Marmara Bölgesi ve çevresinde geç kretase - senezoyik dönemdeki tektonik deformasyonun paleomanyetik yöntemle araştırılması

Abstract

Marmara bölgesi Alp Himalaya orojenez kuşağı üzerinde bulunmaktadır ve aktif tektonik deformasyona uğramış bir bölgedir. Bölge literatürde Batı Pontidler olarak da adlandırılan İstanbul Zonu, Istranca Zonu ve Sakarya Kıtası gibi tektonik birliklerden oluşmaktadır. Yapılan jeolojik çalışmalarda Kretase'de Karadenizin açılmasıyla İstanbul Zonunun batıda Batı Karadeniz fayı ve doğuda Batı Kırım fayı etkisiyle Moezya Platformundan koparak güneye doğru hareket etmeye başladığı bildirilmiştir. Erken Eosen'de güneye ilerleyen İstanbul Zonunun kuzeye hareket eden Sakarya Kıtası ile çarpışarak, bu iki tektonik birlik arasında bulunan İntra-Pontid okyanusun kapandığı ve İntra-Pontid sütürünün oluştuğu bilinmektedir. Bu kıta-kıta çarpışması sonucu bölge Miyosenden günümüze havza oluşumu ve Kuzey Anadolu Fay Zonunun etkisi altında evrimini tamamlamıştır. Bu tez çalışması kapsamında bölgede yerleşen Üst Kretase-Oligosen yaşlı 103 adet mevki sedimanter ve volkanik kayaç örneklenerek farklı fazlarda meydana gelen tektonik deformasyonun değişimi belirlenmek istenmiştir. 13 mevki çok kırıklı yapıda olması sebebiyle laboratuvar çalışmasına katılmamıştır. 10 mevki ise laboratuvar çalışmaları sonrası duraysız sonuç verdikleri için değerlendirmeye alınmamıştır. Yapılan kaya manyetizması çalışmaları sedimanter ve volkanik kayaçlarda mıknatıslanmadan sorumlu minerallerin düşük koersiviteli titanyumlu manyetit olduğu belirlenmiştir. Kireçtaşlarında ise yüksek koersiviteye sahip hematitin mıknatıslanmadan sorumlu olduğu görülmüştür. Manyetik süseptibiliteye bağlı anisotropi (AMS) ölçümleri sonucunda örneklerin çoğunda manyetik foliasyonun olduğu ve deformasyon elipsoidinin yassı şeklinde olduğu gözlenmiştir. Çalışma alanında kıta-kıta çarpışmasına bağlı olarak Eosen'den günümüze kadar Sakarya Kıtası için 19.9º±10.9º, Pontidler için 27.4º±11.6º ve Istranca Zonu için 15.6º±11.8º saatin tersi yönünde rotasyona uğradığı belirlenmiştir. Bu sonuçlar, bölgenin Eosen'de çarpışmayı bitirmiş olduğunu ve büyük bir blok olarak saatin tersi yönünde rotasyon ettiğini göstermektedir. Bölgede Miyosen ve sonrası gelişen havza oluşumuna bağlı paleomanyetik rotasyonlar veya faya bağlı blok rotasyonların varlığı bu çalışma sonucunda izlenmemiştir. Daha önceden bölgeden elde edilen Miyosen verileri göz önüne alındığında saatin tersi yönünde Üst Kretaseden günümüze elde edilen benzer miktarda rotasyonlar bu sonucu desteklemektedir.

The Marmara region is located on the Alpine Himalayan orogenic belt which experienced a active tectonic deformation. The region consists of tectonic units such as the Istanbul Zone, the Strandja Zone and the Sakarya Continent. It is reported in the previous geological studies that the Istanbul Zone began to move southwards appart from the Moesia Platform with the effect of West Blacksea Fault in the west and West Crimea Fault in the east after the the opening of the Black Sea in the Cretaceous. It is known that the Intra Pontide suture is formed after the closure of the Intra-Pontide ocean during the Early Eocene due to the collision between İstanbul zone and the Sakarya continent which moved northwards. As a result of the continental collision, the region has completed its evolution under the influence of basin formation and the emplacement of North Anatolian Fault Zone from Miocene to the present. In this thesis, Upper Cretaceous-Oligocene sedimentary and volcanic rocks at 103 sites were sampled to investigate the tectonic deformation occurred at different phases. 13 sites were not taken into account because of samples that has broken. 10 sites could not be evaluated because of unstable behaviour on the demagnetization plots. As a result of rock magnetism studies, it was shown that magnetic minerals in sedimentary and volcanic rocks are defined by titanium-rich titanomagnetite showing low coercivity, while in limestone samples, magnetization is defined by hematite showing high coercivity. As a result of anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) measurements, it was observed that most of the samples show magnetic foliation and a deformation ellipsoid which is oblate. Paleomagnetic results show counterclockwise rotation of 19.9°±10.9° for the Sakarya continent, 27.4°±11.6° for the Pontides and 15.6°±11.8° for the Strandja Zone from Eocene to present. The results indicate that the region has completed the collision in Eocene and rotated counterclockwise as a large block. Deformation due to basin development or fault bounded block rotations which developed after Miocene could not been detected in this study. Miocene paleomagnetic data from previous studies in the study area are compatible with counterclockwise rotations in Upper Cretaceous-Oligocene which shows that different blocks emplaced in the study area moved together as a single plate during Eocene-Miocene time.