük C25/C26 trisiklik terpan oranı, karasal bitki materyallerinin baskın olduğunu ve denizel organik madde katkısının düşük olduğunu göstermektedir. NS-11'deki orta seviye oran, karasal ve denizel organik maddelerin karışımını işaret ederken, NS-17'deki yüksek oran denizel organik maddelerin baskın olduğu bir ortamı yansıtmaktadır. Örneklerde gözlemlenen gamaseran indeks değeri örnek NS-2'de, derin ve anoksik bir denizel ortamı, NS-11'de karasal ve denizel kaynakların karıştığı sığ deniz ortamını, NS-17'de ise daha oksijenli, karasal organik madde katkısının yüksek olduğu kıyı veya delta ortamını temsil etmektedir. Pamucakyayla Formasyonu'ndan alınan örneklerde yapılan XRD analizleri, kuvars, kil, kalsit, pirit ve feldispatın en yaygın mineraller olduğunu göstermiştir. Kil minerali analizlerinde illit ve kaolinit baskın mineraller olarak belirlenmiştir.