Tarlaağzı Sahasındaki Alacaağzı Formasyonuna Ait Kiltaşı/Marnların Organik Petrografisi, Mineralojisi ve Hidrokarbon Türetme Potansiyellerinin Değerlendirilmesi, Amasra-Türkiye

Bayram L., Karayiğit A. İ., Oskay R. G., Mustapha K. A.

78. Türkiye Jeoloji Kongresi, Ankara, Türkiye, 13 - 17 Nisan 2026, ss.511, (Özet Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.511
  • Hacettepe Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Zonguldak Havzasının Karbonifer havza dolgusu kömür içeren formasyonlar ile karakterize edilmektedir. Bu birimler içerisindeki Serpukoviyen-Başkiriyen yaşlı Alaacağzı Formasyonu ait kömür damarları farklı kömürleşme dereceleri ile dikkat çekmektedir. Bununla beraber formasyon içerisinde yer alan kiltaşı/marnlara ait birimlerin organik petrografik özellikleri ve hidrokarbon türetme potansiyellerine ait literatür verisi sınırlıdır. Bu çalışma kapsamında Tarlaağzı (Amasra) civarında yüzeyleyen kiltaşı/marnların organik petrografik, mineralojik ve hidrokarbon türetme potansiyellerinin belirlenmesi ve bu birimlerin Amasra kömür sahasındaki eşyaşlı kömür damarlarıyla karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla kesit boyunca mostradan toplam 10 adet kiltaşı/marn örneğinin organik petrografik, mineralojik ve Rock-Eval piroliz analizleri gerçekleştirilmiştir. Örneklerde beklenildiği üzere karbonat mineralleri ve kil mineralleri baskın mineralojik fazlarken kuvars ve feldispatlar ise az ve bol faz olarak tespit edilmiştir. İncelenen örneklerde dağınık organik madde olarak vitrinit ve inertinit maseralleri yaygın olarak gözlenirken, karasal kökenli (örn. sporinit) liptinit maseralleri de bazı örneklerde yaygın olarak gözlenmiştir. Vitrinit taneleri üzerinde yapılan rastgele yansıtma (%Ro) ölçümü değerleri ise örneklerde 0,65-0,66±0,03% ile 0,74-0,76±0,03 değerlerine sahip iki farklı vitrinit populasyonun varlığını ortaya koymaktadır. Bu farklılığa Serpukoviyen-Başkiriyen boyunca çökelim ortamına taşınan karasal bitkisel malzemelerin farklı hidrojen içeriklerine sahip olmaları ve/ veya çökelim ortamında organik maddenin jelleşme derecesindeki farklılıklar ilişkili olabilir. Bununla beraber iki populasyon elde edilen %Ro değerleri, Amasra kömür sahasında sondajlarda kesilen eş yaşlı kömür damarlarına (0,50-0,70%) yakın değerler sunarken, Zonguldak- Kozlu kömür sahasındaki eş yaşlı kömür damarlarına tabakalarına (1,18- 1,52 %Ro) göre çok daha düşük değerler sunmaktadırlar. Bu durum Permiyen ve sonrasında havzayı etkileyen orojenik hareket sonucunda Alacaağzı Formasyonun farklı gömülme derinlikleri ve/veya havzadaki farklı ısı akısı değerleri ile ilişkili olabilir. Örneklerin S1, S2 ve S3 pik değerleri sırasıyla 0,09-0,49 mg HC/g kayaç, 0,23-1,03 mg HC/g kayaç, 0,13-0,23 mg CO2/g kayaç olarak ölçülürken, TOC değerleri ise %0,26- 0,73 aralığında belirlenmiştir. Tmax, HI ve OI değerleri ise sırasıyla 423-441ºC 31-158 mg HC/g TOC ve 11-86 mg HC/g CO2 gibi geniş aralıklar tespit edilmiştir. Bu değerler örneklerdeki hakim kerojenlerin organik petrografik analizleriyle uyumlu bir şekilde tip III ve karışık tip III-IV’dir. Ancak örneklerde tespit edilen karbonat mineralleri piroliz sırasında kırılması sonucunda COX gazlarının emisyonlarına bağlı olarak S3 piki ölçümlerinin beklenen yüksek çıkması sonucunda S2 piki ölçümleri baskılanması sonucunda örneklerin geniş bir aralıkta S2, S3, OI ve Tmax değerleri sunmalarına neden olmuştur. S2 ve HI değerlerinin geniş bir aralık sunması ise örneklerdeki liptinit maserallerin farklılık sunmasıyla da ilişkili olabilir. Bununla beraber Rock-Eval piroliz sonuçları ve %Ro değerleri örneklerin Amasra kömür sahasındaki eş yaşlı kömür damarları gibi gaz türetme potansiyellerine sahip olduğunu işaret etmektedir.

The Carboniferous basinal infill of the Zonguldak Basin are characterized by coal-bearing formations. Within these formations, Serpukhovian-Bashkirian aged Alaacağzı Formation contains coal seams that stand out due to their varying degrees of coalification. However, literature data on the organic petrographic features and hydrocarbon generation potential of the claystone/marl layers of this formation are limited. This study aimed to determine the organic petrographic, mineralogical, and hydrocarbon derivation potentials of claystone/marl outcrops around Tarlaağzı (Amasra) and to compare these layers with contemporaneous coal seams in the Amasra coalfield. For this purpose, a total of 10 claystone/marl samples were collected and organic petrographic, mineralogical, and Rock-Eval pyrolysis analyses were performed. As expected, carbonate and clay minerals were the dominant phases, whereas quartz and feldspars were identified as minor and abundant phases. Vitrinite and inertinite macerals were commonly observed as dispersed organic matter in the studied samples, whereas liptinite macerals of terrestrial origin (e.g., sporinite) were also frequently observed in some samples. Random vitrinite reflectance (%Ro) measurements performed on vitrinite grains revealed two different vitrinite populations, with values of 0.65-0.66±0.03% and 0.74- 0.76±0.03%. This difference may be related to the hydrogen content of terrestrial plant materials transported into the depositional environment during the Serpukhovian-Bashkirian period and/or differences in the degree of gelification of organic matter in the depositional environment. Nevertheless, the %Ro values obtained from the two populations are close to those of the contemporaneous coal seams cored in the Amasra coalfield (0.50-0.70%), but %Ro values are significantly lower than those of the contemporaneous coal seams in the Zonguldak-Kozlu coalfield (1.18-1.52 %Ro). This occasion may be associated with different burial depths of the Alacaağzı Formation and/or the different heat flux values in the basin, resulting from orogenic movement that affected the basin during the Permian and later periods. The S1, S2, and S3 peak values of the samples were measured as 0.09-0.49 mg HC/g rock, 0.23-1.03 mg HC/g rock, and 0.13-0.23 mg CO2/g rock, respectively, while the TOC values were determined to be in the range of 0.26-0.73%. The Tmax, HI, and OI values of the samples display wide ranges, between 423- 441ºC, 31-158 mg HC/g TOC, and 11-86 mg HC/g CO2, respectively. These values indicate that the dominant kerogens in the samples are type III and mixed type III-IV, consistent with organic petrographic analysis. However, due to emission of COX gases resulting from the breakdown of carbonate minerals detected in the samples during pyrolysis, the S3 peak values measurements unexpectedly high and the S2 peak measurements were suppressed. This led to the samples exhibiting a wide range of S2, S3, OI, and Tmax values. The wide range of S2 and HI values may also be related to the variations in liptinite macerals within the samples. Moreover, the Rock-Eval pyrolysis results and %Ro values suggest that the samples have a gas generation potential similar to that of the contemporaneous coal seams in the Amasra coalfield.