Erzincan havzasının tektonik gelişiminin paleomanyetik ve potansiyel alan verileri ile incelenmesi

Abstract

Türkiye'deki en aktif doğrultu atımlı fay zonu olan KAFZ üzerinde gelişmiş genç çökel havzalarından birisi olan Erzincan Havzası'nın özellikle kuzey kenarı üzerinde KAFZ ile yakından ilişkili Kuvaterner yaşlı volkanik çıkış merkezlerinin yer almaktadır. Bu çalışma kapsamında, onaltı tanesi kuzeyde ve biri güneyde (Molla Tepe) yüzeyleyen volkanik çıkış merkezlerindeki lavlardan paleomanyetik amaçlı örneklemeler yapılmıştır. Paleomanyetik örnekleme çalışmalarına paralel olarak, aynı zamanda bu kayaçların jeokronolojik yaşlarını saptamak amacıyla da örnek alınmıştır. Gruplandırılmış 13 ayrı koniden elde edilen deklinasyon ve inklinasyon değerleri incelendiğinde, rotasyon değerlerinin 10 ayrı konide yaklaşık 12° ile 195° arasında değişen saat yönünde bir rotasyona uğradığı; Çakrak Tepe, Yassı Tepe ve Boz Tepe konilerinin ise sırasıyla 13°, 21° ve 18° ile saatin tersi yönünde rotasyonuna uğradığı görülmektedir. Erzincan Havzası'nda 43 ayrı istasyondan alınan örneklerin paleomanyetizma sonuçları incelendiğinde, örneklerin tümünün pozitif inklinasyon değeri sunduğu dolayısıyla normal bir polarite içerdiği görülmektedir. Bu bulgu, Erzincan Havzası'ndaki genç volkanik kayaçların tümünün Bruhnes evresinde oluştuğunu göstermekte, dolayısıyla bu volkanizmanın yaşının 780 000 yıldan daha genç olması gerektiğini ifade etmektedir.Bunun yanısıra Erzincan Havzası'ndan jeokronolojik yaşlandırma amacıyla alınan 13 örnekten 40Ar/39Ar yaş verisi elde edilmiştir. Bu yaş verileri incelendiğinde 6 tanesinin paleomanyetizma verileri ile uyumlu olduğu, diğer 7 yaşlandırma sonucunun ise bu verilerle uyumlu olmadığı ve hata aralığının oldukça yüksek olduğu gözlenmektedir.Erzincan Havzası'nda yeralan genç volkanik kayaçlarda yapılan manyetik duyarlılık anizotropisi (AMS) çalışmaları da havzada yeralan volkan konilerindeki lavların akıntı yönleri ile ilgili dikkate değer sonuçlar vermiştir. Konilerdeki akıntı yönlerinin genellikle KKB yada GGD'ya doğru geliştiği gözlenmektedir. Bu akıntı yönü, konileri sınırlayan doğrultu atımlı fayların genel uzanımı ile uyumlu olup, bu volkan konilerinin fay kontrollü geliştiğine dair önemli veri sunmaktadır.Havzanın kenar kısımlarında genç çökeller içerisinde, yüzeyde jeomorfolojik ve morfotektonik belirtisi gözlenmeyen fayların olup olmadığını araştırmak amacıyla KD-GB ve K-G gidişli hatlar boyunca bazı noktalarda manyetik profiller boyunca sürekli ölçümler alınmıştır. Bu ölçümlerde dar bir aralık içerisinde manyetik anomalilerde 50 ile 2500 nT arasında değişen ani sapmalar görülmüştür. Bu noktalar bir doğru ile birleştirildiği takdirde, havzanın genel geometrisine uygun bir gidişe sahip, yüzeyde morfolojik belirti sunmayan gömülü fayların var olabileceğine işaret etmektedir. Manyetik profillerde saptanan değişimlerden başka, Erzincan Havzası'nın Bouguer Anomali Haritasından havzanın GD ucuna ait KD-GB gidişli gravite modelleri üzerinde dayk şeklinde keskin bir morfoloji gösteren bir dizi yapı saptanmıştır. Bu yapılar, yüzeyde gözlenen volkan konilerinin bulunduğu hat boyunca genişliği 0.2-2.35 km arasında değişen bir kırık zonunu işaret etmektedir.Erzincan Havzası'nın güney kenarı, kuzey kenarının aksine daha düzensiz bir geometriye sahip ve genelde K50°-80°B uzanımlı KKD ya eğimli normal faylarla sınırlıdır. Bu durum, güncel görünümü ile her iki kenarı sağ yönlü doğrultu atımlı bir fay sistemiyle tam olarak denetlenen tipik bir çek-ayır havzanın genel geometrisine uymamaktadır.

Erzincan Basin is one of the most important Quaternary basins developed along the eastern part of the North Anatolian Fault Zone. A number of Quaternary volcanic domes are associated with strike-slip faulting on the northern margin of the Erzincan Basin. Paleomagnetic sampling was carried out within these volcanic domes, sixteen of which is located in the north, one is located in the south (Molla Hill). In the meantime with the paleomagnetic sampling, geochronological sampling studies were also conducted within these domes. These volcanic cones are then grouped according to their geographical position and paleomagnetic data. When paleomagnetic declination and inclination values are studied within 13 grouped cones, it is clear that 10 cones show clockwise rotations with an amount of 12° and 195°. Although, Çakrak Hill, Yassı Hill and Boz Hill cones show anticlockwise rotations with an amount of 13°, 21° and 18° respectively. All plaoemagnetic samples collected from Erzincan Basin show positive inclination values which means the normal polarity. This finding indicate that all volcanic domes located within Erzincan Basin formed during Bruhnes chron indicating the age of volcanism is younger than 780.000 ka.On the other hand, geochronological studies within 13 samples resulted in different radiometric ages. 6 of the total samples indicate meaningful results and consistent with the paleomagnetic data. But, the remaining has large error limits and are not compatible with the paleomagetic data.AMS (Anisotropy of Magnetic Susceptibility) studies were also carried out within Quaternary volcanic rocks in the Erzincan Basin. AMS studies showed important data for the direction of lava flows. Flow directions are mostly NNW or SSE and consistent with the direction of the strike-slip faults bounding the volcanic cones in the northern margin of the basin.In the younger deposits on the margins of Erzincan Basin performed continuous measurements along magnetic profiles oriented NE-SW and N-S for determining buried faults do not show morphological indications on surface. In the magnetic anomalies performed along tehese profile observed sudden deviations between 50 and 2500 nT in a narrow range. When the points observing sudden deviations combined with a line indicate that possible buried faults do not show morphological indications on surface and corresponding with general geometry of basin. In addition deviations determined in the magnetic profiles, on the gravity models trending NE-SW direction in SE part of the basin, a sequence of dyke like structures show a sharp morphology was determined from Bouguer Anomaly Map of Erzincan Basin. These structures indicate a rupture zone differ from 0.2 to 2.35 km along volcanic cones observed on the surface.Southern margin of Erzincan Basin has got a different geometry apart from its northern margin and bounded with normal faults, N50°-80°W trending and slipping NNE. Current state of Erzincan Basin does not resemble a typical pull-apart basin geometry bounded both of margins with dextral strike-slip fault system.