Göynücek-Gediksaray kuzeyinde (GB Amasya) Ezinepazarı-Sungurlu fayı`nın neotektonik özellikleri

Abstract

ÖZET GOYNUCEK-GEDIKSARAY KUZEYİNDE (GB AMASYA) EZİNEPAZARI- SUNGURLU FAYI'NIN NEOTEKTONİK ÖZELLİKLERİ FİKRET KOÇBULUT Doktora Tezi Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Orhan TATAR 2004, 188 sayfa Bu çalışmada, Kuzey Anadolu Fay Zonu'ndan Niksar güneyinde ayrılan kollardan birisi olan ve 1939 Erzincan depremi sonucu oluşan yaklaşık 350 km uzunluğundaki yüzey kırığı içinde yer alan Ezinepazarı-Sungurlu Fay Zonu konu edilmektedir. Öncelikle bölgenin 1/25000 ölçekli jeoloji haritası yapılarak, kaya birimlerinin stratigrafık ve yapısal konumları incelenmiş ve Ezinepazarı-Sungurlu Fayı'nın bu yöredeki kinematik özellikleri ortaya çıkarılmıştır. Çalışma alanında temeli, Permo-Triyas yaşlı Turhal metamorfikleri oluşturmaktadır. Metamorfîk temel üzerinde, açılı uyumsuz olarak Neotetis'in kuzey kolunun ürünleri olan ve alt seviyelerinde kırıntılı birimlerle başlayıp üste doğru platform kireçtaşlarından oluşan Geç Jura-Erken Kretase yaşlı Ferhatkaya ve Carcurum formasyonları görülmektedir. Geç Kretase yaşlı Artova Ofıyolitli Karışığı, Neotetis okyanusu'nun kuzey kolunun kapanımıyla ilişkili olarak söz konusu birimler üzerine bindirmiştir. Lütesiyen yaşlı transgresif Çekerek formasyonu ise bu birimler üzerinde uyumsuz olarak yer almaktadır. Bu serinin üst seviyelerini ise çökelmeyle yaşıt olarak bulunan ve üç ayrı fazda gözlenen Göynücek volkanikleri oluşturur. Lütesiyen yaşlı Çekerek formasyonunu arazideki konumuna göre, Miyo-Pliyosen yaşlı olduğu düşünülen, bazaltik bileşimli Karaçağşaktepe bazaltı keser konumda yeralır. ÇalışmaII alanındaki tüm birimleri uyumsuz olarak Geç Miyosen-Pliyosen yaşlı karasal Çerkeş formasyonu örtmektedir. Bölgede, önemli bir çizgisellik olan Ezinepazarı-Sungurlu Fayı'nın neotektonik özelliklerinin belirlenmesi, bölgenin depremselliğinin daha iyi anlaşılması açısından da önem taşımaktadır. İnceleme alanında görülen faylar çoğunlukla sağ yanal doğrultu atımlı faylar şeklinde gelişmiş ve bunlar, Cayan, Koyuncu ve Gökçeli fay setleri olarak ayrı ayrı incelenmiştir. Bu fayların doğrultu atımlı sağ yönlü ve az miktarda da normal bileşeninin varlığı saptanmıştır. Bölgede, Eosen yaşlı birimlerden elde edilen fay verilerinin Carey (1979)'in sayısal analiz yöntemiyle değerlendirilmesi sonucunda, bu fayların yaklaşık olarak KD-GB doğrultulu en küçük asal gerilme ekseni (c3) yönünde açılma ve KB-GD doğrultulu en büyük asal gerilme ekseni (oı) yönünde sıkışma ekseniyle temsil edildiği görülmektedir. Bu, doğrultu atımlı ve normal fayların, KAFZ ve ESFZ'nun oluşumu sırasında gelişen faylar oldukları ve Neotektonik dönem yapılarıyla uyum sağladıkları görülmektedir. Çalışma alanında ölçülen katman ve eklem düzlemlerinden elde edilen gül ve kontur diyagramlarındaki sonuçlar bölgede, KB-GD yönünde bir sıkışmanın varlığını ortaya koymuştur. Bu sonuçlar fayların kinematik analiz sonuçlarıyla uyumluluk göstermektedir. İnceleme alanında geniş alanlarda yüzeyleyen Eosen yaşlı bazaltik lav akıntılarında paleomanyetik çalışma yapılarak, bölgedeki kabuksal defoımasyonun davranış biçimi ve tektonik rotasyon miktarı ile ilgili veriler elde edilmiştir. KAFZ'nun orta kesiminin güneyinde, splay faylarla birbirinden ayrılan bloklarda saatin tersi yönde bir rotasyonun varlığı sözkonusudur. Bu rotasyon Şengör ve Barka 1992'nin fishbone modeli ile açıklanabilir. Çalışma alanının da içerisinde bulunduğu GB-Amasya bloğu içerisindeki Eosen yaşlı volkanik kayaçlarda saatin tersi yönünde 14°'lik bir rotasyon ortaya çıkarılmıştır. GB-Amasya bloğunda ve B-Çorum bloğunda da saatin tersi yöndeki rotasyonlar olduğu bilinmektedir (Kaymakçı ve diğerleri 2003, Piper ve diğerleri 1996). Eosen yaşlı volkanik kayaçlarda ölçülen saatin tersi yöndeki rotasyon değeri bu çalışmalarda elde edilen değerler ile uyumluluk göstermektedir. Çalışma alanını da içerisine alan Landsat TM görüntüsü incelendiğinde, jeolojik açıdan en yararlı bilgiyi sağlayabilecek bantlar Crippen (1989)' a göre 7, 4 ve 1. bantlar olarak seçilmiştir. Bölgedeki jeolojik birimleri ayırtlanmasına yönelik spektral oranlama yöntemleriyle kil, karbonat ve demir oksit içeren bölgeler ortaya çıkarılmıştır. Görsel yorumlama ve görüntü işlem yöntemleri ayrı ayrı kullanılarak gerçekleştirilen çizgisellik analizi çalışmasında bölgede genel gidişlerin K50°-70°D yönlü olduğu görülmüştür.III SRTM-3 verilerinden yararlanarak bölgenin varolan tektono-morfolojik yapıları gölgelendirilmiş, yükseklik haritası ve üç boyutlu perspektif görünümleriyle değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ), Ezinepazarı-Sungurlu Fay Zonu (ESFZ), neotektonik, tektonostratigrafı, doğrultu atımlı fay, ayrılma fayı, fay kinematik analizi, paleomanyetizma, uzaktan algılama.

IV ABSTRACT NEOTECTONIC FEATURES OF THE EZİNEPAZARI-SUNGURLU FAULT IN THE NORTHERN PART OF GÖYNÜCEK-GEDİKSARAY REGION (SW AMASYA) FİKRET KOÇBULUT PhD Thesis Cumhuriyet University Institute of Natural Sciences Geological Engineering Department Supervisor: Prof. Dr. Orhan TATAR 2004, 188 pages This study aims to investigate the Ezinepazan-Sungurlu Fault Zone which diverses from the North Anatolian Fault Zone in the southern margin of the Niksar basin and lies 350 km. 1/25000 scaled geological map of the region was made and stratigraphical, kinematic and structural characteristics of the area was studied. Basement of the area is represented by Permo-Triassic metamorphics. These units are unconformably overlain by Upper Jurassic-Lower Cretaceous Ferhatkaya formation which conmorises of platform carbonates with and angular unconformity which is regarded as the product of the northern margin of the Neotethyan ocean. Upper Cretaceous Artova ophiolitic complex obducted onto these units associated with the closure of the Neotethys. Transgressive Lutetian Çekerek formation rests on these units unconformably. Upper parts of these units are represented by Göynücek volcanics. These volcanics have three eruption phases. Lutetian Çekerek formation is cut by the Karaçağşaktepe basalt in the field and all units are unconformably covered by Upper Miocene-Pliocene continental Çerkeş formation. Detail investigation of the neotectonic characteristics of the Ezinepazan-Sungurlu Fault Zone is also important to the better understanding of the seismotectonics of the region. Tectonic structures in the area are mainly right-lateral strike-slip faults andV divided into 3 different fault sets namely Cayan, Koyuncu and Gökçeli fault sets. These faults sets regarded as right-lateral strike-slip faults with a few normal component. Kinematic analyses was carried out mainly within Eocene units using Carey (1979) numerical analyses method and the results show that these faults indicate NE-SW extension (o3) and NW-SE compression (oi) axis. These results show the relationship with the initiation of NAFZ and ESFZ is consistent with the neotectonic structures. Study of bedding and crack analyses is also consistent with the kinematic analyses results. Palaeomagnetic studies was carried out within Eocene lava flows and some important results on the crustal deformation behaviour and the amount of the tectonic block rotations were observed. In a regional scale, a counter-clockwise rotations are clear within blocks bounded by the strike-slip faults branching from the North Anatolian Fault Zone as a splay fault. These rotation suits to fishbone model of Şengör and Barka (1992). A counter-clockwise rotation with an amount of 14° was determined within SW Amasya block including the study area. To the west of this block around the Çorum regions, similar rotations were also reported by (Piper et al. 1996, Kaymakçı et al. 2003). In this study, 7,4 and 1 Landsat TM bands have been choosed optimum RGB band combination geologically according to Crippen (1989). Spectral ratioing methods, which was aimed to derive clay, carbonate and iron contents in lithological units, were realized with the aid of image processing methods. Detailed lineament analyses were performed to determine orientations of structural features of the study area using visual interpretation and image procedures. These analyses show that the general structural trends are in roughly N 50°-70° E. Furthermore, SRTM-3 digital elevation data was used to evaluate the region structurally using shaded relief maps and three dimensional perspective modes. Keywords: North Anatolian Fault Zone (NAFZ), Ezinepazan-Sungurlu Fault Zone (ESFZ), neotectonic, tectonostratigraphy, strike-slip fault, splay fault, fault kinematic analysis, palaeomagnetic, remote sensing.