ÜST KRETASE YAŞLI BİR GELGİT TOPLULUĞUNUN FASİYES ÖZELLiKLERİ (SEBEN-GD BOLU)

Transkript

1 ÜST KRETASE YAŞLI BİR GELGİT TOPLULUĞUNUN FASİYES ÖZELLiKLERİ (SEBEN-GD BOLU) Baki VAROL* ve Nizamettin KAZANCI* ÖZ. Seben (Bolu) bölgesinde yaklaşık 400 m kalınlıklı Üst Kretase yaşlı sığ deniz kumtaşlarının önemli bölümü, gelgit kanalları, kum barları ve lagün sedimanları ile karakterize olurlar. Bar tipi kumtaşları sediman sağlanırlığının yüksek olduğu sahil kıyısı-açık sahilde depolanmış olup, tanıtman sedimanter yapıları akma yumruları, paralel ve düşük açılı çapraz laminalar ile yer yer masif tabakalanmadır. Gelgit kanalları, lagün sedimanları ile parmaklanan bar kumtaşlarının üstünde açılmıştır. Büyük ölçekli düzlemsel çapraz tabakalanma takımları, teknemsi çapraz laminalar, kırışık kum yüzeyleri, alevsi laminalar, gecikme çökelleri, kokina mercekleri ve biyojen oygulama kuşakları gibi belirgin sedimanter yapılar, bu kanalın gelgit akıntıları ile açıldığını ve doldurulduğunu ortaya koyarlar. GİRİŞ Nallıhan-Seben ilçeleri arasında GB-KD uzanımlı bir senklinal boyunca yaklaşık 25 km lik yanal yayılımlı Üst Kretase yaşlı sığ deniz kumları kendi içlerinde çeşitli fasiyeslere ayrılırlar. Sahilin jeomorfolojik yapısı, sediman sağlanırlılığı, eski yamaçlar ile kıyı alanında etkili dalga, gelgit, fırtına ve akıntı hareketlerinin yönü ve gücü, bu fasiyeslerin şekillenmesinde önemli rol oynamıştır. Genelde sahil kıyısı-açık sahil özelliklerini yansıtan bu kumlu istif içerisinde siltli marnlar, tane akıntısı ürünü kalın/masif kumtaşları, lagün-bar kumtaşı topluluğu, plaj sedimanları, çizgisel sahil kumları ve konu edilen gelgit toplulukları yer alır. Sediman akımının ulaşamadığı alanlarda ise biyostromal kireçtaşları gözlenir. Bunlar, sığ deniz kumlarının KD ya doğru uzanımlarının uç noktasında hastalanabilecek ölçüde yaygınlaşır ve kalınlaşırlar (Şek. 1). Ayrıca biyostromal kireçtaşları yer yer bol Orbitoides'li sahil kumtaşları ve şelf tipli fosil yataklarını içeren çamurlu tortullarla parmaklanır ve üstlenir. Genel özellikleri ile tanıtılan metre kalınlıklı bu kumlu istifin üst bölümünde, inceleme konusunu oluşturan metre kalınlığa sahip gelgit kanalı kumtaşları yer alır (Levha I, şek. 1). Yüksek akış rejimini işaretleyen bu fasiyes, daha düşük enerjili lagün sedimanlarını üstler ve aynı zamanda yanal olarak lagün-kum barı topluluğu arasında incelerek kaybolur (Levha I, şek. 2). Ayrıca, bu alanda biyostromal kireçtaşları kumlu istifin üst bölümünde belirginleşir. Gözlenen bu fasiyeslerin karşılıklı İlişkileri ve özellikleri, bölgede Üst Kretase deniz hareketlerinin ve paleocoğrafik evrimin açıklanmasında önemli veri kaynakları sunarlar. JEOLOJİK YERLEŞİM İnceleme alanının en önemli birimleri Üst Kretase-Paleosen yaşlı tortul istifi ile Miyosen volkanikleridir. Alt Kretase ise sınırlı yüzleklerle temsil olunur. Yörede Kretase transgresif ve regresif özellikte iki ayrı birim olarak izlenir. Alt Kretasenin neritik kireçtaşları bu istifte yerel diskordanslı olarak Üst Kretase transgresyonu ile Örtülürler. Konglomera, kumtaşı ve pelajik kireçtaşları ile başlayan Üst Kretasede, artan transgresyon hızı ve derinleşmeye bağlı olarak, Santoniyen-Kampani- * Ankara Üniversitesi, Fen Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Ankara.

2 ÜST KRETASE YAŞLI GELGİT TOPLULUĞU 15

3 16 Baki VAROL ve Nizamettin KAZANCI yende filiş tipli sedimanlar tortullaşmışlardır (Kazancı ve diğerleri, 1984). Mestrihtiyen başlangıcı, transgresyonun sonu ve bir duraylılık dönemi olup, yoğun bir marn çökelimi ile (Seben marnları) temsil edilir. Mestrihtiyen sonunda Üst Kretase denizinin regresif karakteri belirginleşir. Böylece marnlar siltli marnlara, şiltlere ve nihayet inceleme konusunu oluşturan sığ deniz kumtaşlarına derecelenirler. Sığ deniz kumları, Kretase sonundan Paleosen başlangıcına kadar devam eden ve güneyden kuzeye doğru ilerleyen regresyon yönünde dereceli olarak Paleosene geçerler. Bu nedenle, havzanın güneyinde (Nallıhan, Bozyaka, Kızılöz civarı), Paleosen karasal serilerle Üst Kretase kumlan üzerinde diskordanslıdır (Kızılçay grubu; Altınlı, 1975). Buna karşın daha kuzeyde Seben civarında sığ deniz kumlan ile Paleosenin denizel kireçtaşları arasında bir uyumluluk gözlenir. Bu kireçtaşları Altınlı'da (1973) Selvipınar kireçtaşlarını karşılar. Jeolojik konumu kısaca özetlenen Üst Kretase sığ deniz kumları içerisindeki gelgit fasiyesleri, kendi içlerinde ayrılan alt fasiyeslerle aşağıdaki şekilde tanımlanır. GELGİT FASİYESİ TOPLULUKLARI Sığ deniz kumları içerisinde kanal yapılı geometrisiyle kolayca tanınan gelgit fasiyesi toplulukları, yüksek enerjili bir akış rejiminin ürünü olup, bu hidrolik şartların tanımlayıcısı tortul yapılara sahiptirler. Büyük ölçekli çapraz tabakalar, erozyonal yüzeyler, kum kırışıkları, yüksek yuvarlaklık derecelerine sahip gecikme çökelleri, çamur topakçıkları sahil ortamında yüksek enerjili akıntı şartlarını belirten tipik yapılardır. Bu tarz tortul yapıların gelgit akıntıları ve bunlara zaman zaman eşlik eden fırtına kökenli akıntıların ürünü olduğu da birçok çalışmacı tarafından belirtilmektedir (Johnson ve Friedman, 1969; Ludwick, 1970; Swift, 1975). Yukarıda kısaca özetlenen Seben sığ deniz kumları içerisindeki kanal yapılı kumtaşları ve bunların sedimanter nitelikleri, fosil ve güncel gelgit örneklerine benzerlik gösterir. Yaklaşık 15 metrelik bir kalınlık içerisinde gelgit düzlüğü, gelgit kanalı ile bu kanalın yamacını ve İçini simgeleyen alt fasiyesler belli bir düzen içinde sıralanırlar, Tüm alt fasiyesleri bir arada gösteren ve kanalın açılma dinamiğini sunan bir model Şekil 2a da verilmiştir. Johnson ve Friedman'ın (1969) çalışmasıyle karşılaştırılarak oluşturulan bu modelde, Fl, 2, 3 rumuzlarıyle ayrılan alt fasiyesler aşağıda tanımlanmıştır. Gelgit düzlüğü (F.l) Bunlar bar tipi kumtaşları ile parmaklanan kırmızı renkli, ince taneli lagün tortulları üzerine gelen ilk gelgit düzeyi olup, geçişte herhangi bir aşınma yüzeyi göstermeden ince kumtaşı katmanları olarak izlenirler (Levha I, şek. 2). Tanımsal kayaç topluluğu, ince taneli kuvarsarenitik kumtaşı ile arakatkılı esmer çamurtaşlarıdır. Çamurlu düzeylerde yer yer makrofosil yuvalanmaları izlenir. Saha örneklerinde görülen sedimanter yapılar; alevsi laminalı tabakalanma (flaser bedding), dalgalı tabakalanma (wavy bedding), ufak ölçeklerde-kumdan ince çakıla-ters veya normal derecelenmeler ve kısmen tahrip olmuş ripıllı yüzeylerdir (Levha II, şek. 1,2,3). Gelgit düzlüğünde izlenen alevsi laminalar, gelgit düzlüğünde egemen olan hidrodinamik şartlarda akıntı aktivitesi İle sakin su rejiminin ardışıklığında şekillenmiş olup (Reineck ve Singh, 1975), bunlar yer yer erozyonal çamur parçacıkları ile katkılanırlar. Gelgit düzlüğünde savrulma şeklindeki sediman taşınırlığı, kumlar içine saçılmış çakıllar ve yer yer de çamur içine saçılmış kum tanecikleri İle belirginleşir. Bu örnekler yaklaşık 200 metrelik kanal yayılımı boyunca sık sık tekrarlanır. Bu alanda diğer bir tortul yapı İse tahrip olmuş ripıllardır. Yuvarlaklaşmış ince çakıl dizilimleri ile ortaya çıkan ripıl tepeleri, bazı alanlarda gecikme çökellerine de benzerler (Levha II, şek. 2). Yukarıda tanıtılan sedimanter nitelikler, yüksek enerjili bir gelgit düzlüğü kavramını ortaya koyarlar. Aşağıda tanımlanacak olan ve bu gelgit düzlüğü üzerinde açılacak olan kanal da bu görüşü doğrular.

4 ÜST KRETASE YAŞLI GELGİT TOPLULUĞU 17 Gelgit kanalı (F. 2) Gelgit düzlüğü üzerinde 10 m kalınlığa kadar ulaşabilen gelgit kanalı, tipik geometrisiyle Levha I, şek deki saha örneklerinde izlenmektedir. Kanal topluluğunun egemen litolojisi kumtaşı olup, yer yer, özellikle kana! tabanında konglomeralar ve kanal içinde santimetre ölçeğinde çamurtaşları da görülür. Kumtaşları kuvarsarenit ve yer yer de sublitarenit özelliklidir. Konglomeralar iyi yuvarlaklaşmış kumtaşı, çört, kireçtaşı çakılları ile kanal içinden türeme kil topakçıklarından kurulu olup, «polimiktik» özelliklidir.

5 Kanal alanında etkili olan denizel işlevler ve akıntı rejimi, bir dizi sedimanter yapıyı belli bir düzende sıralamıştır. Şekil 2a da gösterilen bu tortul dizilimi erozyonal kanal tabanından itibaren gecikme çökelleri ile başlar, bunları büyük ölçekli düzlemsel çapraz tabakalanma takımları izler. Üst bölümleri ise yatay tabakalanmalı olup, kanal İçlerinde oturma yapıları gözlenir. Kanal tabanındaki gecikme çökelleri, çok iyi yuvarlaklaşmış çakıl yığışımları ile tanınır. Bunlara yer yer özellikle Ekinid ve Brakiyopodların oluşturduğu kokina mercekleri eşlik eder. Gecikme çökellerinin geometrisi merceksidir (Levha II, şek. 4, 8). Hemen hemen kanalın en derin bölümlerinde yer alırlar ve bazan kanal boyunca çok fazla olmamak kaydıyla yanal bir süreklilik de gösterirler (bu süreklilik kanal genişliğinin birkaç katına erişebilir). Gecikme çökellerindeki çakılların aşırı yuvarlaklaşması gelgit akıntısının yüksek akış gücüyle ilişkili olabilir. Bu hareket sürecinde kil ve kum yatak yükü hareketleriyle uzaklaştırılırken, kanal tabanı bu gecikme çökelleri yönünden zenginleşmiştir. Gelgit kanalının tanınmasında yardımcı diğer tortul yapı, büyük ölçekli düzlemsel çapraz tabakalanma takımlarıdır (Levha I, şek. 2). Kanal içi kumların gelgit akıntılarıyle göçü ve gelgit düzlüğü üzerinde kanalın yanal göçüyle bağlantılı olarak ortaya çıkan bu çapraz tabakalanma takımları 5-7 m kalınlıklıdır. Saha çalışmaları ölçümlerinde kum hareketi ve kanal göçünün güneybatıdan kuzeydoğuya doğru geliştiği gözlenmiştir. Çapraz tabakalanma takımlarının gelgit düzlüğü üzerinde oturduğu erozyonal yüzeylerdeki ön takımlarında, teknemsi çapraz laminalar, dizili kil topakçıkları ve biyojen yuvaların oluşturduğu oygulama kuşakları yer alır. Saha örnekleri ile tanınan bu tortul yapılar Levha II, şek. l, 4, 5, 6 da verilmiştir. Çapraz tabakalanmalar üste doğru 4 metre kalınlığa ulaşan yatay tabakalarla örtülürler. Bu yatay tabakalar kanalın üst sınırını çizerler ve küçük boyutlu, fakat sıkça kayma-oturma yapılan bulundururlar. Kanal tortullarındaki aşırı su varlığı ve hızlı sedimantasyon bu kayma-oturma yapılarını doğurmuştur. Ayrıca bunlarda tortullaşma ile eş zamanlı, içbükey ufak fay düzlemlerinin geliştiği de izlenir (Levha II, şek. 8). Bu tortullaşma tipi, gelgit kanallarının klasik Özelliklerinden biridir. Gelgit kanalı yamacı (F.3) Bu alt fasiyesi, kanal boyunca uzanımlı karışık iç yapılı çakıllı kumtaşları temsil eder. Gelgit alanında etkili dalga faaliyetleri, gelgit düzlüğü üzerinde yoğun bir kum erozyonu sağlamıştır. Bu kumların daha korunmalı kanal yamaçlarına göç etmesi ve burada yığılması sonucunda artan sediman hacmi, zaman zaman kanal içine doğru akmalar oluşturmuştur. Dar yayılımlı bu alanlar, kayma yapılan, karışık iç yapılı ve buruşma yüzeyli çakıllı kumtaşlarıyle kolayca tanınırlar (Levha II, şek. 7). TARTIŞMA ve SONUÇLAR Seben bölgesi Üst Kretase yaşlı sığ deniz kumları içerisinde yer alan gelgit fasiyesleri ve bunlarla ilişkili bar tipi kumtaşları, sediman sağlanırlığının yüksek olduğu bir sahil ortamında depolanmışlardır. Bu birimlerde kuruma çatlakları, yağmur çarpması, rüzgâr süpürmesi ve akarsu basması gibi kıyı gerisini işaretleyen izlerin bulunmayışı, tortullaşmanın karasal etkinlikten uzak, açık sahilde ve gelgit altı şartlarında olduğunu gösterir. Gelgit kanalının üstlediği lagün-kum ban topluluğunda yer alan kumtaşları kısmen fosfatlı olup, yoğun şekilde akma yumruları ile paralel veya düşük açılı çapraz laminalar bulundururlar. Sığ deniz karakterli kum birimlerinde yaygın olan bu akma yumruları, kum hareketini ve kum akışını kontrol eden eğimli yamaçların varlığını belirtir. Bu alanlar, kum barlarının dış yüzeyleri veya açık sahile doğru uzanan düşük açılı delta ilerisi yamaçlar olabilir. Çünkü kum kütlelerinde yer yer farklı kökenli çekim akıntılarının (tractive currents, waning currents; Sorauf, 1965) izleri belirgindir, inceleme alanının yaklaşık 30 km güneybatısında deltayik bir istifin

6 LEVHALAR

7 LEVHA - I Şek, l - Sığ deniz kumtaşı fasiyeslerinin saha görünümleri (Seben KB sı). l - Masif kumtaşları; 2 - Lagün-kum ban topluluğu; 3 - Gelgit kanalı; 4 - Lagün-biyostromal kireçtaşı topluluğu. Sek. 2 - Gelgit kanalının yakın plandan görünümü (Seben KB sı, Nimetli köyü civan), l - İnce taneli lagün sedimanları; 2 - İnce tabakalı kumtaşı-çamurtaşı ardaşıklığı-gelgit düzlüğü; 3 - Erozyonal gelgit kanalı tabanı; 4 - Düzlemsel çapraz tabakalanma takımları ile teknemsi çapraz laminalar; 5 - Kanal üstü yatay tabaka takımları; 6 - İnce taneli lagün sedimanları; 7 - Biyostromal kireçtaşları.

8 Baki VAROL ve Nizamettin KAZANCI LEVHA - I

9 LEVHA - II Şek. l - Kanal tabanında dizili çamur pulcukları ve biyojen oygulama kuşağı. Şek. 2 - Kum yaygıları üzerinde tahrip olmuş ripıllara ait çakıl dizilimleri. Şek. 3 - Kanal kenarı boyunca uzanan dalgalı laminalanma yüzeyleri. Şek. 4 - Kanal tabam merceksi yayılımlı gecikme çökelleri. Şek. 5 - Kanal içi teknemsi çapraz laminalar. Şek. 6 - Büyük ölçekli çapraz tabaka takımlarının altında biyojen oygulama kuşaklan. Şek. 7 - Kanal yamacı; karmaşık iç yapılı çakıllı kumtaşları, kayma yapıları. Şek. 8 - Kanal içi; kumtaşı dolgulanndaki oturma yapılan ve sedimantasyonla yaşıt, küçük ölçekli faylanma düzlemleri. Alt kısımda gecikme çökelleri izlenmektedir.

10 Baki VAROL ve Nizamettin KAZANCI LEVHA - II

11 ÜST KRETASE YAŞLI GELGİT TOPLULUĞU 19 varlığı belirtilmekle beraber (Taraklı deltayik istifi; Saner, 1978), bunların incelenen sahil kumtaşları ile ilişkisi sahada gözlenememiştir. Bu nedenle, bölgede Üst Kretase denizinin sürekli regresif özellikte kalmadığı ve zaman zaman transgresif evrelerle bölündüğünü kabul etmekteyiz. Büyük hacimli kum kütleleri, transgresif evrelerde karaya doğru ilerleyen sahil çizgisinin delta loblarını tahrip etmesi ve bu alanlardan açık sahile önemli ölçüde kumlu malzeme aktarılmasıyle şekillenmiştir. Gelgit kanalının açılmasını sağlayan yüksek enerjili akıntılar da bu transgresif evrede gelişmiş olmalıdır, üst Kretase denizinin regresif karakterinin sürekli olmadığı İncelenen fasiyes ilişkilerinde de görülür. Lagün sedimanlarının tekrarlanması, kumlu istiflerin alüvyal tortullar yerine kireçtaşlarına derecelenmesi (Şek. 2b), deniz seviyesindeki düzensiz değişiklikleri açıkça ortaya koyar. Genel olarak, Seben yöresindeki Üst Kretase sığ deniz kumlan, geniş peryotlu bir regresif gelişimin içinde delta sisteminden beslenen sahil kumtaşları olarak depolanmışlardır. i Yayına verildiği tarih, 27 Şubat 1984 DEĞİNİLEN BELGELER Altınlı, LE, 1973, Om Sakarya jeolojisi: Cumhuriyetin 50. Yılı Yerbilimleri Kong. Tebliğleri, , Ankara., 1975, Paleosen yaşlı Kızılçay grubunun çökelme ortamları: İst. Univ. Fen. Fak. Mecm, seri B, 40/1-2, , İstanbul. Johnson, K.G. ve Friedman, G.M, 1969, The Tully clastic correlatives (Up. Devonian) of New York State; A model for recognition of alluvial, dune, tidal, nearshore (bar and lagoon) and offshore Sedimentary environments in a tectonic delta complcx: Jour. Sedim. Petrology, 39, Kazancı, N.; Varol, B. ve Tunç, M, 1984, Seben (Bolu) Jeoloji Mühendisliği Derg, 20, bölgesi Üst Kretase karbonat ve volkanojenik fliş fasiyesleri: Ludwick, J.C., 1970, Sand waves and tidal channels in the entrance to Chesapcakc Bay; Virginia: J. Science, 21, Reineck, H.E. ve Singh, I.B, 1975, Depositional Sedimentary environments: Springer Verlag, Heidelberg, 439s. New York-Berlin- Saner, S, 1978, Orta Sakarya'daki Kretase-Paleosen-Eosen çökelme ilişkileri ve Anadolu'daki petrol aramalarında önemi: Türkiye 4. Petrol Kong. Bildirileri, , Ankara. Sorauf, I.E, 1965, FIow rolls of Upper Devonian rocks of South Central New York State: Jour. Sedim. Petrology, 35, Swift, O.J.P, 1975, Tidal sand ridges and shoal-reueat massifs: Mar. Geol, 18,