Sedimentology and geochemistry of the late-holocene sediments from the sea of Marmara and its straits

Abstract

Bu çalışmada Marmara Denizi ve Boğazlardan, 7 adet sonda C6 Box, i Boomerang) ve 209 adet kepçe CDietz LafondeJ örnekleyicileri yardımıyla alınan güncel CGeç Holosen!) çekeller incelenmiştir. Bölgedeki güncel çökellerin dağılım şekilleri ve kökenlerini saptamak için çok sayıda petrografik ve kimyasal veriler elde edilmiştir. Dalga, akıntı ve/veya bentik aktivitenin etkin olduğu istanbul ve Çanakkale Boğazları ve hatta birçok yakın kıyı alanlarında, deniz tabanı ekseriyetle kum ve çakıl yönünden zengin iri taneli çökellerle kaplanmıştır. Bu çökeller değişen oranlarda terrijenik ve biyojenik karışımlardan oluşmuştur, ki bunlar bölgede hüküm süren topografya ile ilişkili olarak hidrodinamik koşullara ve biyolojik aktiviteye bağlı olmaktadır. Bu koşullar yanlızca kanallarda değil hatta boğazların kanyon sistemlerinde de görülmektedir Kanyonun ekseni boyunca çökellerin ince taneli kısımlarının denize doğru artışı bariz olarak görülmektedir. Çökellerin mikroskopik olarak incelenmesi sonucunda ekseriyetle karasal VIbileşenlerin muhtemelen kıyı erozyonu ve nehirlerin getirdiği karasal kökenli jeolojik kaynaklardan oluştuğu görülmektedir. Biyojenik bileşenler ekseriyetle farklı türdeki yumşak çal arın kavkılarından oluşmuştur. İstisnai olarak kısmen istanbul Boğazı ve Marmara girişinin yakın kıyısında, ve Akdeniz alt akıntı etkilerinin yoğun olduğu Marmara-Çanakkale ve Çanak k al e-Ege girişlerinde kalkerli mercan algleri Cbaşlıca Li thothamnium. ca.lcctrea.um, L. frxiticolusvLm. and Lithophyllum. racecrrusO çökellerinin varlığı ayrıca tesbit edilmiştir. Normal olarak çökellerdeki organik karbon miktarı CO. İO ila 2.16 % arasında değişmek t edirO, organikçe zengin Karadeniz ve organikçe fakir Akdeniz arasında bir geçiş karakterini yans 1 1 mak tadı r. Yüzde olarak kalsiyum karbonat cinsinden ifade edilen ve yüzde 2* den QO'a kadar değişen çökellerdeki toplam karbonat miktarı yaygın olarak genellikle çakıl ve kum boyutlu örneklerde kalkerli biyojenik kısımların varlığı ile ifade edilmektedir. Ağır metal konsantrasyonları çökellerin dokusunda ve litoloji sindeki belirli faklılıkları yansıttığı gibi, farklı ortam şartlarına bağlı olarak çökelme işlemleri sonrası değişiklikleride yansıtmaktadır, örneklerde bulunan Manganez VIImetalinin haricindeki diğer metallerin CFe, Ni, Zn, Cr, Co, Cu, and PbD değerleri bölgedeki mümkün olan kaynak kayaçlarla ve derin deniz örnekleri ile karşılaştırıldığında doğal seviyelerdedir. Kural dışı olmadığı halde incelenen metallerin, özellikle Boğazın Güney çıkışında bulunan Cu, Pb ve Zn, alıcı ortama endüstriyel olarak girdisini kanıtlayacak tatmin edici herhangi bir kanıtın olmadığı görülmüştür. Diyajenezin, Marmara Çukurundaki derin deniz çökellerinde bulunan manganez konsantrasyonlarındaki artışta etkin rol oynadığı görülmektedir.

Recent sediments C mainly of Late-Holocene age!) from the Sea of Marmara and its straits C'Bosphorus` and `Dardanelles `3, have been investigated using box Cat 6 stations} and boomerang corers Cat 1 station!) and grab CDietz La/ondeD sampler Cat 209 stations!). A large number of petrographic and chemical data was obtained to study the geochemistry of the modern sedimentary deposits in the region In the straits of Dardanelles and Bosphorus, as well as, in many near-coastal zones where wave, current, and/or benthic activities are effective, the sea-floor is mostly covered by the coarse-grained sediments Crich in sand and gravel!). These samples are composed of the varying proportions of ter r i genie and biogenic admixtures, depending on the prevailing topography-related hydrodynamic conditions and the biological activities. The former is best shown not only in the channels but also in the canyon systems of the IIIstraits. The seaward increase in the fine components of sediments along the downc anyon -axis is prominent. Microscopic examination of the sediments revealed that the terrigenous constituents, largely reflected the influences from the land-based geological sources, most probably delivered by river -runoff and coastal erosion. Biogenic components were mostly derived from the molluscan shell fragments of various pelecypod species. Exceptions are the occurrences of the calcareous, coralline-algal Cchiefly Lithothamniijom. c ale area-urn, L. fruticolusxtm. and Lithophyllxm racemus^) sediments particularly on the nearshore region of the Bos phor us -Mar mar a, Mar mar a -Dardanelles, and Dardanelles -Aegean Junctions, where the influences of the Mediterranean undercurrents are predominant. Organic carbon contents of the sediments CO. lO to 2.16 % org. CD normally reflect the transitional character of the Sets, of Marmara, between the organic-rich Black Sea and th© relatively organic-poor Mediterranean Sea. The fine- sediments are probably favoured for the accumulation of organic matter. Total carbonate contents of the sediments Cexpressed as % CaC03D ranging from 2 to 90 %, are widely consistent with the presence of the calcareous -biogenic fractions, usually in the sand- and gravel -size groups of the samples. IVHeavy metal concentrations reflect marked variations in the sediment texture and lithology, as well as, the changes in post -deposit i onal process in response to various environmental conditions. With the exception of Mn» the heavy metal data show that the concentrations of Fe, Ni, Zn, Cr, Co, Cu, and Pb in the samples are largely at natural levels when compared with their baseline in the deeper core sediments and their possible source rocks in the region. There is no satisfactory evidence for an anthropogenic input of the metals studied, although this can not be ruled out, especially for Cu, Pb and Zn in the southern Bosphorus exit. The role of diagenesis seems to be effective in the increased Mn concentrations from the deep-sea sediments of the Marmara Trough.