TÜRKİYE DEKİ OFİYOLİTLERLE İLGİLİ BULGULARIN CBS-VERİ TABANINDA TOPLANMASI

Transkript

1 TÜRKİYE DEKİ OFİYOLİTLERLE İLGİLİ BULGULARIN CBS-VERİ TABANINDA TOPLANMASI Ender Sarıfakıoğlu 1, Mustafa Sevin 1, Saadet Potoğlu 1, Engin Öncü Sümer, Erol Timur 1 1 Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etütleri Dairesi, Ankara, esarifakioglu@mta.gov.tr ÖZET Alp-Himalaya-Tibet dağoluşum kuşağı üzerinde bulunan Türkiye, birçok tektonik birlik ve bunlar arasında yer alan ofiyolitlerden oluşur. Bu ofiyolitlerin içyapılarını, stratigrafik dizilimlerini, kimyasal özelliklerini ve tektonik gelişmeleri ile ilgili olarak yerleşim ve oluşum yaşını anlamak amacı ile yapılan çalışmalar, bu birliklerin ve ofiyolitlerin günümüze kadar geçirdiği jeodinamik evriminin anlaşılmasında çok önemli rol oynar. Ülkemizdeki ofiyolitler, başlıca dört kenet zon bazında sınıflandırılmıştır. Bunlar, kuzeyden güneye İç-Pontid Kenet Zonu (İPKZ), İzmir-Ankara-Erzincan Kenet Zonu (İAEKZ), İç-Torid Kenet Zonu (İTKZ) ve Bitlis-Zagros Kenet Zonu (BZKZ) da bununan ofiyolit dilimleridir. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü (MTA), Jeoloji Etütleri Dairesi nde, 2009 yılında başlayan Türkiye Ofiyolit Envanteri projesi ile tanımlanan ve derlenen bilgiler, birbirleri ile ilişkilendirilebilmesi amacıyla, sayısal veri tabanı mantığı içinde Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) standartlarında biraraya getirilmiştir. Ofiyolitle ilgili verileri sayısal ortama aktarılmasında başta ofiyolit adı olmak üzere, tüm bilgiler (litolojisi, paleontolojik yaş, radyometrik yaş, jeokimya, cevherleşme) veri tabanında öznitelik tablolarına aktarılmıştır. Veri tabanında ofiyolitlerin özelliklerini gösteren katmanlar yaratılmış ve bunlar: ofiyolit_simge, ofiyolit_adı, litoloji, paleontolojik yaş, radyometrik yaş ve cevreleşme olarak isimlendirilmiştir. Ofiyolitlerin adlandırılması için en önemli kriterlerden birisi de ofiyolitlerin jeokimyasal özelliklerinin belirlenmesidir. Yapılan arazi çalışmaları ile mekânsal konumları belirli ofiyolit kayalarından alınan örneklerin jeokimyasal özelliklerinin bilinmesi amacı ile analiz yapılmaktadır. Bu jeokimyasal analizlerle, kayanın majör ve iz element sonuçları elde edilmektedir. Bu veriler de Türkiye Ofiyolit Veri Tabanına CBS tabanlı yazılımlar kullanılarak aktarılmaktadır. Ofiyolit_simge olarak ofs (epi-ofiyolitik sedimanter kayalar), ofb (masif-yastık bazaltlar), ofd (levha diyabaz dayklar), ofgb (gabroyik plütonlar), ofgr (plajiyogranitler), ofkü (kümülat kayalar), ofp (üst manto peridotitleri) vb. kullanılmıştır. Diğer ofiyolit katmanlarına ait bilgileri, bu proje kapsamında arazi-laboratuvar çalışmalarından ve Türkiye deki farklı kurum, kuruluş ve üniversitelerdeki araştırıcıların hazırladığı rapor-makale çalışmalarının derlenmesi ile oluşturulmuştur. Türkiye Ofiyolit Veri Tabanı çalışmaları, 1995 yılında MTA tarafından başlatılan Türkiye Jeoloji Veri Tabanı (TJVT) projesinin bir parçasıdır. Avrupa Birliği Konumsal Veri Altyapısı (INSPIRE) ve Türkiye Ulusal Coğrafi Bilgi Sistemleri Altyapısı kurulumu (TUCBS-A) kapsamında belirlenen standartlar çerçevesinde tasarlanmış ve kurumlar arası kullanıma uygun bir şekilde düzenlenmiştir. Bu kapsamda kurumların görev ve sorumluluk alanları belirlenmiş, jeoloji, deniz jeolojisi, doğal afetler, enerji ve mineral kaynakları ana temaları ile ilgili bilgilerin ve meta verinin CBS standartlarında hazırlama görevi MTA Genel Müdürlüğü ne verilmiştir. Türkiye Ofiyolit Veri Tabanının hazırlanması da bu görevler arasında yer almaktadır. Bu veri tabanı çalışması, özellikle madencilik, sanayi ve enerji sektörü, tıbbi jeoloji, mühendislik altyapısı hizmetleri gibi farklı araştırmacı, kamu ve özel sektör çalışanına hizmet verecektir. Ayrıca, veri tabanı çalışmaları sonucunda farklı ölçeklerde ve temalarda haritalar hazırlanacaktır. Öncelikli olarak 1/ ölçekli Türkiye Ofiyolit Haritası hazırlanması planlanmaktadır. Anahtar Sözcükler: Jeoloji, Ofiyolit, Harita Üretimi, Coğrafi Veri Tabanı, Coğrafi Veri Altyapısı-Standartları, ABSTRACT THE COLLECTION OF THE FINDINGS RELATED THE TURKEY OPHIOLITES ON GIS-DATABASE Turkey, in Alp-Himalaya-Tibet orogenic belt, contains alots tectonic units and ophiolitic rocks among them. The studies related inner structure, stratigraphical sequence, chemical features and tectonic evolution of ophiolitic rocks because of determination of their ages of emplacement and formation is very important to propound the geodynamic evolution of tectonic units and ophiolites. The ophiolites in Turkey are mainly classified in four suture zones. These are Intra-Pontide Suture Zone (IPSZ), Izmir-Ankara-Erzincan Suture Zone (IAESZ), Inner-Tauride Suture Zone (ITSZ) and Bitlis-Zagros Suture Zone (BZSZ) from North to South. The information gathered from the MTA project as named by Ophiolite Inventory of Turkey is collect together in digital data base of Geographic Information Systems (GIS). All data about the ophiolites (lithology, paleontology, radiometric age, geochemistry, mineralization) transferred to the database attribute tables. The layers showing properties of the ophiolites are created in the database: ophiolite_symbol, Ophiolite_name, lithology, paleontology, radiometric age and ore deposits. One of the most important criteria for naming ophiolites to determine the geochemical properties of them. Major and trace element contents of the ophiolitic rocks are obtained by geochemical analyses. These data are transferred to Turkiye Ophiolite Database using GIS-based software. As ophiolite_symbols, ofs (epi-ophiolitic sedimentary rocks), ofb (massive-pillow basalts), ofd (sheeted diabase dykes), ofgb(gabbroic plutons), ofgr (plagiogranites), ofku (cumulate rocks), ofp(mantle peridotites) are used. More information about the layers of ophiolites were prepared by field-laboratory studies of this project, reports of institutions, and researchers articles in universities.

2 Turkey Ophiolite Database is a part of the project named by Turkey Geology Database (TJVT) initiated by MTA in European Union Spatial Data Infrastructure (INSPIRE), and Turkey s National Geographic Information Systems Infrastructure installation (TUCBS-A) under the framework of the standards are designed and arranged in a way suitable for use in inter-agency. The task of preparing in GIS metadata standards of the information about geology, marine geology, natural disasters, energy and mineral resources are given to MTA. The preparation of Turkey Ophiolite Database is one of these tasks. This database work will serve the public and private sector employees in mining, industry and energy sectors, medical geology and engineering infrastructure services. In addition, as a result of database works, maps of different scales and themes will be prepared. As a priority, 1/ scaled Turkey Ophiolite Map is planned to prepare. Key words: Geology, Ophiolite, Map Production, Geodatabase, Geographic Data Infrastructure-Standards 1. ARAZİDE OFİYOLİTLERLE İLGİLİ VERİLERİN DERLENMESİ 1.1. Ofiyolit Tanımı Yer tarihinde okyanusal litosferin kalıntıları olan ofiyolitler, yer biliminde teorilerin ve hipotezlerin oluşturulmasında, bunların test edilmesinde ve formüle edilmesinde önemli bir bileşendir. Yaklaşık 200 yıldan beri ofiyolit kavramı ile ilgili devam eden bilimsel çalışmalara, Gustav Steinmann ın Steinmann üçlüsü olarak bilinen kaya topluluğu yeni bir boyut getirmiştir (Steinmann, 1927). Bu ofiyolitik kayalar, başlıca peridotit (serpantinit), gabro-diyabaz ve derin denizel sedimanter kayaçlarla (çört, çamurtaşı, pelajik kireçtaşı) birlikte gözlenen spilitlerdir (gaz boşluklu, albitleşmiş bazaltik masif-yastık lavlar) (Şekil 1). Şekil 1: Ofiyoliti tanımlayan Steinmann üçlüsü (Coleman, 1977 den) Okyanusal kabuk-ofiyolit üzerindeki bu çalışmalar, GSA (Geological Society of America) nın Eylül-1972 de, ofiyolitlerle ilgili uluslararası Penrose Konferansını tetiklemiştir. Konferansa katılanlar, Amerika Birleşik Devletlerin batı tarafındaki ofiyolitleri gezmişler ve ofiyolit tanımı üzerinde ortak görüşe varmışlardır (Anonymous, 1972). Penrose ofiyolit tanımı, ideal/tam bir okyanusal kabuğun katmanlı kek pseudostratigrafisini tariflemiştir. Eksiksiz bir ofiyolit istifinde aşağıdan yukarıya doğru gözlenen kaya tipleri (Şekil 2):

3 Şekil 2: Ofiyolit istifinde gözlenen kaya tipleri (Anonymous, 1972) - Ultramafik kompleks, tektonit peridotitler ile temsil edilirler. Başlıca mineralleri olivin ve ortopiroksen olan harzburjit, hemen hemen tamamen olivinden oluşan dunit ile hem olivin hem de orto- ve klinopiroksenli lerzolitleri içerir. Peridotitler, genellikle metamorfik tektonik fabrikli olup değişik derecelerde serpantinleşmeye uğramıştır (Şekil 3). Şekil 3: Ofiyolit istifine ait kısmen ya da tamamen serpantinleşmiş peridotitler a) Kızıldağ (Hatay) ofiyolitinin harzburjitleri, b) Dağküplü (Eskişehir) ofiyolitindeki peridotitlerde gözlenen harzburjit(hrz)-dunit (du) ardalanması - Ultramafik-mafik kümülat kesimde, kümülat dunit, verlit-gabro ve/veya vebsterit/piroksenit ardalanması yer alır. Kümülat gabroyik kayalar (olivin gabro, troktolit, gabronorit), bazen katmanlı ya da laminalı yapılar sunar. Koyu/mafik minerallerden oluşmuş seviyelerle açık/felsik renkli minerallerden oluşan seviyeler ardalı olarak gözlenir (Şekil 4). Şekil 4: a) Kümülat peridotitler (Orhaneli-Bursa ofiyoliti), b) Laminalı gabrolar (Refahiye-Erzincan ofiyoliti).

4 - İsotropik/Masif gabrolar ve levha dayk komplekste masif, plutonik gabrolar, üstte doğru diyabaz dayk kompleksine geçer. Dayklar ile gabrolar arasındaki dokanak, düzensiz ve giriktir. Dayk-gabro dokanağında birbirini farklı yönlerde kesen mafik dayk-lökokratik plajiyogranit damarları bulunur. Ender olarak küçük plajiyogranit plütonları da gözlenir. Ofiyolit istifindeki levha dayk kompleksi, okyanus tabanında vuku bulmuş gerilme ortamının kanıtıdır. Mafik plütonlar ve dayklar, genellikle yeşilşist ve amfibolit fasiyesi koşullarında okyanus tabanı metamorfizmasına maruz kalmışlardır (Şekil 5). Şekil 5: a) Eldivan (Çankırı) ofiyolitindeki plajiyogranit damarı tarafından kesilen izotropik gabrolar, b) Yusufeli (Artvin) ofiyolitindeki levha diyabaz daykları. - Mafik volkanik kompleks, genellikle yastık yapılıdır. Yastıklar, denizaltında akan lavın soğuk denizsuyu ile temasından (chilling) meydana gelmektedir. Levha dayk kompleksindeki dayklar tarafından beslenir. Yastık lavların denizsuyu ile reaksiyonu sonucunda zeolit fasiyesinde metamorfizma gerçekleşir. Bazaltlar çoğunlukla spilitleşmiştir (Şekil 6). Şekil 6: Eldivan (Çankırı) ofiyolitindeki yastık yapılı bazaltlar (a,b). - Derin denizel çökel kayalar, masif-yastık yapılı bazaltik kayaların üzerindeki sedimanter bölüm, tipik olarak Fe-Mn bakımından zengin çamurtaşlarını (umber), başlıca demir (hematit, götit vb) içeren çamurları (ochre) ve oozeleri (mikroorganizmaların karbonatlı veya silisli kabuklarından oluşan okyanus tabanındaki çamurlar, radyolaritler), ribbonçörtleri, ince şeyl tabakalarını ve çok az kireçtaşlarını içerir (Şekil 7).

5 Şekil 7: Eldivan (Çankırı) ofiyolitindeki a) radyolaryalı çamurtaşları ve çörtler b) tektonik deformasyondan dolayı kıvrımlanmış pelajik kireçtaşı (kçt) ve çört (çrt) ardalanması Arazide, yukarıda verilen ofiyolit istifine ait litolojik birimler arasındaki dokanak, genellikle faylıdır. Tüm ofiyolitik birimler gözlenmeyebilir. Tamamlanmamış ofiyolit dizisi, eksikli ofiyolit istifi, terslenmiş bir ofiyolit istifi ya da metamorfize olmuş ofiyolit olabilir. Bununla birlikte, ofiyolit dizisinin eksikli olması, bugünkü konumunu alırken geçirdiği tektonik süreçlerden kaynaklandığı gibi oluştuğu jeodinamik ortamla da ilişkili olabilir. Penrose ofiyolit tanımında ofiyolitlerin oluşum ve yerleşme mekanizmaları ile ilgili açıklama yapılmamıştır Türkiye deki Ofiyolitler Türkiye, ofiyolitik kaya birimlerinin en bol yüzeyleme verdiği ülkelerden biridir. Bu nedenle, Türkiye nin jeodinamik evriminin anlaşılmasında ofiyolitik kayaların jeolojik özelliklerinin belirlenmesi ve tektomagmatik oluşum ortamlarının ortaya konması gerekmektedir. Bu çalışmada, kuzeyden güneye İç-Pontid Kenet Zonu (İPKZ), İzmir-Ankara-Erzincan Kenet Zonu (İAEKZ), İç-Torid Kenet Zonu (İTKZ) ve Bitlis-Zagros Kenet Zonu (BZKZ) da bulunan ofiyolit dilimleri incelenmiş ve elde edilen veriler CBS tabanlı yazılımlar kullanılarak Veri Tabanına aktarılmıştır (Şekil 8). Bu kenet zonlarında bulunan ofiyolitlerin bir kısmının arazi çalışmaları yapılmış, diğerleri ile ilgili bilgiler ise makale ve raporlardan derlenmiştir. Arazide, ofiyolit istiflerine ait ultrabazik-bazik kayaların ve derin denizel çökellerin dağılımları jeolojik haritalara işlenmiş ve kaya örnekleri alınmıştır. Arazide incelenen ofiyolit istiflerinin birkaçında (örn. Kızıldağ/Hatay ofiyoliti) Penrose konferansında kabul edilen ideal ofiyolit istifi izlenebilmiştir. Ofiyolitik kayaçlarla ilişkili çalıştırılan veya terk edilmiş cevher yataklarının yerleri, haritada belirtilmiştir i İ z m İstanbul İç Bursa r KARADENİZ - A Kütahya - Pontid n ra Eskişehir k a Kenet Zonu Ankara Kastamonu - r Kırşehir Masifi Pontidler E a z i n c n K e n e t Z o n u Erzincan Anatolid-Torid Platformu N EGE DENİZİ İzmir Konya İç - Torid Kenet Zonu B t l i i - s Z a g r o s Adıyaman K e n et Z o n u Arap Platformu Hatay 300 km 36 AKDENİZ Şekil 8: Türkiye deki kenet kuşaklarının dağılımı (Okay ve Tüysüz, 1999)

6 Araziden alınan kaya örneklerinin petrografik-jeokimyasal analizleri ve jeokronolojik tayinleri için laboratuvar çalışmaları yürütülmüştür. Okyanusal litosferi temsil eden ofiyolitlerin oluşum mekanizmaları, petrokimyasal analizlerden (mineralojik bileşimleri, majör-iz-nadir toprak element içerikleri) elde edilen verilerle irdelenmiş, paleontolojik (fosil içerikleri) ve radyometrik yöntemlerle ( 40 Ar/ 39 Ar, U-Pb, K-Ar) ofiyolitik istifler yaşlandırılmıştır. Bu veriler, Anadolu Plakasının jeodinamik evrimine ışık tutması açısından önemlidir. 2. TÜRKİYE OFİYOLİT VERİ TABANININ HAZIRLANMASI Bu proje kapsamında derlenen veriler ve önceki araştırıcıların hazırladığı rapor-makalelerden alınan bilgiler için ARCGIS 9 programında veri tabanı hazırlanmıştır. Arc Map programında veri tabanına ofiyolitlerin özelliklerini gösteren katmanlar açılmıştır. Bunlar: ofiyolit_simge, ofiyolit_adı, litoloji, paleontolojik yaş, radyometrik yaş ve cevreleşme dir. Ofiyolitlerin jeokimyasal özellikleri de exel programında hazırlanmıştır. Bu veriler, Arc Map programına hyperlink ile bağlanmıştır. Bu katmanlardan ofiyolit_simge; ofds (derin denizel çökeller), ofs (epi-ofiyolitik sedimanter kayalar), ofb (masif-yastık bazaltlar), ofd (levha diyabaz dayklar), ofgd (gabro,diyabaz), ofgr (plajiyogranitler), ofgb (gabroyik plütonlar), ofkü (kümülatlar), ofp (üst manto peridotitleri), ofm (ofiyolitik mélanj), ofmt (metaofiyolit), ofom (olistostromal mélanj), oftm (taban metamorfitleri) olarak verilmiştir (Şekil 9). Bu ofiyolitik birimler magmatik yay volkanitleri, denizaltı tepesi volkanitleri ve Üst Kretase granitleri ile ilişkili olduğundan bu kayalar da sırasıyla mav, smv ve gr simgesiyle veri tabanına girilmiştir. Diğer ofiyolit katmanlarına ait bilgileri, bu proje kapsamında arazi-laboratuvar çalışmalarından ve Türkiye deki farklı kurum, kuruluş ve üniversitelerdeki araştırıcıların hazırladığı rapor-makale çalışmalarının derlenmesi ile oluşturulmuştur. Bu veri tabanı çalışmaları sonucunda 1/ ölçekli Türkiye Ofiyolit Haritası hazırlanmıştır. Şekil 9: a) Ofiyolitlere ait kaya birimleri ve bunlara ait radyometrik yaş bilgilerin veri tabanında gösterimi, b) Ofiyolitik mélanjdaki derin denizel çökel kaya bloklarına ait paleontolojik yaş bilgilerin veri tabanında gösterimi. (Bulgular, Sarıfakıoğlu ve diğ den).

7 TEŞEKKÜR Bu çalışma, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etütleri Dairesi nin üç yıl devam , ve no.lu, Türkiye Ofiyolit Envanteri kapsamında yapılmıştır. KAYNAKLAR Anonymous, Penrose Field Conference on ophiolits. Geotimes, 17, Coleman, R.G., Ophiolites. New York, Springer-Verlag. 229p. Okay, A.I and Tüysüz, O., Tethyan sutures of northern Turkey. In: Durand, B., Jolivet, L., Horvath, F. & Se ranne, M. (eds), The Mediterranean Basins: Tertiary Extension Within the Alpine Orogen. Geological Society of London Special Publication 156, Sarıfakıoğlu, E., Sevin, M., Esirtgen, E., Bilgiç, T., Duran, S., Parlak, O., Karabalık, N., Alemdar, S., Dilek, Y. ve Uysal, İ., Çankırı-Çorum Havzasını çevreleyen ofiyolitik kayaların jeolojisi: petrojenezi, tektoniği ve cevher içerikleri. MTA rapor no s (yayınlanmamış). Steinmann, G., Der ophiolitischen Zonen in der mediterranean Kettengebirgen. 14th International Geological Congress in Madrid. Vol.2,