SARNIÇ KÖY (HAVRAN/BALIKESİR) ÇEVRESİNDEKİ ANDEZİTLERİN AYRIŞMA BOZUNMA AÇISINDAN İNCELENMESİ

Year 2018, Volume: 6 Issue: 2, 296 - 316, 01.06.2018

Ekin Köken , Ahmet Özarslan

https://doi.org/10.15317/Scitech.2018.134

Abstract

Bu çalışmada Sarnıç Köy (Havran/Balıkesir) çevresindeki andezitlerin ayrışma-bozunma açısından bir değerlendirmesi yer almaktadır. Öncelikle inceleme alanına ait jeolojik ve meteorolojik özellikler özetlenmiş ve farklı ayrışma-bozunma derecelerindeki andezit kaya kütlelerinde ayrıntılı saha çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Saha çalışmaları sırasında laboratuvar çalışmaları için farklı ayrışma - bozunma derecelerindeki andezitik kaya kütlelerinden temsili kaya blokları temin edilmiştir. Temin edilen kaya bloklarından mineralojik araştırmalar için ince kesitler ve laboratuvar çalışmaları için ise kaya örnekleri hazırlanmıştır. Daha sonra farklı ayrışma - bozunma derecelerindeki andezitlerin fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Laboratuvar deney sonuçları istatistiksel olarak incelenmiş ve inceleme alanındaki andezitlere ait bir ayrışma - bozunma sınıflaması önerilmiştir. Önerilen ayrışma bozunma sınıflaması; tek eksenli basınç dayanımının görünür gözenekliliğe oranı olarak kabul edilen λ oranı (λ =σci/n), kızdırma kaybı (LOI) ve Schmidt Çekici geri sıçrama sayısı (SHV) gibi niceliksel verileri ve sahadaki kaya kütlelerinindokusal ve yapısal özellikleri gibi niteliksel verileri içermektedir. Önerilen sınıflama sisteminde verilenλ değerleri, farklı araştırmacılar tarafından andezitik kayaçlar üzerine gerçekleştirilmiş çalışmalardan elde edilen λ değerleri ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak inceleme alanındaki andezitlerin endüstrideki olası kullanım alanları hakkında öneriler verilmiştir.

Keywords

Andezit, Ayrışma - Bozunma, Görünür gözeneklilik, Havran, Kızdırma kaybı, Tek eksenli basınç dayanım

Investigation of Andesites Exposed in the Vicinity of Sarnıç Village (Havran / Balıkesir) in Terms of Weathering and Decomposition Process

Abstract

In this study, an assessment of andesites exposed in the vicinity of Sarnıç Village (Havran / Balıkesir) consists of their weathering - decomposition process. First of all meteorological and geological properties of the study area are summarized and detailed field studies are carried out in andesitic rock masses with different weathering grades. During field studies, representative rock blocks are obtained from each weathering grade of andesites for laboratory studies. Thin sections and rock samples are prepared from the rock blocks obtained. Then physical and mechanical properties are determined for each weathering grade of andesites. Laboratory test results are statistically analyzed and a weathering classification is proposed for the andesitic rocks in the study area. The proposed weathering classification includes quantitative data such as λ which is accepted the ratio of uniaxial compressive strength to apparent porosity (λ =σci/n), loss of ignition (LOI), Schmidt Hammer rebound value (SHV) and qualitative data such as textural and structural properties of rock masses in the field. The λ values given in proposed weathering classification are compared to the different λ values obtained from the studies executed by different researchers on andesitic rock masses. In consequence, some suggestions are given about the possible usage areas of the investigated andesites in industry.

Keywords

Andesite, Weathering - Decomposition, Apperant porosity, Havran, Loss of ignition, Uniaxial compressive strength

References

• Akyol, Z., 1977, Balya Madeni Civarının Jeolojisi, Maden Tetkik Arama Enstitüsü , 25- 26s, Ankara.
• Arıkan, F, Ulusay, R., Aydın, N., 2007, “Characterization of Weathered Acidic Volcanic Rocks and a Weathering Classification Based on a Rating System”, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol.66, pp.415–430
• ASTM D7348 2013, Standard Test Methods for Loss on Ignition (LOI) of Solid Combustion Residues, 7pp.
• Aydin, A., Basu A., 2006, “Technical Note :The use of Brazilian Test as a Quantitative Measure of Rock Weathering”, Rock Mechanics and Rock Engineering, Vol.39 (1), pp. 77–85.
• Bacak, G., Yılmazer, S.A., 2011,“Karadeniz Ereğli (Zonguldak) Andezitlerinin Petrografik-Jeokimyasal Özellikleri ve Endüstriyel Kullanılabilirliği”, Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, Vol. 1(1), pp. 23-35.
• Barton, N., Choubey, V., 1977, “The Shear Strength of Rock Joints in Theory and Practice”, Rock Mechanics, Rock Eng. Vol . 10, pp. 1 - 54.
• Beavis, F.C., 1985, Engineering Geology, Wiley-Blackwell Publications, 280 pp.
• Bieniawski, Z.T., 1975,“Point Load Test in Geotechnical Practice”, Engineering Geology, Vol.9 (1), pp.1–11.
• Ceryan, Ş., 2008, “New Chemical Weathering Indices for Estimating Engineering Properties of Rocks: A Case Study from Kürtün Granodiorite, NE Turkey”, Turkish Journal of Earth Sciences, Vol.17, pp.187-207
• CIRIA/CUR, 1991, Manual on the Use of Rock in Coastal and Shoreline Engineering, CIRIA Special Publication 83, Report:154, London, 607p.
• Çolakoğlu, A.R., 2000, “Küçükdere (Havran-Balıkesir) Epitermal Altın Damarının Özellikleri”, Türkiye Jeoloji Bülteni, Cilt 43, Sayı 2, 100, 102, 109s.
• Defant, M.J., Clark, L.F., Stewart, R.H., Drummond, M.S., de Boer, J.Z., Maury, R.C., Bellon, H., Jackson, T.E., Restrepo, J.F., 1991, “Andesite and Dacite Genesis via Contrasting Processes: The Geology and Geochemistry of El Valle Volcano, Panama”, Contributions to Mineralogy and Petrology, Vol.106, pp. 309 - 324.
• Dearman, W.,R., 1974, “Weathering Classification in the Characterization of Rock for Engineering Purposes in British Practice”, Bulletin of the International Association of Engineering Geology, Vol.9, pp.33-42.
• Dearman, W. R., 1976, “Weathering Classification in the Characterization of Rock: A Revision”, Bulletin of the International Association of Engineering Geology, Vol.13, pp.123-127.
• Ercan, T., Günay, E., Türkecan,A., 1984a, “Edremit – Korucu yöresinin (Balıkesir) Tersiyer Stratigrafisi Mağmatik Kayaçların Petrolojisi ve Kökensel Yorumu”, Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, Cilt 27, Sayfa ss. 21-30, 22, 23, 26, 27.
• Ercan, T., Türkecan, A., Akyürek, B., Günay, E., Athiş, M., Can, P., Erkan, M., Özkirişli, C., 1984b, “Dikili-Bergama-Çandarlı (Batı Anadolu) Yöresinin Jeolojisi ve Magmatik Kayaçların Petrolojisi”, Maden Tetkik Arama Enstitüsü, ss. 47-51, Ankara.
• Ercan, T., Ergül, E., Akçören, F., Çetin, A., Granit, S., Asutay, J., 1990, “Balıkesir – Bandırma Arasının Jeolojisi, Tersiyer Volkanizmasının Petrolojisi”, MTA Dergisi, Sayı 110, ss. 114, 125.
• Ersoy, E.Y., Dindi, F., Karaoğlu, Ö., Helvacı, C., 2012, “Soma Havzası ve Çevresindeki Miyosen Volkanizmasının Petrografik ve Jeokimyasal Özellikleri, Batı Anadolu, Türkiye”, Yerbilimleri, Vol. 33(1), pp.59 - 80
• Fookes, P.G., Gourley, C.S., Ohikere, C., 1988, “Rock Weathering in Engineering Time”, Quarterly Journal of Engineering Geology, Vol. 21 (1), pp. 33–57.
• Fantong, W.Y., Kamtchueng, B.T., Tamaguchi, K., Udea, A., Ntchanrcho, I.R., Wirmvem, M.J., Kusakabe, M., Ohba, T., Zhang, J., Festus, T.A., Tanyileke, G., Hell, J.V., 2014, “Characteristics of Chemical Weathering and Water–rock Interactionin Lake Nyos Dam (Cameroon): Implications for Vulnerability to Failure and Re-enforcement” , J., African Earth. Science, Vol.101, pp. 42-55.
• Genç, Ş.C., Altunkaynak,Ş., 2006, “Eybek Graniti (Biga Yarımdası, KB Anadolu) Üzerine Yeni Jeokimya Verileri Işığında Yeni Bir Değerlendirme”, Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araştırma Merkezi Dergisi, Sayı 28 Cilt 2, ss. 77, 81, 82, 84, Ankara.
• Gidigasu, M.D., 1974,“Degree of Weathering in the Identification of Laterite Materials for Engineering Purposes—A Review”, Engineering Geology (Amsterdam), Vol. 8 (3), pp. 213–266.
• Iliev, I.G., 1967, “An Attempt to Estimate the Degree of Weathering of ıntrusive Rocks from Their Physico-Mechanical Properties”, Proc. 1st Cong. Int. Soc. Rock Mech. Lisbon, pp 109-114.
• ISRM, 1981,Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring.,Commission on Testing Methods, International Society for Rock Mechanics, (Brown, E.T. ed.), Pergamon Press, 211p.
• Irfan, T.Y.,Dearman, W.R., 1978, “The Engineering Petrography of a Weathered Granite in Cornwall, England”, Quarterly Journal of Engineering Geology, Vol.11, pp.233-244.
• Jackson, M.L.,Sherman, G.D. ,1953,“Chemical Weathering of Minerals in Soils”, Advances in Agronomy, Vol. 5, pp. 219.
• Kaaden, G., 1956, Edremit Bölgesinde Jeoloji ve Maden Yatakları İncelemeleri, MTA Raporu (yayınlanmamış), 45 s.
• Karpuz, C., Paşamehmetoğlu, A.G., 1997, “Field Characterization of Weathered Ankara Andesite”, Engineering Geology, Vol.46(1), pp. 1-17.
• Karakus, A., Yavuz, B., Koc, S., 2010, “Mineralogy and Major Trace Element Geochemistry of the Haymana Manganese Mineralizations, Ankara, Turkey”, Geochemistry International, Vol. 48, pp.1014–1027.
• Kaygısız, H., 2010, Kayseri Yöresindeki Yapıtaşlarının Fiziko-Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi (yayımlanmamış), Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 75s, Adana.
• Keller, W. D., 1957, The Principles of Chemical Weathering, rev. ed.,Lucas, Columbia, MO.
• Koca, M.Y., 1995, Slope Stability Assessment of the Abandoned Andesite Quarries in and Around the İzmir City Center, Phd Thesis (unpublished), Graduate school of natural Applied sciences, Dokuz Eylul University, 445 pp., İzmir.
• Koca, M.Y., Yavuz, A.B., Kıncal C., 2001, “Andezitlerin Dış Mekan Kaplama Taşı Olarak Kullanımında Bergama Örneği”, Türkiye III. Mermer Sempozyumu (Mersem 2001), Afyonkarahisar, pp. 99 – 112, 3-5 Mayıs 2001.
• Koca, M.,Y., Kıncal, C., 2004, “Abandoned Stone Quarries in and Around the Izmir City Centre and Their Geo-Environmental Impacts—Turkey”, Engineering Geology, Vol. 75, pp. 49–67
• Koca, M.Y., Kıncal, C., 2015,“The Relationships between the Rock Material Properties and Weathering Grades of Andesitic Rocks Around Izmir, Turkey”, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol. 75, pp. 709 - 734.
• Koç, Ş., Erdoğan, S., Kadıoğlu, Y. K., 1994, “Havran (Balıkesir) Güneydoğusunda Yer Alan Volkanitlerin Epitermal Cevherleşme Potansiyeli”, MTA Dergisi, Vol.116, pp. 65-80.
• Komoo, I.,Yaakub, J., 1990,“Engineering Properties of Weathered Metamorphic Rocks in Peninsular ,Malasia”, 6th Int. IAEG Cong., Balkema, Rotterdami,pp. 665-672, 6-10 August 1990.
• Krushensky, R, Akçay, Y., Karaege, E., 1980, “Geology of the Karalar- Yeşiller area, Northwest Anatolia, Turkey”, Bull, U.S.A., Geol. Survey, 1461.
• KGM, 2013, Karayolları Teknik Şartnamesi: Yol Altyapısı, Sanat Yapıları, Köprü ve Tüneller, Üstyapı ve Çeşitli İşler, ss. 431, Ankara.
• Lama, R.D., Vutukuri, V.S., 1978, Handbook on Mechanical Properties of Rocks, 2nd Edition, Trans Tech Publications, Switzerland.
• Lambe, P., 1996, Residual Soils. Landslides: Investigation and Mitigation. In: Turner, K., Schuster, R. (Eds.), Landslides Investigation and Mitigation, Special Report,Transportation Research Board, National Research Council, Vol. 247, pp. 507– 524.
• Lumb, P., 1983, “Engineering Properties of Fresh and Decomposed Igneous Rocks from Hong Kong”, Engineering Geology, Vol.19, pp. 81-94.
• MGM, 2015, Resmi İstatistikler: Balıkesir İli Sıcaklık Ve Yağış Verileri
• MİGEM, 2015, 2015 Yılı İstatistikleri
• Moum, J., Rosenqvist, I. Th. ,1957,“On the Weathering of Young Marine Clay”, Proceedings of the International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, London, Vol. 1, pp. 77–79.
• Moos, A., Quervain, F., 1948, Technische Gesteinkunde, Basel. Nesbitt, H.W., Young, G.M., 1989, “Formation and Diagenesis of Weathering Profiles”, Journal of Geology, Vol.97, pp.129-147.
• Noble, D. F., 1977, Accelerated Weathering of Tough Shales, Virginia Highway and Transportation, Research Council Report VHTRC 78-R20, Charlottesville, VA, October.
• Okay, A.İ.,Yaltırak, C., 2004, “Edremit Körfezinde Paleotetis Birimlerinin Litolojisi”, İstanbul Teknik Üniversitesi Mühendislik Dergisi, Cilt. 3(1), ss. 57-79, 67-79.
• Oyama, T., Chigira, M., Ohmura, N., and Watanabe, Y., 1998, “Heave of House Foundation by the Chemical Weathering of Mudstone, Oyo Chisitsu”, Journal of the Japan Society of Engineering Geology, Vol. 39, pp. 261–272.
• Özden, U.A., Topal, T., 2009, “Evaluation of Andesite Source as Armourstone for a Rubble Mound Breakwater (Hisarönü - Turkey)”, Environmental Earth Sciences, Vol. 59, pp. 39–49.
• Peltier, L.C., 1950, “The Geographic Cycle in Periglacial Regions as it is Related to Climatic Geomorphology”, Annals of the Association of American Geographers, Vol. 40(3),pp. 214 -236.
• Rabone, S.D.C., 1975, “Petrography and Hydrothermal Alteration of Tertiary Andesite - Rholite Volcanics in the Waitekauri Valley, Ohinemuri, New Zeland”, New Zealand Journal of Geology and Geophysics, Vol. 18(2), pp. 239 - 258.
• Regassa, A., Daele, K.V., Paepe, P.D., Dumon, M., Deckers, J., Asfawossen, A., Van Ranst, E., 2014,“Characterizing Weathering Intensity and Trends of Geological Materials in the Gilgel Gibe Catchment, Southwestern Ethiopia”, Journal of African Earth Sciences, Vol. 99, pp. 568–580. Reiche, P., 1945, “A Survey of Weathering Processes and Products”, University of New Mexico, Publications in Geology, No.1, Albuquerque,New Mexico.
• Sönmez, H.,Ulusay, R., 2002, “A Discussion on the Hoek-Brown Failure Criterion and Suggested Modifications to the Criterion Verified by Slope Stability Case Studies”, Yerbilimleri, Vol. 26, pp 77-99.
• Süzen E., 2009 4. Levent – Ayazağa (İstanbul) Metrosu Tünelindeki Kazı ve Sağlamlaştırma Uygulamaları, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (Yayımlanmamış), 60s, Adana.
• Şimşek, O., 2003, Çankırı-Korgun Yöresi Pembe Andezit Taşlarının Mühendislik Özelliklerinin Araştırılması”, Gazi University Journal of Science, Vol. 16(3), pp. 619 – 625.
• Tatsumi, Y., 1982, “Origin of High-Magnesian Andesites in the Setouchi Volcanic Belt, Southwest Japan; II, Melting Phase Relations at High Pressures”, Earth and Planetary Science Letters, Vol.60, pp.305-317.
• Tezer, E.B., 2006, Balıkesir–Ayvalık İlçesi Kubaşlar Altın Oluşumunun Maden Jeolojisi, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 14, 15s, Ankara, (yayınlanmamış).
• Tuğrul, A., Gürpınar, O., 1997, “The Effect of Chemical Weathering on the Engineering Properties of Basalts, Turkey”, Environmental & Engineering Geoscience AEG, Vol. 3(2), pp. 225-234.
• Tuğrul, A. Zarif, I. A., 2000, “Engineering Aspects of Limestone Weathering in Istanbul, Turkey”, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol. 58(3), pp.191-206.
• Tuğrul, A., 1995, The Effect of Weathering on the Engineering Properties of Basalts in the Niksar Region, PhD Thesis (unpublished), Department of Geological Engineering, Istanbul University, Istanbul, 168p.
• Türkecan, A., Kuzucuoğlu, C., Mouralis, D., Pastre, J-F., Atıcı, Y., Guillou, H., Fontugne, M., 2004,Upper Pleistocene Volcanism and Paleogeography in Cappadocia, Turkey, MTA-CNRS-TUBITAK Joint Project Report. pp 190.
• TS 699, 2009, Doğal Yapı Taşları - İnceleme ve Laboratuvar Deney Yöntemleri, Türk Standardları Enstitüsü, 42s, Ankara
• Ündül, Ö., Aysal, N., 2016, “Gökçeada’da Yüzeylenen Andezit ve Riyodasit Bileşimli Kayaların İçyapı Özelliklerinin Dayanım ve Deformasyon Özelliklerine Etkileri”, Jeoloji Mühendisliği Dergisi, Vol : Vol.40(2), pp. 123 - 148.
• Yavuz, F., Gültekin, A. H., Örgün, Y., Çelik, N., Karakaya, M. Ç., Şaşmaz, A., 2002, “Mineral Chemistry of Barium- and Titanium-Bearing Biotitesin Calc-Alkaline Volcanic Rocks from the Mezitler Area (Balıkesir-Dursunbey), Western Turkey”, Geochemical Journal, Vol. 36, pp.563 - 580
• Yohta, H., 1999, “Biochemical Weathering of the Neogene Mudstone and Damages to Foundations, Dobuku Kogaku Ronbushu (Bulletin of Civil Engineers), No. 617, pp. 213–224.
• Yıldız T., 2006, Balıkesir-Havran İlçesi Tepeoba Cu-Mo Oluşumunun Maden Jeolojisi, Yüksek Lisans Tezi Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 73s (yayınlanmamış), Ankara.