Evciler (Gölbaşı/Ankara) bazaltının petrografik ve petrokimyasal özelliklerinin demiryolu balast ve balastaltı malzemesi olarak kullanılabilirliği üzerine etkisi

Abstract

Bu çalışmada, Evciler (Elmadağ Volkanik Kompleksi (EVC) Gölbaşı/Ankara) Bazaltının arazi gözlemleri, petrografik, jeokimyasal ve fiziko-mekanik deneylerle demiryolu balast ve balast altı (balastaltı) malzemesi olarak kullanılabilirliği, balast ve balast altı malzeme şartnameleri gereği istenilen deney standartları ve standart doğrultusunda numune boyutlarına göre deney sonuç değişimleri araştırılmıştır. EVC Türkiye'de önemli Miyosen volkanik arazilerinden biridir, mafik alkalin ve ortaç-felsik kalk-alkalin lavlar içermektedir. Mafik lavlar Evciler Bazaltı olarak isimlendirilmiştir ve alkali bazalt bileşimindedir. Bazaltlar porfirik dokuludur ve başlıca plajiyoklaz, klinopiroksen daha az opak ve anortoklaz içeren hamur içerisinde dağılmış olivin ve klinopiroksen fenokristalleriyle karakteristiktir. Bazaltların arazi karakteristikleri "aa" tipi lavların özelliklerine benzemektedir. Arazi gözlemlerine dayanarak bazaltların birkaç metrelik soğuma biriminde üç farklı zon ayırtlanmıştır: (A) gözenekli üst zon, (B) masif iç zon, (C) alt breşik zon. Fiziko-mekanik deneyler sonrasında, deney numune boyutuna göre değişiklik gösterecek şekilde, B zonunun su emmesi düşük, Los Angeles aşınma ve MgSO4 don dayanımı yüksek fakat tane yoğunluğu değerinin diğer zonların değerlerine göre düşük olduğu gözlenmiştir. Elde edilen verilere dayanarak B ve C zonlarının sadece konvensiyonel demiryolu hatlarında kullanılacak balast ve balast altı malzemeleri için uygun olduğu gözlenmiştir. Ayrıca elde edilen bulgular küçük ölçekli düşey fiziksel heterojenitenin bir bazaltik lav akıntısında oldukça yüksek olduğunu göstermektedir ve böylece bazaltik volkanik arazilerden balast malzemesi seçiminde dikkatli olunması tavsiye edilmektedir.

Based on the field observation, petrographic, chemical and physico-mechanical tests, we investigated the usability of the Evciler Basalt and subballast (Elmadağ Volcanic Complex-EVC, Ankara) as railway ballast, and test results variation according to the required test standards and sample sizes in accordance with the ballast and sub-ballast material specifications were also investigated in this study. The EVC is one of the most important Miocene volcanic field, comprising mafic mildly alkaline and intermediate to felsic calc-alkaline lavas. The mafic lavas are called as the Evciler basalts, and represented by alkali basalts. They display porphyritic texture with olivine and clinopyroxene phenocrysts in an intergranular groundmass including mainly plagioclase, clinopyroxene, lesser opaque and rare anorthoclase. The field characteristics of the basalts resemble those of "aa lavas". Based on the field observations, we identified three zones from top to bottom in a few meter cooling unit of the basalts: (A) a vesiculated flow top, (B) a massive interior, and (C) a basal breccia. Following the physico-mechanical tests, we observed that water absorption, Los Angeles abrasion and magnesium sulphate soundness of the zone B are the lowest, but particle density of the zone B ranges between those of the zone A and C. Based on the obtained data, we found that the zone B is appropriate for ballast material in just conventional railway rather than the zone A and C. Accordingly, our findings show that small-scale vertical physical heterogeneity is so high in a basaltic flow, and it is advised to be careful for selection of ballast material from basaltic volcanic rocks.