İstanbul-Beykoz`un doğusunun jeolojisi ve mesozoyik deformasyonu

Abstract

ÖZET İstanbul, Türkiye'nin jeolojik anlamda en çok çalışılmış bölgelerinden biri olmasına karşın, bölgede yapısal jeoloji anlamında daha önce yapılmış çalışmalar genellikle büyük ölçekli olmuştur ve deformasyon evreleri ancak çok genel olarak ayırtlanmıştır. (örneğin, Akartuna, 1963; Baykal, Kaya, 1966). Bölgede iki tektonik birlik tanımlanmıştın Batı Pontidler'in (Yılmaz ve diğerleri 1997) bir parçası olan İstanbul Paleozoik Zonu ve inceleme alanının kuzeyindeki Kretase yaşlı magmatik yay volkanitleri. Daha önce bölgede yapılan hiçbir çalışmada, yapısal jeolojik analiz için bugün kullanılan çağdaş yöntemlerden yararlanılmamıştır (Passehier ve Trouw, 1996; Şekil 4). Bu yüzden özellikle İstanbul Boğazı'nın doğusunda, Palezoyik ve Mesozoyik yaşlı tektonik birimler arasındaki yapısal ilişkiler açısından kilit bir bölgede, aşağıdaki hedefleri gerçekleştirmek amacıyla ayrıntılı çağdaş bir yapısal jeolojik çalışma yapılması gereklidir: 1 ) Mesozoyik yaşlı kayaçların yapısal özelliklerini tanımlamak; 2) İstanbul Paleozoik istifi ile Kretase yaşlı magmatik yay volkaniklerinin yapısal ilişkilerini aydınlatmak; 3) İnceleme alanında ilk kez Chaput ve Hovase (1930) tarafından öne sürülen ve da ha sonra birçok araştırmacı tarafından arazi gözlemlerine dayanılarak, ancak arazide genellikle fayların kinematik hareket göstergelerine bakılmaksızın, desteklendiği öne sü rülen (örneğin, Akartuna, 1 963; Baykal, Kaya, 1966)- Paleozoyik yaşlı birimlerin güney den kuzeye, güneye doğru eğimli düşük açılı (yaklaşık 30 derece) `bindirme fayını` kul lanarak Kratese birimlerinin üzerini örttüğü görüşünün saha gözlemleriyle test edilmesi. `İstanbul-Beykoz'un Doğusu'nun Jeolojisi ve Mesozoyik deformasyonu` başlıklı bu yüksek lisans tezini, Prof. Dr. Boris Natal'in danışmanlığında yukarıdaki hedefleri ger çekleştirmek amacıyla hazırladım. Çalışma alanı için İstanbul Boğazı'nın doğu yakasında; batıda Akbaba Köyü, doğuda Paşamandıra, kuzeyde Kaynarca bölgesi güneyde Gümüşsüyü Mahallesi arasındakibölgeyi seçtim. İnceleme alanı olarak bu bölgeyi seçmemin nedeni, hızla gelişen yerleşime bağlı olarak açılan yol ve yarmaların, inceleme alanını, İstanbul-Kocaeli Paleozoik yaşlı istifin, Mezoyozik yaşlı kayaçların ve bu iki farklı birimin yapısal özelliklerini tanımlamak için oldukça elverişli duruma getirmesidir. Bu çalışmanın temeli, 1999 yılının yaz ayında başlamış olup, belirli bir aradan sonra, 2002 yılının ilkbaharında sürdürülen yaklaşık iki buçuk ay süren saha incelemesinden toplanan 820 adet farklı gözlem noktasındaki jeolojik verilere dayanır (Şekil 1). Ayrıca bu çalışma, Uslu, O.B, (2002) ile paralel yürütülmüş ve bu iki çalışma birbirlerini tümleyici niteliktedir. Bu çalışmayla aynı verileri temel alan Uslu, OB (2002), aynı bölgedeki Paleozoyik yaşlı deformasyona odaklanırken, bu yüksek lisans çalışması Mesozoyik yaşlı kayaçlardaki deformasyon evrelerine ve bu Paleozoik istifiyle olan ilişkisini aydınlatmayı hedeflemiştir. Nitekim sözkonusu iki çalışma bir bütün olarak değerlendirilmelidir. Bu çalışmada Mesozoyik yaşlı kayaçların kinematik analizini yaptım ve Paleozoik yaşlı kayaçlarla arasındaki bazı ilişkileri aydınlattım. Bölgenin bugüne dek yapılmış en ayrıntılı olan ve daha önce hazırlanmış jeoloji haritalarından farklı litostratigrafık birimler içeren 1/10.000 ölçekli jeoloji haritasını hazırladım (Ek-1). Yukarıda değinilen problemleri çözmek amacıyla başladığım bu ortak çalışmanın sonucunda, bölgedeki küçük ölçekli yapısal kesitlerden de anlaşılabildiği gibi birimler arasında oldukça karmaşık yapısal ilişkiler olduğu, Paleozoik ve Mesozoyik yaşlı kayaçların zayıf metamorfizma ve çokevreli deformasyon geçirdiği anlaşıldı. Buna bağlı olarak bölgede farklı yaşlarda gelişmiş farklı yapısal referans düzlemleri bulunmuyor. Ayrıca klivajın tüm yapıya nüfuz etmediği için (penetrative), referans olarak (S(1) foliasyonu değil yalnızca tabaka düzlemini kabul edebildim. Bu koşullarda, çalışma bölgedeki tüm deformasyon evrelerinin bağıl yaşlarını belirlemek olan gerçek hedefine ulaşamadı. Ancak daha önceki çalışmalarda sözü edilmeyen, Kratase sonrası gelişmiş en az üç deformasyon evresinin inceleme alanındaki kayaçları etkilediği ortaya çıktı. Ayrıca, bölgede modern yapısal jeolojik yöntemlerden yararlanılarak hazırlanan bu ilk çalışmada sunduğum coğrafi bilgi sistemi (GIS) veri tabanının, ayrıntılı mostra tanımlamalarının, bulguların, yeni litostratigrafik birimler içeren jeoloji haritasının, ölçülü yapısal kesitlerin (EK 6-24) ve ulaştığım yeni sonuçların gelecekte bölgede yapı lacak benzer çalışmalara yön göstereceği ve kaynak sağlayacağı kesindir.

THE GEOLOGY OF THE EAST OF BEYKOZ (ISTANBUL): WITH A SPECIAL EMPHASIS ON THE MESOZOIC DEFORMATION Executive summary Although Istanbul is one of the most studied geographical locations in the Eastern Mediterranean area in terms of regional geology, the structural analyses which might have shed light on the different phases of deformation and the structural features are very rare, almost absent. Two tectonic units have been defined in the area: İstanbul Paleozoic Zone which is a part of a larger tectonic unit, the Western Pontides (Yılmaz et al. 19(>7), and to the north, the Cretaceous magmatic arc volcanic unit. The Istanbul region is located in a higly populated area, nevertheless many- geological aspects still remain unclear. Previous structural geological analyses (e.g. Akartuna 1963: Baykal Kaya, 1966) in die region were carried out in a relatively- larger scale sense, and the phase of deformations were defined very roughly. Above all, they did not account for modem methods of the structural geology. Thus it is necessary to pursue a small-scaled modern structural analysis (Passehicr ve Trouw. 1996), in a key region that may give detailed idea concerning the structural relationships between Paleozoic rocks and the Mesozoic rocks of the Istanbul Region, especially to the east of the Istanbul Strait where the geological studies are scarce, to address the following problems: 1 ) Defining the structural features of the Mesozoic rocks and the deformation phases that affect these rocks 2) Enlighting the structural relationships of Paleozoic rocks of İstanbul, so-called İstanbul zone, and the Mesozoic rocks 3) Testing the hypothesis of the south facing, low angle (30) thrust- fault, coined first by Chapul and Hovase (1930) and supported by some succeeding researchers (e.g. Akartuna, 1963, Baykal, Kaya, 1966), which cause the Paleozoic rocks of Istan bul to thrust-up the Mesozoic rocks, in the fieldThis Master's thesis, titled `The Geology of the East of Beykoz (İstanbul): with a special emphasis on the Mesozoic deformation`, was prepared under the supervision of Prof. Dr. NatalMn to fulfill the goals addressed above. The studies in the area have revealed that both Paleozoic and Mesozoic rocks were affected by polyphase deformation. Unfortunately, implementation of geometrical analysis of deformation (Passchicr vc Trouw, 1996) was hindered by the low metamorphism of the rocks; as a consequence structural reference surfaces of different age^ are absent. Since the cleavage is not persasive throughout the area, it prevented considering the foliation as the reference plane (Sq) which make the relative aging of the deformation phases an ardous task. Thus in most cases only- bedding can be used as the reference surface. Nevertheless, at the end of this study, it is revealed that at least three different Post-Cretaceous episodes of deformation affected the rocks of the study area, which are characterized by, 1 ) NNW-SSE oriented system of dykes; 2) NE-SW oriented sys tem of dykes and 3) wide (up to 500 meter) cataclastically deformed fault zones which cut the NE-SW oriented dyke systems. The last phase of deformation- which is not quoted in the previous studies- effect all the Paleozoic and Meosozic formations in the region, thus it may indeed control the morphology. As for the structural relationships of the Paleozoic rocks and Mesozoic rocks in the study area, it is observed that the boundary between these tectonic units are not characterized by a single, sinous. south facing, low-angled thrust fault at least to the cast of the study area- but by a high-angled faults, with an unknown kinematic history. The Geographical Information System (GIS) database, consisting of 820 observation points that is provided with this study and the small-scaled structural strip maps of the study area may guide the future researchers to put more strict age constraints on the phases of deformation, a study that is needed to be done in future.