Otlukbeli ve Keşiş Dağları Arasındaki Sahanın Litolojik Yapı ve Araziden Yararlanma İlişkisinin Google Earth Engine ve XRF Analizi ile Değerlendirilmesi

Abstract

ÖZ Litoloji, kayaların kökenini, bileşimini, yapısını ve geçmişini inceleyen bir bilim dalıdır. İnsanlık tarihinin başlangıcından beri, insanlar kayalarla etkileşim halinde olmuş ve bu etkileşimlerini şekillendirmiştir. Taş devri döneminden başlayarak maden çağıyla devam eden bu ilişki, insanların hem pratik ihtiyaçlarını karşılamak hem de sanatsal ve kültürel ifadelerde bulunmak için kayalardan yararlanmasını sağlamıştır. Litoloji, araziden yararlanmayı etkileyen önemli bir faktördür. Kayaçların özellikleri ve dağılımı, araziden nasıl yararlanılacağının belirlenmesi ve planlanması sürecinde dikkate alınması gereken faktörler arasında yer almaktadır. Bu bilgiler, arazinin tarıma, madenciliğe, inşaata, turizme, su kaynaklarının yönetimine ve diğer birçok sektöre uygunluğunu belirlemede kullanılır. Bu çalışmada, Otlukbeli ile Keşiş dağları arasındaki sahada yapılan araştırmada farklı noktalardan ve farklı litoloji kaynaklardan 57 numune alınmış ve Karabük Üniversitesi Demir Çelik Enstitüsü Malzeme Araştırma ve Geliştirme Merkezi (MARGEM)'de XRF analizleri yapılarak litolojinin yapısı, sınıflandırılması ve mineral bileşik değerleri belirlenmiştir. Çalışmada hem kalitatif (nitel) verileri hem de sayısal (nicel) veriler kullanıldığından dolayı karma araştırma modeli uygulanmıştır. Derinlemesine anlayış sağlamak için nitel verileri toplarken, aynı zamanda genel bir resim sunmak için sayısal verileri kullanılmıştır. Çalışmada bu yaklaşım ile daha kapsamlı ve tamamlanmış bir araştırma yapılmasını sağlamıştır. XRF analizi, doğruluğu yüksek, basit ve arazi çalışmalarında değerli bir bilgi kaynağı olarak kullanılan bir yöntemdir. Yapılan analiz sonuçlarına göre, sahada en fazla görülen toplam ortalama majör ve minör elementlerden kalsiyum oksit (CaO) %42, silisyum dioksit (SiO2) %29, magnezyum oksit (MgO) %11, demir oksit (Fe2O3) %7, alüminyum oksit (Al2O3) %4, fosfor pentaoksit (P2O5) %0.20, potasyum oksit (K20) %0.68, mangan (MnO) % 0.85, titanyum dioksit (TiO2) %0.87, klor (CI) % 0.21, sodyum oksit (Na2O) %3.40 konsantrasyonu tespit edilmiştir. Nadir elementlerin toplam ortalaması ise krom trioksit (Cr₂O₃) %1.51, baryum oksit (BaO) %0.17, nikel oksit (NiO) %0.21, arsenik trioksit (As₂O₃) %0.13, çinko oksit (ZnO) %0.03, stronsiyum oksit (SrO) %0.11, rubidyum oksit (Rb₂O) %0.02, evropiyum trioksit (Eu₂O₃) %0.01, bakır oksit (CuO) %0.04, galyum trioksit (Ga₂O₃) %0.01, zirkonyum dioksit (ZrO₂) %0.02, itriyum trioksit (Y₂O₃) %0.02, paladyum oksit (PdO) %0.53, kobalt trioksit (Co₂O₃) %0.09 ve molibden trioksit (MoO₃) %0.03 konsantrasyonu olarak tespit edilmiştir. Çalışma sahasında kireçtaşı ve türevleri, serpantin, gabro, manyezit, krom, manganez, manyezit, jips, bakır, akik, kalsedon, kemererit ve kuvars gibi çeşitli kayaçlar gözlemlenmiştir. Ayrıca, dislokasyon hattı üzerinde petrol veya petrol türevleriyle de karşılaşılmıştır. Bu araştırmada, analitik yöntemlerin yanı sıra Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) ve uzaktan algılama teknikleri de kullanılmıştır. Google Earth Engine (GEE) gibi araçlar kullanılarak arazinin toprak tekstürü, organik karbon değeri ve yoğunluğu gibi faktörler analiz edilmiştir. Litolojik birimlerin mineralojik bileşimi, toprak tekstürünü ve organik karbon değerini etkileyebilmektedir. Doğru bir tekstüre sahip olan topraklar, uygun organik madde içeriği ve optimum yoğunlukla tarımsal üretimde daha verimli sonuçlar elde edilmesine katkı sağlamaktadır. Dağlık alanlarda kumlu tekstür daha yaygınken, ovalarda kil ve silt tekstürü daha yaygındır. Organik karbon değeri ve yoğunluk da dağlık alanlarda genellikle daha yüksek, tarım faaliyetlerinin yoğunluğu sebebiyle ovalarda daha düşüktür. Sonuç olarak, bu çalışma sahasında bulunan litolojik yapı, ekosisteme katkısı, toprak kaynaklarından su kaynaklarına, tarımdan hayvancılığa, gemolojiden madenciliğe, turizmden yerleşim birimlerinin dağılışına kadar birçok arazi unsuru üzerinde doğrudan veya dolaylı etkileri olan bir faktördür. Bu çalışma, araziden yararlanmanın sürdürülebilirliği, planlaması ve yönetimi için önemli bir kaynak sunmaktadır. İleriye dönük çalışmalara katkıda bulunması amacıyla, bu tez ön etüt niteliğindedir.

ABSTRACT Lithology is a scientific discipline that investigates the origin, composition, structure, and history of rocks. Since the beginning of human history, humans have been in interaction with rocks, which have shaped their interactions. This relationship, starting with the Stone Age and continuing with the Bronze Age, has enabled humans to utilize rocks for practical needs as well as artistic and cultural expressions. Lithology is an important factor that influences the utilization of the land. The properties and distribution of rocks are among the factors that need to be considered in determining and planning how to utilize the land. This information is used to determine the suitability of the land for agriculture, mining, construction, tourism, water resource management, and many other sectors. In this study, fifty-seven samples were taken from different points in an area between Otlukbeli and Keşiş mountains, and XRF analyses were conducted at the Material Research and Development Center (MARGEM) of Karabuk University Iron and Steel Institute to determine the structure, classification, and mineral compound values of lithology. XRF analysis is a method that is widely used in field studies as it provides highly accurate and valuable information in a simple manner. The study has employed the research uses mixed method utilization of both qualitative (qualitative) and quantitative (quantitative) data. Qualitative data was gathered to provide in-depth understanding, while quantitative data was used to present a broader picture. This approach facilitated a comprehensive and comprehensive research endeavor. According to the analysis results, the most prominent average major and minor elements observed in the field were calcium oxide (CaO) at 42%, silicon dioxide (SiO2) at 29%, magnesium oxide (MgO) at 11%, iron oxide (Fe2O3) at 7%, aluminum oxide (Al2O3) at 4%, phosphorus pentoxide (P2O5) at 0.20%, potassium oxide (K2O) at 0.68%, mangan oxide (MnO) at 0.85%, titanium dioxide (TiO2) at 0.87%, chlorine (Cl) at 0.21%, and sodium oxide (Na2O) at 3.40%. The total average concentration of rare elements was determined as chromium trioxide (Cr2O3) at 1.51%, barium oxide (BaO) at 0.17%, nickel oxide (NiO) at 0.21%, arsenic trioxide (As2O3) at 0.13%, zinc oxide (ZnO) at 0.03%, strontium oxide (SrO) at 0.11%, rubidium oxide (Rb2O) at 0.02%, europium trioxide (Eu2O3) at 0.01%, copper oxide (CuO) at 0.04%, gallium trioxide (Ga2O3) at 0.01%, zirconium dioxide (ZrO2) at 0.02%, ittrium trioxide (Y2O3) at 0.02%, paladium oxide (PdO) at 0.53%, cobalt trioxide (Co2O3) at 0.09%, and molybdenum trioxide (MoO3) at 0.03%. Various rocks such as limestone and its derivatives, serpentinite, gabbro, magnesite, chrome, manganese, gypsum, copper, agate, chalcedony, kemerrerite, and quartz were observed in the study area. Additionally, petroleum or petroleum derivatives were encountered along the fault line. In addition to analytical methods, Geographic Information Systems (GIS) and remote sensing techniques were used in this research. Factors such as soil texture, organic carbon value, and density of the land were analyzed using tools like Google Earth Engine (GEE). The mineralogical composition of lithological units can influence soil texture and organic carbon content. Soils with the right texture contribute to more efficient agricultural production with suitable organic matter content and optimum density. Sandy texture is more common in mountainous regions, while clay and silt texture are more common in plains. The organic carbon value and density are generally higher in mountainous regions and lower in plains due to the intensity of agricultural activities. In conclusion, the lithological structure found in this study area is a factor that directly or indirectly affects various land elements, including the ecosystem, water resources from soil resources, agriculture, animal husbandry, gemology, mining, tourism, and the distribution of settlements. This study provides an important resource for the sustainability, planning, and management of the land used. With the aim of contributing to future studies, this thesis serves as a preliminary study.