Savcun ve Karacaören (Ulaş-Sivas) yörelerinde Sivas Tersiyer Havzasının tektonostratigrafisi, tektonik deformasyon biçimi ve sayısal görüntü işlem yöntemleriyle incelenmesi

Abstract

VII ÖZET Doktora Tezi SAVCUN VE KARACAÖREN (ULAŞ-SİVAS) YÖRELERİNDE SİVAS TERSİYER HAVZASININ TEKTONOSTRATİGRAFİSİ, TEKTONİK DEFORMASYON BİÇİMİ VE SAYISAL GÖRÜNTÜ İŞLEM YÖNTEMLERİYLE İNCELENMESİ KAAN ŞEVKİ KAVAK Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof.Dr. Selim İNAN Bu tez çalışmasıyla, Sivas Havzası' nın güney kenarında bulunan Savcun ve Karacaören yörelerinde yüzeyleyen birimlerin ayrıntılı jeolojik incelemeleri gerçekleştirilerek bu bölgelerin tektonostratigrafisi ve tektonik deformasyon biçimi ortaya konmuş ve sözü edilen yöreleri içine alan ve uzaktan algılama yöntemleriyle elde edilen Landsat MSS ve SPOT XS uydu görüntülerine sayısal görüntü işlemleri uygulanarak jeolojik açıdan analiz edilmiştir.VIII Birbirine bir hayli yakın olmalarına rağmen tektonostratigrafik açıdan farklılıklar sunan bu iki bölgeden Karacaören yöresinde temeli Üst Kretase yaşlı olan ve melanj niteliği taşıyan Divriği ofiyolitli karışığı oluşturmaktadır. Bu temel üzerine Üst Maestrihtiyen-Paleosen aralığında çökelen ve birbirleriyle yanal geçişli olan Tecer ve Yağmurluseki formasyonları uyumsuzlukla gelir. İnceleme alanında Alt-Orta Eosen yaşlı Bozbel formasyonuna ait birimler bu birimleri yine uyumsuzlukla üzerler. Oligosen'de iki ayrı alt havza olarak gelişim gösteren bölgede bu dönemde ilk olarak Selimiye formasyonu daha sonra ise evaporitik çökellerden oluşan Hafik formasyonu alttaki birimler üzerine uyumsuz olarak çökelmişlerdir. Bölgede Alt Miyosen' de ilk önce Ağılkaya formasyonuna ait Boynuzözü üyesi daha sonra İse Karacaören formasyonuna ait birimler Oligosen yaşlı Selimiye formasyonuna ait birimler üzerinde bariz bir açılı uyumsuzlukla yeralırlar. İnceleme alanının en genç birimlerini Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı İncesu formasyonuna ait birimlerle birlikte Kuvaterner yaşlı alüvyonlar ve yamaç molozları oluşturur. Karacaören yöresi, tektonik açıdan; bölgenin en önemli yükseltilerinden birisi olan ve güneyden kuzeye doğru tektonik olarak taşındığı daha önceki çalışmalarla saptanan Tecer Dağlan'rın kuzeyine düşmesi nedeniyle KKB-GGD yönlü sıkıştırmanın ürünlerini saklar. Özellikle DKD-BGB yönlü kıvrım eksenleri ve bindirme faylarının yanında bölgeden toplanan katman ve eklem ölçümleri bu durumu kanıtlamaktadır. İnceleme alanında kinematik analiz amacıyla toplanan mesozkobik fay ölçüm verilerinin sonuçlan da aynı yönde paralellik göstermektedir. İnceleme alanının ikinci kısmını oluşturan ve diğerine göre daha batıda yer alan Savcun yöresindeki stratigrafik ilişkilerin çok daha kanşık olması nedeniyle bölgedeki stratigrafik sıralanım bindirme tektoniği kavramı çerçevesinde verilmiştir. Dekolman seviye olarak gelişebilmeleri diğer birimlere göre çok daha kolay olan ve inceleme alanında hemen hemen tüm dokanaklan tektonik olarak gözlenen evaporitik çökeller bölgede oldukça geniş yüzlekler vermektedir.IX Bindirme tektoniğine bağlı olarak birbirinden farklı 4 bindirme örtüsü şeklinde ayırtlanan bölgede ana bindirme faylarını sırasıyla Karapınar, Yeniapardı ve Yukanadaköy bindirmeleri oluşturur. Aynı zamanda üzerinde bulunan stratigrafik örtüye de adını veren bu bindirme faylarından en önde olanını Poisspn ve diğ., (1992) tarafından tanımlanan ve bir geri bindirme niteliği taşıyan Sivas bindirmesi inceleme alanının yakın kuzeyinde gözlenir. Apa bindirme örtüsü olarak adlanan kütleyi tabanda yer alan Alt Miyosen yaşlı Apa ve üzerinde uyumsuz olarak bulunan Orta Miyosen yaşlı Karatepe volkanitleri oluşturur. Bu birimler üzerine tektonik dokanakla gelen ve Karapınar Bindirmesi olarak adlanan bindirmenin örtüsünü ise sırasıyla Oligosen yaşlı Hafik formasyonuna ait evaporitik çökellerle onun üzerine uyumsuz olarak gelen Tatlıcak formasyonuna ait birimler oluşturur. Alt-Orta Miyosen yaşlı olan ve bu çalışmada ilk kez Çaybaşı, Höyüklü ve Savcun olmak üzere üç üyeye ayrılan Tatlıcak formasyonu güneyden Yeniapardı bindirmesi tarafından tektonik olarak sınırlanır. İnceleme alanının orta ve güney kesimlerinde iki ayrı seviye olarak gözlenen Yeniapardı bindirmesinin kuzeydeki bölümü tektonik açıdan bir klip görünümünde olup bindirmenin tabanını oluşturan Oligosen yaşlı Hafik formasyonuna ait evaporitik çökellerin kuzey ve güney sınırlan alttaki birimler üzerinde tektonik olarak yer almaktadır. Yeniapardı bindirmesinin güneyde kalan parçası üzerinde bindirme örtüsü konumundaki birimleri sırasıyla Üst Oligosen yaşlı Emirhan formasyonu ve Oligosen yaşlı Hafik formasyonuna ait evaporitik çökeller oluşturmaktadır. Bölgenin en güneyinde bulunan ve Oligosen yaşlı Hafik formasyonuna ait evaporitik çökeller üzerine tektonik dokanakla. gelen Yukanadaköy bindirmesi üzerindeki örtüyü Alt-Orta Eosen yaşlı Bozbel formasyonuna ait birimler oluşturmaktadır. Bölgede bu birimlerin de üzerinde yine tektonik dokanakla Oligosen yaşlı Hafik formasyonuna ait birimler yeralır. İnceleme alanının bu kesiminden toplanan mesozkobik ölçekteki fay ölçümleri kinematik anaİiz yöntemlerinden Carey yöntemiyle değerlendirilmiştir. Bu değerlendirme sonucunda bölgede en küçük asal gerilme ekseninin düşey durumdabulunduğu ve genel olarak KKB-GGD yönünde bir sıkışmanın egemen olduğu saptanmıştır. Bu sıkışmayla uyumlu olarak bölgede doğrultu atımlı faylanmaların yanında az da olsa KKD-GGB yönlü kıvrım eksenlerinin varlığı ortaya çıkarılmıştır. Bu tez çalışmasının ikinci bölümünde, inceleme alanının her iki bölümünü kapsayan ve uzaktan algılama yöntemleriyle elde edilen Landsat MS S ve SPOT XS görüntülerine ayrı ayrı olmak üzere, yapılan çalışmanın amacına uygun olarak sayısal görüntü işlemlerinden sırasıyla kenar zenginleştirme, yönlü zenginleştirme, eşit yayılımlı zenginleştirme ve ortalama filtreleme işlemleri uygulanmış ve sahadaki jeolojik sınırların doğruluğunun yanısıra varolan çizgisellikler de ortaya çıkarılmış ve kontrol edilmiştir. Anahtar kelimeler: Sivas Havzası, Tersiyer, Türkiye, güney kenar, tektonostratigrafi, uzaktan algılama, Landsat MSS, SPOT XS, sayısal görüntü işlemleri

XI ABSTRACT PhD Thesis THE TECTONOSTRATTGRAPHY, TECTONIC DEFORMATION STYLE OF SIVAS TERTIARY BASIN AROUND SAVCUN AND KARACAÖREN (ULAŞ-SİVAS) AREAS AND ITS STUDY WITH DIGITAL ÎMAGE PROCESSING METHODS Kaan Şevki KAVAK Cumhuriyet University Institute of Applied and Natural Sciences Geological Engineering Department Supervisor: Prof.Dr. Selim İNAN In this study, detailed geological investigations of rock units located in southern margin of Sivas Basin around the Savcun and Karacaören regions were carried out in order to determine the tectonostratigraphic features and tectonic deformation style of the basin. The Landsat MSS and SPOT XS satellite imageries obtained with the remote sensing methods covering the study area are used to determine the geologic features of the region by using digital image processing methods. The basement of the Karacaören region represents differences in tectonostratigraphy from the other region is made up from Upper Cretaceous Divriği ophiolitic melange. Upper Maastrichtian-PaleoceneTecer and Yağmurluseki formations showing lateral and vertical facies changes with each otherXII unconformably overlie the basement. These sedimentary units are overlain by Lower-Middle Eocene Bozbel formation. Two subbasins were developed in the region during Oligocene time. First the Selimiye formation followed by evaporitic Hafik formations overlie the older units. Boynuzözü member of Ağılkaya formation during Lower Miocene and Karacaören formation rest on the Oligocene Selimiye formation with an angular unconformity. The youngest units of the study area are represented by the Upper Miocene-Pliocene İncesu formation and Quaternary alluvium and slope deposits. Karacaören region is located on north of Tecer Mountains which are one of the biggest peak in study area, and it is determined by previous work that Tecer Mountains moved tectonically from south to north hides evidences of NNW-SSE oriented compression. The measurements of bedding and joint planes taken from the study area prove exist compression. Morover, the results of mesozcobic fault measurements data for kinematic analyses support existence of same compression system. Savcun area is second part of this study and located on westward of Karacaören. The reason of existence of tectonic complexity, stratigraphic relations have been given on the concept of thrust tectonics. Evaporitic sediments, which can easily form as a decollement unit and has tectonic contact with all other units are outcropping vast areas in this study region. Four different thrust sheets have distinguished in study area and main thrust faults named as Karapmar, Yeniapardi and Yukanadaköy. Sivas Thrust is defined as a backthrust (Poisson et al., 1992) and located north of the study area. Lower Miocene Apa formation constitutes the bottom of the Apa thrust sheet and unconformably overlies by Middle Miocene Karatepe volcanites. All of the above units tectonically overlain by Karapmar thrust. The sheet of this thrust composed of Oligocene Hafik formation and unconformably overlain by the Tathcak formation. Lower-Middle Miocene Tathcak formation has been distinguish into three different members such as Çaybaşı, Höyüklü and Savcun. All of these members overlie by Yeniapardi thrust.XIII Yeniapardı thrust observed two different levels in central and southern part of investigated area. Northern part of this thrust is defined as a klippe and Oligocene evaporitic Hafik formation is made up of lowermost part of this thrust sheet. Southern and northern contacts of that klippe tectonically overlain the other units. On the southern part of Yeniapardı thrust sheet composed of Upper Oligocene Emirhan formation and Hafik formation respectively. The evaporitic sediments of Oligocene Hafik formation in the most southern edge of the study area tectonically overlies by Yukanadaköy thrust, which overlies by units belonging to Lower-Middle Eocene aged Bozbel formation. All above units tectonically overlies by units which, are part of the Oligocene aged Hafik formation. Carey method is one of the kinematic analyses methods, and has been used on evaluation of measurements which were taken from faults by mesozcobic scale in the study area. By this study, it has been determined that minimum stress is in vertical direction and there is compressing dominantly in NNW-SSE strike. Under the above stress regime a few folds have been determined in the strike of NNE- SSW with strike slip faults, which are compatible to stress direction. The second part of this thesis deals with Landsat MSS and SPOT XS imageries of study area. On these imageries, edge enhancement, directional gradient enhancement, histogram equalized enhancement and median filtering have been used to check the formation boundaries and structural features as well as derive new structural lines. Keywords: Sivas Basin, Tertiary, Turkey, southern boundary, tectonostratigraphy, remote sensing, Landsat MSS, SPOT XS, digital image processing