Petrographic properties of the recent travertines in the Sıcakçermik geothermal field (NW Sivas, Turkey)

Sıcakçermik jeotermal alanındaki (Sivas KB, Türkiye) güncel traverten çökellerinin petrografik özellikleri

Abstract

Modern travertine deposits are observed in the Sıcakçermik hot springs area located northwest of Sivas, Central Anatolia. They are the carbonate deposits of crustal (spongy) and/or alabaster-textured formations controlled by both organic (the fissure and joint ridges) and inorganic (waterfall or cascade deposits; terrace-mound travertines; and shallow lake fans) processes. They are recognized in the field by special identifying trails such as manganous-ferrous travertine shrubs resem-bling ivy, siliceous stromatolites, and ferrous pisoids, 3 to 12 mm in diameter. All the recent travertine samples examined dominantly consist of subidiomorphic prismatic-tabular calcite crystals. Scanning Electron Microscopy (SEM) revealed that calcite crystals forming the pisoids are characterized by zonal growth. Stromatolitic formations, on the other hand, bear regular joints developed as a consequence of sudden cooling and some spe-cial structures indicative of bacterial activity (in the form of nodule, spheroid, ellipsoid, column, filament and honeycomb or grape bunch structures). In addition, secondary dissolution vugs and pores giving way to the release oj $CO_{2}$ are associated structures with the Stromatolitic formations. From stable isotope analyses of the different type travertines $delta^{13}$ C values between 6.95 and 8.09 $permill$ , and $delta^{18}$ O values between -15.73 and -16.76 $permill$ were obtained. The data collected through all the utilized techniques suggest that the microbiological activities are dominanatly effective in the formation travertines. It was concluded that travertines were produced by microorganisms referred to as in literature sulfate-reducing, boring-budding bacteria such as Coccoids, Pedomicrobium, Beggiatoa sp., Thiobacillus sp as well as blue-green algae (Cyanobacteria). On the other hand, the stable isotope data indicate that water of the hot spring is of meteoric origin and carbonate sediments are accumulated in few 10 years.

Özet

Sivas kuzeybatısındaki Sıcakçermik kaplıcası çevresinde tipik olarak güncel traverten çökelleri gözlenmektedir. Bu seviyeler organik (fıssur-çatlak sırtı birikimi) ve inorganik süreçlerin denetiminde gelişen kabuksu (süngerimsi) ve/veya albatr yapılı tatlı su karbonat çökelleridir (mikro şelale-çağlayan çökelleri, mikro taraça-teras kümeleri ve minyatür göl yelpazeleri). Bu morfolojilerin arazi görünüşleri ise eğrelti otu benzeri manganh-demirli bodur yapılar, silisli stramatolitler ve 3 - 12 mm çaplı demirli pizoyidler şeklindedir. Güncel traverten örneklerinin tamamının yarı özşekilli prizmatik-tabuler kalsit kristallerinden oluştuğu saptanmıştır. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) çalışmaları sırasında ise pizoyidleri oluşturan kalsit kristallerinin kademeli büyüme özelliği gösterdikleri belirlenmiştir. Stramatolitik oluşumlarda ise ani soğuma ürünü olan düzenli çatlaklar ve bakteriyal aktivite işaretçisi olan bazı özel yapılar (yumrular, kürecikler, elipsoidler, çubuklar, fılamentler ve bal peteği / üzüm salkımı demetleri v.b.) da saptanmıştır. Bunlara ilaveten, ikincil erime boşlukları ve $CO_{2}$ gaz çıkışı delikleri de aynı örneklerde gözlenmiştir. Değişik tipteki traverten örneklerinde yapılan duraylı izotop çalışmaları sonucu $delta^{13}$ C 6.95 ile 8.09 $permill$ arasında ve $delta^{18}$O -15.73 ile -16.76 $permill$ değerleri elde edilmiştir. Elde edilen bu veriler travertenlerin oluşumunda mikrobiyolojik aktivitenin yoğun olarak etkili olduğunu göstermektedir. Bu oluşumları yapan mikro canlıların ise literatürde belirtilen; Coccoid bakterileri, Pedomicrobium sp., türü delici-oygulayıcı tomurcuk bakterileri, Beggiatoa sp, ve Thiobacillus sp, gibi sülfür oksitleyici renkli bakteriler ve mavi-yeşil algler (Cyanobacteria) olduğu düşünülmektedir. Diğer yandan, ölçülen duraylı izotop sonuçlan da sıcak su kaynağının meteorik kökenli olduğunu ve tortul çökelmesinin de birkaç on yıl içerisinde geliştiğine işaret etmektedir.