Sıcak Çermik ve yakın yöresindeki (Sivas) travertenlerin gelişimi ve aftif tektonikle ilişkisi

Abstract

-I- ÖZET Doktora Tezi Sıcak Çermik ve Yakın Yöresindeki (Sivas) Travertenlerin Gelişimi ve Aktif Tektonikle İlişkisi Bekir Levent MESCİ Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Danışman Prof. Dr. Halil GÜRSOY Bu çalışma ile Sivas Havzasında Sıcak Çermik ve yakın dolayındaki Kuvatemer yaşlı travertenlerin gelişimi ve aktif tektonikle ilişkisini ortaya çıkarmak amaçlanmıştır. Sıcak Çermik, Delikkaya ve Sarıkaya Sivas'ın yaklaşık 31 km batısında yer alan önemli sıcak su çıkış merkezleri ve traverten oluşum alanlarıdır. Morfolojik sınıflamaya göre bölgedeki travertenlerin büyük bir kısmını çatlak sırtı tipi travertenler, az oranda aşınmış traverten tabakaları ve birkaç lokasyonda ise küçük yüzlekler biçiminde teras tipi ve kanal tipi travertenler oluşturmaktadır. Travertenleri oluşturan sıcak su, kalsiyum magnezyum bikarbonatlı (karışık) tip sudur. Travertenler büyük oranda kalsit minerali içermekte olup, demir bileşenli mineraller nedeniyle kırmızımsı sarı renkte görünmektedirler. Paleomanyetik analizler, çatlak sırtı tipi travertenlerin simetrik açılma gelişim mekanizmalarını belirlemede kullanılabilecek önemli bir yöntem olduğu anlaşılmıştır. Travertenler için temel kaya niteliğinde bulunan İncesu Formasyonu kayaçlarında ve sırt tipi travertenler içerisinde gelişmiş çatlak, fay gibi yapısal unsurlar birlikte değerlendirilmiş, içerisinde sırt tipi travertenlerin geliştiği açılmaları sağlayan tektonik deformasyonun, Orta Anadolu Bindirme Kuşağı ile Sivas Geri Bindirmesinden kaynaklanan KB-GD doğrultulu sıkışmaya bağlı KD- GB yönlü açılma biçimde geliştiği sonucuna varılmıştır. Sismik yansıma kesitlerinde Sıcak Çermikte bulunan sırt tipi travertenlerin çatlak dolgu kalınlıklarının, derinlikle arttığı ve travertenlerin oluşumlarına neden-II- olan hidrotermal etkinliğin çatlak sistemleri aracılığıyla yüzeye taşındığı gözlenmiştir. U/Th yaşlandırma bulguları, bu bölgedeki traverten oluşumunun yaklaşık 400.000 yıl önce başladığını ortaya koymuştur. Uranyum serisi yaş analizleri sonucunda inceleme alanlarında yer alan sırt tipi travertenlerin yaşlarının 364.000 (+201 000/.76.ooo) »e 11.400 (±500) yıl arasında değiştiği belirlenmiştir. Sırt tipi travertenlerin genişliklerini ve yaş sonuçlarını kullanarak Sivas Havzası içinde sıkışmaya bağlı açılma hızı 0.0633 mm/yıl olarak belirlenmiştir. Sırt tipi travertenlerdeki hidrotermal etkinliğin 56.000 yıllık bir periyotta aktifleşme ve pasifleşme dönemi geçirdiği gözlenmiştir. Bu bulgulara göre, Sivas ve yakın çevresindeki hidrotermal etkinliği tetikleyen büyük bir sismotektonik etkinliğin, 56.000 yıllık tekrarlanma periyodunda yaklaşık 7.4 büyüklüğünde bir depremin oluşmasını gerektirmektedir. önceki çalışmalarda Ege Graben Sistemi içerisinde bulunan ve aktif tektonik ile ilişkisi incelenen Pamukkale (Denizli) travertenlerinin, genişlemeli tektonik rejim sonucunda oluştuğu araştırıcılar tarafından belirlenmiştir. Sivas havzasında gözlenen traverten morfolojileri ile Pamukkale'deki traverten morfolojileri büyük benzerlikler sunmaktadır. Pamukkale'deki ve Sivas havzasındaki tektonik rejimin birbirinden farklı olmasına rağmen, farklı tektonik rejimlerin denetiminde oluşan travertenlerin, tektonik açıdan incelendiği takdirde aktif tektonik çalışmalara önemli katkılar sağlayacağı görülmektedir. Aktif tektonik ile yakından ilişkisi, doğal güzelliği ve turistik çekiciliği nedeni ile Pamukkale'deki travertenler koruma altına alınmıştır. Ancak içerisinde gelişen yapıların özelliği gereği doğal jeolojik miras niteliğindeki Sıcak Çermik ve çevresindeki travertenlerin de koruma altına alınması gereklidir. Anahtar Kelimeler: Traverten, U/Th yaş yöntemi, Aktif Tektonik, Deprem, Traverten Tektoniği, Sivas Havzası, Sıcak Çermik,

-III- ABSTRACT PhD Thesis The Development of Travertine Occurences Around Sıcak Çermik (Sivas) and Their Relationships with Active Tectonics Bekir Levent MESCİ Cumhuriyet University Institute of Applied and Natural Sciences Geological Engineering Department Supervisor Prof. Halil GÜRSOY This study aims to investigate the development and relationships of Quetemary travertines in terms of active tectonics, located in the Sıcak Çermik within the Sivas Basin. Sıcak Çermik, Delikkaya and Sankaya are the important travertine fields and hot water springs, located to the 31 km west of Sivas. When the morphological classification of the travertines is considered, most of them are regarded as fissure-ridge type travertines, rarely eroded sheet type, terraced and self-built channel type travertine in a number of locations. The composition of the water forming the travertines is a mixture of Calcium magnesium bicarbonate. Travertines contain high amount of calcite minerals and observed as in yellow colour because of iron minerals. Palaeomagnetic analysis are case study in order to understand the symmetrical opening and development mechanism of fissure type travertines. Faults and fissures developed within fissure ridge type travertines and the incesu Formation are considered together and the tectonic event caused to the formation of fissure-ridge type travertines was resulted by the development of NE-SW extension associated with the NW-SE sompressional regime caused by the Central Anatolian Thrust Belt and Sivas backthrust. Fissure fills of travertine in Sıcak Çermik increase with depth in the seismic reflection profiles. Hydrothermal events were transferred on to surface along crack sytems.-IV- U/Th series age dating results indicate that the travertine deposition goes back to 400.000 year. U-series age dating yields an age of 1 1.400 (±500) to 364.000 (+201'000/-76.ooo) within fissure-ridge type tyravertines in the region. Age data and fissure width indicate 0.0633 mm/year extension rate associated with compressional regime within the Sivas Basin. Fissure-ridge type travertines are grouped for an avarege of 56.000 years periods, by the study of the opening and closing periods of fissure-ridge travertines.These results indicate the concentration of the tectonic event within or around the Sivas Basin, in another words, a seismic event with a magnitude of 7.4 for 56.000 years periods. Pamukkale travertines within the Aegean graben system are considered to be formed by extensional tectonics, documented by former studies. Morfology of the Pamukkale and Sivas travertines shows remarkable similarities. Since the tectonic regime in both region is different, the study of travertines developed in different tectonic regimes will contribute to active tectonic studies in this field. Pamukkale travertines is one of the spectacular natural heritage in the world, as well as a site for active tectonic studies. For these reasons, the area is now under protection. As shows similarities, Sıcak Çermik and its surroundings should also be protected in the same way. Keywords: Active Tectonics, Earthquake, Sivas Basin, Sıcak Çermik Travertine, Travitonics, U/Th Age Dating