Armutlu yarımadası Eosen volkaniklerinin paleomanyetizması

Abstract

ARMUTLU YARIMADASI EOSEN VOLKANİKLERİNİN PALEOMANYETİZMASI ÖZET Türkiye'de Neotektonik dönemin başlangıcı, Arap-Afrika ve Avrasya levhalarının etkileşime başladığı dönem olarak kabul edilir. Bu dönemin başlangıcıyla Anadolu levhası olarak adlandırılan levhanın, iki ayrı tektonik sınır boyunca batıya doğru hareketi görülmektedir. Bu levha sınırlarından biri Kuzey Anadolu Fayı (KAF) diğeri ise Doğu Anadolu Fayı (DAF)'dır. Kuzey Anadolu Fayı Türkiye'nin doğusundan başlayıp Yunanistan'a dek uzanan ve günümüzde de aktivitesini sürdüren önemli bir faydır. Nitekim 1999 depremleri de bunu göstermektedir. Kuzey Anadolu Fay'ı başlangıç noktası olan Karlıova'dan başlayıp neredeyse tek bir parça olarak Mudurnu vadisine dek uzanırken, bu noktadan sonra Marmara bölgesinde kuzey ve güney kollar olmak üzere iki kola ayrılır. Bu tezin çalışma bölgesi olan Armutlu Yarımadası da bu iki kolun arasında yer almaktadır. Armutlu Yarımadası'nın tektonik gelişimini aydınlatmak amacı ile günümüze değin değişik jeolojik tektonik ve paleomanyetizma çalışmaları yapılmıştır. Ancak, paleomanyetik çalışmalarda örnekleme yapılan mevkilerin çoğu Armutlu Yarımadası'na komşu alanlardadır. Dolayısıyla Armutlu Yarımadası üzerinde az sayıda paleomanyetik örneklenmiş mevki bulunmaktadır (Tatar ve diğ., (1995); Orbay ve diğ., (1996)). Paleomanyetik mevki sayışım yeterince arttırmak ve iyi bir dağılım sağlamak amacı ile bu bölgede paleomanyetik çalışma yapılmıştır. Bu tez kapsamında, 102Y032 nolu `Armutlu Yarımadası (KB Anadolu) Eosen Magmatik Kayalarının Petrolojik Evrimi ve Paleomagnetizma Özelliklerinin Araştırılması` isimli TÜBİTAK projesi kapsamında elde edilen paleomanyetik veriler (Eosen volkaniklerinden her mevkiden en az 7 karot almak üzere toplam 50 mevki) ile bölgede daha önceden yapılmış çalışmalar topluca değerlendirilmiştir. Söz konusu karot numuneler `KANTEK` paleomanyetizma laboratuvarında ölçmelere hazır hale getirildikten sonra, standart paleomanyetik yöntemler kullanılarak her mevkiye ait ortalama mıknatıslanma doğrultusu belirlenmiştir. 50 paleomanyetik mevkiden 32 'sinin güvenilir mıknatıslanmaya sahip olduğu tespit edilmiştir. Güvenilir mevkilere ait ortalama mıknatıslanma doğrultularının sapma ve eğim açıları, bölgenin tektonik hareketleri ile ilişkilendirilmeye çalışılmıştır. Armutlu Yarımadası'nın çeşitli kesimlerinde yarımadayı temsil edebilecek saat yönlü rotasyonlar elde edilmiş ve söz konusu rotasyonların ortalamasının ~26° olduğu saptanmıştır. Faylarla sınırlı alanlarda rijit blokları rotasyonu üzerine geliştirilmiş olan matematiksel modelleme Armutlu Yarımadası içinde uygulanarak test edilmiştir. Matematiksel modellemede Yarımada'yı sınırlayan faylardaki atım miktarları kullanılarak yarımadada beklenen rotasyon miktarı hesaplandığında bu değerin xı~29° olduğu görülmüştür. Böylece elde edilen paleomanyetik rotasyon miktarı ile matematiksel modelden hesap edilen değerlerin uyum içinde olduğu belirlenmiştir. Armutlu Yarımadası yukarıda belirtildiği gibi Kuzey Anadolu Fayı'nın kollan ile sınırlı bir alandır. Söz konusu fay doğrultu atımlı sağ yönlü bir fay olduğundan, bölgede saat yönlü rotasyonların beklenmesi doğaldır. Ancak bölgenin çeşitli kesimlerinde genel tektonik mekanizmaya uymayan saatin tersi yönlü rotasyonlarla da karşılaşılmıştır. Bu rotasyonların genellikle bulundukları mevkilerin civarındaki faylarla ilişkili olduğu düşünülmektedir. Armutlu Yarımadası Eosen volkaniklerinden elde edilen ortalama mıknatıslanma doğrultulan eğim açılan da değerlendirilmiştir. Bölge için beklenen manyetik eğim açısı I=~59° olup güvenilir paleomanyetik mevkilerin ortalama mıknatıslanma eğim açılarının genellikle bu değerden düşük olduğu görülmüştür. Benzer sonuçlara bölgenin hemen doğusunda yer alan Almacık Dağı'ndaki paleomanyetik çalışmalarda da rastlanmıştır. Bu bilgiler ışığında, bölgenin Eosen' den bugüne güneyden kuzeye doğru `enlemsel bir hareket` yapmış olduğu da söylenebilmektedir. xıı

THE PALAEOMAGNETISM OF THE EOCENE VOLCANICS IN ARMUTLU PENINSULA SUMMARY The beginning of the Neotectonic period in Turkey is accepted the beginning of the interaction of Arab-Africa and Eurasia plates. Since the beginning of this period, the Anatolian plate has been moving toward to west by using two different tectonic borders. These frontiers are the North Anatolian Fault (NAF) and the East Anatolian Fault (EAF) respectively. The North Anatolian Fault which is starting from eastern Turkey and continuating to Greece, continues its activity at the present time. Thus the 1999' s earthquakes proved this. The North Anatolian Fault is extending from Karlıova to Mudurnu as a mainly single strand then splays into two branches called North and South in the Marmara region. The Armutlu Peninsula which is the research area in this study is located between these two branches. Many geologic, tectonic and paleomagnetic researchs have been done to explain the tectonic evolution of the Armutlu Peninsula. The palaeomagnetic sampling sites were generally at the neighbouring areas of the Armutlu Peninsula in the palaeomagnetic experiments so there is a few palaeomagnetic sampling sites in the Armutlu Peninsula (Tatar et al., 1995; Orbay et al., 1996). This palaeomagnetic experiment has been done to obtain a good distribution of palaeomagnetic sampling sites by increasing the number of them. The data set (samples were collected 50 sites from the Eocene volcanics, there are at least 7 or more core samples for each site) which was used in this study were obtained from the TÜBİTAK' s project named `The Petrological Evolution and Palaeomagnetism of the Eocene Volcanics in Armutlu Peninsula (NW Anatolia)`. Then an overall evaluation was performed by considering the palaeomagnetic results of the previous studies. In `KANTEK` palaeomagnetism laboratory, magnetization direction were obtained for each sites after the samples prepared for the measurements by applications of standart palaeomagnetic methods. It was determined that 32 palaeomagnetic sites out of 50 have reliable magnetization. The declination and inclination of the mean magnetization direction of the reliable sites were related to the regional tectonic motions. Clockwise rotations were obtained from the different places of the Armutlu Peninsula. According to their distribution, these rotations can represent all of the peninsula. The mean magnetization direction of them is approximately 26°. A mathematical model which was devoloped for calculating the rotations of bordering faults rigid blocks was applicated to Armutlu Peninsula. When the amount of rotation was calculated according to the displacements of the bordering faults by using the mathematical model. It was obtained 29°. As it is seen, the xmrotations obtained from the palaeomagnetic study and calculated from the mathematical model are in a good agreement. As it is mentioned above, Armutlu Peninsula is located between the branches of the North Anatolian Fault. On the mentioned fault, is a right-lateral strike slip fault so a clockwise rotation is expected in the research area. However, many anti clockwise rotations were obtained in different places of the Armutlu Peninsula. These rotations may be related with the faults which are around the sites. Also the inclination angles of the Eocene volcanics in Armutlu Peninsula was interpreted. The estimating inclination angle for the region is about 59°. It is observed that the inclination angles are smaller than 59°. Same results were seen at the previous palaeomagnetic studies in the Almacik Flake which is located east of Armutlu Peninsula. According to the previous studies, we can claim that the region has a South-North movement since Eocene time. xiv