İnönü Eskişehir Fay Sistemi nin Günyüzü (Eskişehir) Yeniceoba (Konya-Türkiye) Arasındaki Bölümünün Yapısal Evrimi

Transkript

1 İnönü Eskişehir Fay Sistemi nin Günyüzü (Eskişehir) Yeniceoba (Konya-Türkiye) Arasındaki Bölümünün Yapısal Evrimi Structural Evolution of İnönü-Eskişehir Fault System Between Günyüzü (Eskişehir) and Yeniceoba (Konya-Turkey) Bülent AKIL Hacettepe Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Öğretim ve Sınav Yönetmeliğinin JEOLOJİ Mühendisliği Anabilim Dalı İçin Öngördüğü DOKTORA TEZİ olarak hazırlanmıştır. 2008

2

3 aileme

4 İnönü Eskişehir Fay Sistemi nin Günyüzü (Eskişehir) Yeniceoba (Konya-Türkiye) Arasındaki Bölümünün Yapısal Evrimi Bülent AKIL ÖZ Batıda Uludağ dan (Bursa) güneydoğuda Sultanhanı na (Konya) kadar devam eden, gidişi KB-GD ile BKB-DGD arasında değişen bir dizi fay zonundan oluşmuş İnönü-Eskişehir Fay Sistemi, Orta Anadolu daki en önemli yapısal unsurlarından biridir. Batı ucundaki kolu Eskişehir fay zonu olan sistem Sivrihisar doğusunda Ilıca, Yeniceoba, Cihanbeyli ve Sultanhanı fay zonları olarak devam eder. Bu sistemin Günyüzü (Eskişehir)-Yeniceoba (Konya) arasında kalan bölümünün jeolojisi ve yapısal evrimi bu çalışmanın ana amacını oluşturmaktadır. Bölgede yüzeylenen kayaçlar en geç Kretase öncesi temel birimler ve en geç Kretase- Tersiyer örtü birimleri olmak üzere ikiye ayrılır. Çalışma alanında temel birimleri Kretase yaşlı ofiyolitli karmaşık ile temsil edilir. Temel birimlerini en geç Kretase-Paleosen yaşlı Kartal formasyonu uyumsuzlukla örtmektedir. Kartal formasyonunun üst seviyeleri yanal ve düşey olarak, Geç Paleosen yaşlı Çaldağ formaayonuna geçmektedir. Çaldağ formasyonunun olmadığı yerlerde ise Eskipolatlı formasyonu, Kartal formasyonu üzerine gelmektedir. Eosen yaşlı Eskipolatlı formasyonu içinde Sincik ve Çayraz olmak üzere iki üye ayırtlanmıştır. Oligo-Miyosen yaşlı Gökdağ formasyonu, kendisinden yaşlı bütün birimler üzerinde uyumsuzlukla bulunmaktadır. Çalışma alanında çok geniş bir yayılıma sahip olan Pliyosen yaşlı Cihanbeyli formasyonu ise daha yaşlı birimleri uyumsuz olarak örtmektedir. Alüvyal yelpazeler ve alüvyonlar ise önemli güncel çökellerdir. Orta Anadolu da yer alan Haymana-Polatlı ve Tuzgölü havzaları ile çalışma alanının da içinde bulunduğu Yeniceoba havzasının karşılaştırması yapılmış, litolojik ve litostratigrafik olarak her üç havzanın da benzer özelliklere sahip oldukları, sedimanter istif gelişimi, jeolojik zaman içerisinde, paralel bir süreç izlediği ve aynı bütünün parçaları gibi gelişim gösterdikleri ortaya konmuştur. v

5 Çalışma alanındaki yapısal unsurlar paleotektonik dönem yapıları ve neotektonik dönem yapıları olmak üzere ikiye ayrılmıştır. Paleotektonik dönem yapıları bindirme fayları, kıvrımlar ve uyumsuzluklardan oluşmaktadır. Sağ yanal bileşene sahip normal faylar ise neotektonik dönem yapılarını oluşturmaktadır. Çalışma alanında yer alan Yeniceoba fay zonu, Yeniceoba ovasının güney kenarından başlayarak kuzeybatıya doğru Günyüzü kasabasına kadar devam etmektedir. Bu zon, KB- GD doğrultulu genelde kuzeye eğimli faylardan oluşur ve hem temel hem de örtü birimlerini kesmektedir. Yeniceoba fay zonu üzerinde meydana gelen deformasyonları tespit etmek için segmentler halinde incelenmiştir. Yeniceoba fay zonundan alınan faykayma verilerinin kinematik analizleri sonucunda fay zonunun üç evreli bir deformasyon geçirdiği ortaya konulmuştur. Yeniceoba fay zonunun, ilk deformasyon evresinde, orta-geç Miyosen döneminde KKB-GGD doğrultulu sıkışmaya bağlı olarak sağ yanal karekterde olduğu ortaya konmuştur. Fay zonunun birinci sıkışma evresinin ardından çalışma alanında alt-orta Pliyosen döneminde kısa süreli KKD-GGB doğrultulu ikinci bir sıkışma evresi saptanmıştır. Yeniceoba fay zonunun son deformasyon evresinde ise Geç Pliyosen de KD- GB açılmaya bağlı olarak normal fay karekterli olarak çalıştığı tespit edilmiştir. Yeniceoba fay düzlemi üzerinde iki farklı doğrultuda, birbirini kesen şekilde gözlenen iki fay çiziği setinden eski olan sağ yönlü doğrultu atımlı bir faylanmayı ve daha genç olan ise normal bir faylanmayı işaret etmektedir. Anahtar Kelimeler: Orta Anadolu, İnönü-Eskişehir Fay Sistemi, Yeniceoba Fay Zonu, tektonik evrim, güncel tektonik, kinematik analiz, Tuzgölü, Tuzgölü Havzası, Haymana- Polatlı Havzası. Danışman: Doç. Dr. Kadir DİRİK, Hacettepe Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Genel Jeoloji Anabilim Dalı. vi

6 Structural Evolution of İnönü-Eskişehir Fault System Between Günyüzü (Eskişehir) and Yeniceoba (Konya-Turkey) Bülent AKIL ABSTRACT The İnönü-Eskişehir Fault System is one of the most important fault systems in Central Anatolia and is composed of series of NW-SE-to WNW-ESE trending fault zones, extending from Uludağ (Bursa) in the northwest to Sultanhanı in the southeast. Eskişehir fault zone is the western branch of this fault system where Ilıca, Yeniceoba, Cihanbeyli and Sultanhanı fault zones form the eastern branches from Sivrihisar to the east. Geological and structural evolution of the fault system is the area between Günyüzü (Eskişehir) and Yeniceoba (Konya) form the main subject of this research. Rocks in the study area are divided into two groups: pre latest Cretaceous basement and Cretaceous-Tertiary cover units. Basement rocks are represented by Cretaceous ophiolitic mélange which unconformably overlain by uppermost Cretaceous-Paleocene Kartal formation. Upper levels of Kartal formation grades, laterally and vertically, into upper Paleocene Çaldağ formation. At locations where Çaldağ formation is absent, Eskipolatlı formation overlies the Kartal formation. Two members, namely Sincik and Çayraz members are recognized in the Eocene Eskipolatlı formation. Oligo-Miocene Gökdağ formation lies unconformably above the older rock units. Pliocene Cihanbeyli formation forms the youngest unit and overlies the older rocks within an angular unconformity; this unit forms the most extensive lithostratigraphic unit in the study area. Three basins located in the Central Anatolia, namely Haymana-Polatlı, Tuzgölü and Yeniceoba basins, are correlated. It is concluded that these basins have similar lithostratigraphical characteristic and may form the components of the same sedimentation process. vii

7 Structural components in the study area are considered to be in two main groups as the Paleotectonic epoch structures and the Neotectonic epoch structures. The Paleotectonic epoch structures are formed by thrust fault, folds and unconformities. Normal fault with right-lateral strike-slip components form the Neotectonic epoch structures. NW-SE trending Yeniceoba fault zone, generally dips to the North; it cuts and deforms both the basement and cover units. The fault zone starts at the southern margin of the Yeniceoba plain and reaches to the Günyüzü village in the northwest. The kinematic results of fault-slip data indicate that three deformation phases on Yeniceoba fault zone. During the first phase, the fault has developed as a dextral strike-slip fault (Middle-Late Miocene, NNW-SSE compression). After the first phase of compressional regime of fault zone, the short-term diachronic second phase of compression which was operated in approximately NNE-SSW direction was determined. During the late Pliocene, Yeniceoba fault zone reached as a normal fault, confirming a NE-SW extension. Along this fault zone, two sets of superimposed slickenlines indicate older dextral strike-slip faulting and younger normal faulting. Key Words: Central Anatolia, İnönü-Eskişehir Fault System, Yeniceoba fault zone, tectonic evolution, neotectonic, kinematic analysis, Tuzgölü, Tuzgölü Basin, Haymana- Polatlı Basin. Advisor: Assoc. Prof. Dr. Kadir DİRİK, Hacettepe University, Department of Geological Engineering, General Geology Division. viii

8 TEŞEKKÜR Bu çalışma, Hacettepe Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Birimi nin no lu İç Anadolu Bölgesi Batı Kesimi nin Neojen-Kuvaterner tektonik evrimi başlıklı projesi tarafından desteklenmiştir. Öncelikle beni tez öğrencisi olarak kabul eden, bu konuda çalışmaya yönelten ve çalışmanın her aşamasında yardımlarını esirgemeyen, değerli görüş ve bilgileriyle yönlendiren, bugünkü bilgi ve becerilerimi kazanmamı sağlayan, değerli tez hocam Doç. Dr. Kadir DİRİK e (H.Ü., Ankara) teşekkürlerimi sunmayı bir borç bilirim. Tez izleme toplantılarında beni katkılarıyla yönlendiren hocalarım sayın Prof. Dr. Erdin BOZKURT (ODTÜ, Ankara), Prof. Dr. Atilla ÇİNER (H.Ü., Ankara) ve Doç. Dr. Uğur Kağan TEKİN e (H.Ü., Ankara), Saha çalışmaları esnasında değerli görüş ve eleştirilerinden yararlandığım Dr. Erman ÖZSAYIN (H.Ü., Ankara) ve Alkor KUTLUAY a, (H.Ü., Ankara) Desteklerinden ötürü D.S.İ. Gen. Müd. Yeraltısuları Dairesi eski başkanı Jeo. Yük. Müh. Ahmet KAYA ve Uzaktan Algılama ve Hava Fotoğrafları Şube Müdürü Jeo. Müh. Birol ÖZER e, İller Bankası Genel Müdürlüğü nden Jeo. Müh. Buket ECEMİŞ ve Jeo. Yük. Müh. Murat SAĞLAM a, Son olarak, çalışmanın her aşamasında maddi ve manevi katkıları ve anlayışları ile bana destek olan aileme, Teşekkürlerimi sunarım. Bülent AKIL ix

9 İÇİNDEKİLER DİZİNİ Sayfa no ÖZ... v ABSTRACT... vii TEŞEKKÜR... ix İÇİNDEKİLER DİZİNİ... x ŞEKİLLER DİZİNİ... xiii ÇİZELGELER DİZİNİ... xx TABLOLAR DİZİNİ... xx EKLER DİZİNİ... xx 1. GİRİŞ Çalışma Bölgesinin Tanıtılması Çalışmanın Amacı Çalışma Yöntemleri Önceki Çalışmalar STRATİGRAFİ VE KARŞILAŞTIRMA Çalışma Bölgesinin Stratigrafisi En Geç Kretase-Tersiyer Öncesi Temel Kayaçları Orta Anadolu Ofiyolitli Karmaşığı En Geç Kretase-Tersiyer Yaşlı Örtü Birimleri Kartal Formasyonu Çaldağ Formasyonu Eskipolatlı Formasyonu Sincik Üyesi Çayraz Üyesi Gökdağ Formasyonu Cihanbeyli Formasyonu Güncel Çökeller Alüvyal Yelpaze Çökelleri Alüvyon x

10 İÇİNDEKİLER DİZİNİ (devam ediyor) 2.2. Orta Anadolu Havzasını Oluşturan Haymana-Polatlı, Yeniceoba (Çalışma Alanı) ve Tuzgölü Alanlarının Karşılaştırılması Litostratigrafik Karşılaştırma Haymana-Polatlı Alanı Yeniceoba Alanı Tuzgölü Alanı Sedimanter Evrim Geç Kretase Paleosen Eosen Oligo-Miyosen Pliyosen Pliyostesen TEKTONİK Paleotektonik Dönem Yapıları Bindirme Fayları Hacımusa Bindirmesi Kuş Tepe Bindirmesi Söğüt Tepe Bindirmesi Kandil Tepe Bindirmesi Sadullahyüksel Yayla Bindirmesi Kütükuşağı Bindirmesi Kıvrımlar Monoklinal Kıvrımlar Devrik Kıvrımlar Açık Kıvrımlar Uyumsuzluklar En Geç Kretase-Paleosen Dönemi Eosen Dönemi xi

11 İÇİNDEKİLER DİZİNİ (devam ediyor) Oligo-Miyosen Dönemi Üst Miyosen-Pliyosen Dönemi Neotektonik Dönem Yapıları Yeniceoba Fay Zonu Mermerdağ Segmenti Sincik Segmenti Çatak-Alahacılı Segmenti Kandilköy Segmenti Kütükuşağı Segmenti Kinematik Analizler Teorik Altyapı Arazi çalışmaları TEKTONİK EVRİM TARTIŞMA VE SONUÇLAR KAYNAKLAR xii

12 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1.1. Çalışma alanının yer bulduru haritası... 2 Şekil 1.2. Çalışma bölgesi ve yakın çevresini gösterir jeoloji haritası ile pafta indeksi (1: ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası ndan ölçeği değiştirilerek alınmıştır.)... 3 Şekil 1.3. a) Türkiye ve çevresinin ana neotektonik bölgelerini ve ilişkili yapıları gösteren harita (Koçyiğit ve Özacar 2003; Woolside vd. 2002; Zitter vd. 2005; Çiftçi 2007 den değiştirilerek alınmıştır); b) Tuzgölü havzası ve yakın çevresini gösteren bölgesel jeoloji haritası (Çemen vd dan değiştirilerek alınmıştır)... 4 Şekil 1.4. İnceleme alanının kabartma haritası (Yapay ışığın dalım yönü 135 0, dalım açısı 45 0 )... 6 Şekil 1.5. İnceleme alanı ve çevresinde gözlenen birimler ile yaş-dokanak tipi ilişkilerini gösteren karşılaştırmalı diyagram Şekil 2.1. Çalışma alanının genelleştirilmiş tektono-stratigrafik dikme kesiti (Akarsu 1971; Ünalan vd. 1976; Özcan vd. 1990; Göncüoğlu vd. 1996; Çemen vd. 1999; Dirik ve Erol 2003 den faydalanılmıştır.). 16 Şekil 2.2. Alahacılı köyünün kuzeyinde (J28-c3) gözlenen ofiyolitli karmaşığa ait birimlerin genel görünümü (Bakış KB ya) Şekil 2.3. Kandil köyünün güney doğusunda bulunan Kandil tepede (K29-a1) gözlenen Orta Anadolu ofiyolitli karmaşığına ait serpantinit ve kireçtaşı bloklarının genel görünümü (Bakış KB ya) Şekil 2.4. Kırmızı tepe güneyinde (J28-c4) gözlenen Kartal formasyonunun genel görünümü (Bakış KD ya). 20 Şekil 2.5. İnceleme alanında Beyazçal tepede (Kütükuşağı köyünün 4 km güneybatısı) (K29-a2) Kartal formasyonu üzerine uyumlu olarak gelen Çaldağ formasyonu (Bakış KB ya).. 21 xiii

13 ŞEKİLLER DİZİNİ (devam ediyor) Şekil 2.6. Kütükuşağı köyünün güneybatısında (K29-a2) gözlenen Çaldağ formasyonunun alt seviyelerindeki yeşil renkli marn-kumtaşı ardalanması ve üst seviyelerdeki açık gri-krem renkli kireçtaşları ile alttaki Kartal formasyonu (Bakış KB ya) 23 Şekil 2.7. Beyazçal tepede (Kütükuşağı köyünün 4 km güneybatısı) (K29-a2) gözlenen Çaldağ formasyonuna ait masif kireçtaşlarının yakından görünümü. 24 Şekil 2.8. Sincik köyü civarında (J28-c4) gözlenen, Kartal formasyonunu uyumsuzlukla örten Eskipolatlı Formasyonunun genel görünümü (Bakış 25 K e)... Şekil 2.9. Sincik üyesine ait volkanoklastik birimlerin genel görünümü (Sincik köyünün 500 m kuzeyi) (J28-c4) (Bakış KD ya) 27 Şekil Alahacılı köyü kuzeyinde (J28-c3) bulunan Karakaya tepenin eteklerinde gözlenen Eskipolatlı formasyonuna ait tabakalı, resifal, kırıntılı kireçtaşlarının genel görünümü (Bakış KD ya) Şekil Dulayşenin bahçesinin güneyindeki (K29-a2) Gökdağ formasyonunun çakıltaşı, çakıltaşı-çamurtaşı ve çakıltaşı-killi kumtaşı ardalanması (Bakış 30 D ya). Şekil Çatak köyü güneydoğusunda Karataş sırtında (J28-c3) gözlenen Gökdağ Formasyonu nun, Kretase yaşlı kireçtaşı bloklarını uyumsuz olarak örtmesi ve Cihanbeyli Formasyonunun da bütün birimleri uyumsuzlukla örtmesi (Bakış K e) Şekil Mermerdağ tepenin kuzeybatısında (J28d-2) gözlenen Cihanbeli formasyonuna ait gölsel kireçtaşlarının genel görünümü (Bakış 33 K e)... Şekil Sadullahyüksel yaylasının kuzeybatısında bulunan Sadullah sırtında (K29-a2) gözlenen Cihanbeyli formasyonunun, Gökdağ formasyonunu uyumsuz olarak örtmesi (Bakış KB ya).. 34 Şekil Orta Anadolu Havzası ve çevresinin basitleştirilmiş jeoloji haritası (Görür vd. 1984) xiv

14 ŞEKİLLER DİZİNİ (devam ediyor) Şekil Haymana- Polatlı yöresinin genelleştirilmiş dikme kesiti (Ünalan vd. 1976). 39 Şekil Tuzgölü havzasında yer alan sedimanter birimlerin kuzeybatıdan güneydoğuya doğru stratigrafik korelasyonu (Derman vd. 2003) (Kesitler ölçeksizdir) Şekil Orta Anadolu Havzası nın alt havzalarını oluşturan Haymana-Polatlı, Yeniceoba ve Tuzgölü alanlarının stratigrafik ilişkilerini gösteren karşıaştırmalı genelleştirilmiş dikme kesitleri (Ünalan vd. 1976; Görür ve Derman 1978; Görür vd. 1984; Dellaloğlu ve Aksu 1984; Göncüoğlu vd. 1996; Çemen vd. 1999; Dirik ve Erol 2000; Derman vd den faydalanılmıştır) (Kesitler ölçeksizdir) 48 Şekil 3.1. A) Çalışma alanındaki ana yapısal unusurları gösteren basitleştirilmiş jeoloji haritası; B) Orta Anadolu ve çevresinin tektonik haritası (Dirik ve Erol 2003; Dirik 2001; Dirik ve Göncüoğlu 1996; Göncüoğlu vd. 1996; Koçyiğit ve Özacar 2003 ten değiştirilerek alınmıştır) Şekil 3.2. Sincik köyü ve çevresinin (J28-c4) ayrıntılı jeoloji haritası ve KD-GB doğrultulu jeolojik kesitleri Şekil 3.3. Sincik köyünün kuzeyinde Kuş tepede (J28-c4) gözlenen bindirme fayının genel görüntüsü (Bakış GD ya) Şekil 3.4. Kuş tepenin kuzeyinde (J28-c4) gözlenen Cihanbeyli formasyonunun kendisinden daha yaşlı birimleri uyumsuz olarak üzerlemesi (Bakış GB ya) Şekil 3.5. Sincik köyünün kuzeybatısındaki Söğüt tepede (J28-c4) gözlenen Orta Anadolu ofiyolitli karmaşığa ait kristalize kireçtaşı bloklarının (Yunak olistostromu) Eskipolatlı formasyonunu tektonik olarak üzerlemesi (Bakış KB ya) Şekil 3.6. Tahirtemiz yaylası ve Kandil köy çevresinin (K29-a1) ayrıntılı jeoloji haritası ve KD-GB doğrultulu kesitleri xv

15 ŞEKİLLER DİZİNİ (devam ediyor) Şekil 3.7. Kandil tepenin güneybatısındaki (K29-a1) bindirme fayının genel görüntüsü (Bakış GB ya) Şekil 3.8. Kütükuşağı, Sadullahyüksel yaylası ve Dulayşe bahçesi çevresinin (K29- a2) ayrıntılı jeoloji haritası ve KD-GB doğrultulu kesitleri Şekil 3.9. (a) Sadullahyüksel yaylası kuzeyinde (K29-a2) gözlenen faylar (Bakış KB ya); (b) Bindime fayının yakın plan görüntüsü (c) Normal fayın yakın plan görüntüsü Şekil Kütükuşağı köyünün batısındaki (K29-a2) bindirme fayının genel görüntüsü (Bakış KD ya) Şekil Türkiye ve çevresinin ana neotektonik bölgelerini ve ilişkili yapıları gösteren harita. Türkiye deki renk kodları kendine ait deformasyon türünü ve buna bağlı olarak ortaya çıkan sedimanter havza tipini temsil eden ana tektonik bölgeleri göstermektedir (Koçyiğit ve Özacar (2003); Woolside vd. (2002); Zitter vd. (2005); Çiftçi (2007) den değiştirilerek alınmıştır) Şekil Orta Anadolu ve çevresinin tektonik haritası (Dirik ve Erol 2003; Dirik 2001; Dirik ve Göncüoğlu 1996; Göncüoğlu vd. 1996; Koçyiğit ve Özacar 2003 ten değiştirilerek alınmıştır) Şekil İnceleme alanının sayısal kabartma görüntüsü kullanılarak oluşturulmuş çizgisellik haritası Şekil İnceleme alanı ve çevresinin sayısal yüzey görüntüsü Şekil Mermerdağ tepe ve çevresinin (J28-d2) ayrıntılı jeoloji haritası ve KD- GB doğrultulu jeolojik kesitleri Şekil (a)mermerdağ tepenin kuzeybatısındaki (J28-d2) fay düzleminin genel görünümü (Bakış KB ya); (b) fay sarplığı (Bakış BKD ya); (c) fay çizikleri Şekil Mermerdağ tepenin kuzeydoğusunu (J28-d2) sınırlayan fay düzleminin genel görünümü (Bakış DGD ya) Şekil Mermer yaylası kuzeyinde (J28-d2) Cihanbeyli formasyonuna ait gölsel kireçtaşlarını kesen fay düzleminin genel görünümü (Bakış K ye). 73 xvi

16 ŞEKİLLER DİZİNİ (devam ediyor) Şekil Sincik köyü güneyindeki (J28-c4) fay düzleminin genel görünümü (Bakış 74 B ya). Şekil Sincik güneyindeki (J28-c4) fay düzleminin tavan bloğunda bulunan Gökdağ formasyonu ve düzlemin taban bloğunda bulunan Kartal formasyonunun genel görünümleri (Bakış KB ya).. 75 Şekil (a) Fay breşinin genel görünümü (Bakış B ya), (b) yakın görüntüsü, (c) fay çizikleri Şekil Sincik köyünün kuzeydoğusunda (J28-c4) gözlenen fay düzleminin genel görünümü (Bakış KB ya) Şekil Çatak köyü ve çevresinin (J28-c3) ayrıntılı jeoloji haritası ve KD-GB doğrultulu jeolojik kesitleri Şekil (a) Karakaya tepenin güneyinden (J28-c3) geçen fay düzleminin genel görünümü (Bakış KB ya); (b) fay çizikleri; (c) fay düzleminin yakın plan 78 görüntüsü... Şekil (a) Çatak köyünün güneyindeki (K28-b2) fay düzlemlerinin genel görünümü (Bakış GB ya); (b) Fay düzleminin kuzeybatıya doğru devamında (Çatak köyüne doğru) Gökdağ formasyonundaki açılmanın tekrar kapanması (Bakış B ya); (c) Gökdağ formasyonu ile serpantinit blokları arasındaki çok belirgin bir çizgisellik (Bakış D ya) Şekil (a) Karataş sırtında (J28-c3) Gökdağ formasyonuna ait kireçtaşlarındaki fayın genel görünümü (Bakış D ya) (b) fay çizikleri (c) Karataş sırtının güneyinde Gökdağ formasyonunda gözlenen faylar Şekil Kandil köyünün güneydoğusunda (K29-a1) gözlenen normal fayın genel görünümü (Bakış GB ya). 81 Şekil (a) Tahirtemiz yaylasının kuzeybatısında (K29-a1) gözlenen fay hattının genel görünümü; (b) Serpantinit blokları üzerinde gözlenen fay çizikleri Şekil Kütükuşağı köyünün kuzeydoğusundaki Kumlu tepede (K29-a2) Orta Anadolu ofiyolitli karmaşığı ile Gökdağ formasyonu arasında gözlenen normal fayın genel görünümü (Bakış GB ya).. 84 xvii

17 ŞEKİLLER DİZİNİ (devam ediyor) Şekil Kayalı tepenin kuzeydoğusunda (K29-a2) Orta Anadolu ofiyolitli karmaşığı ile Gökdağ formasyonu arasında gözlenen normal fayın genel görünümü (Bakış KB ya) Şekil Kütükuşağı köyünün güneybatısında (K29-a2) Çaldağ formasyonu ile Kartal formasyonu arasında gözlenen normal faylanma ve daha güneyde Kartal formasyonu ile Gökdağ formasyonu arasında gözlenen sağ yanal normal faylanmaların genel görünümü (Bakış GD ya) 85 Şekil (a) Beyazçal tepenin güneyinde (K29-a2) Gökdağ formasyonuna ait kireçtaşlarında gözlenen fay düzleminin genel görünümü (Bakış GB ya); (b) Fay düzlemi üzerinde faylanmanın iki ayrı fazını yansıtan fay çiziklerinin yakın plan görüntüsü Şekil (a) Sadullahyüksel yaylanın kuzeyinde (K29-a2) Orta Anadolu ofiyolitli karmaşığı ile Gökdağ formasyonu arasında çizgisel bir sınır oluşturan normal fayın genel görünümü (Bakış KB ya); (b) Fay düzleminin yakın plan görüntüsü Şekil (a) Kartezyen koordinat sistemi içindeki bir düzlem doğrultu kosinüsleri, l, m ve n olan kendi birim vektörleri ile temsil edilir (x, y ve z koordinat sistemi içindeki asal gerilme eksenlerine karşılık gelmektedir); (b) A düzleminin izdüşürülen A 1, A 2 ve A 3 düzlemleri; (c) σ x, σ y ve σ z nin A 1, A 2 ve A 3 düzlemleri üzerinde indirgenmiş değerleri; (d) Gerilme elipsoyidi. (e) Düzleme dik ve paralel olarak etki eden σ lara ait makaslama gerilmesi olan (τ ) ve normal gerilmesi olan (σ n ) bileşenleri; (f) Düzlemdeki kayma, maksimum makaslama gerilmesi olan τ max a paralel olarak gelişir (Ramsey ve Lisle, 2000; Çiftçi 2007 den). 91 Şekil A) Gerçek kayma vektör birimi (s) ile hesaplanmış makaslama gerilmesi τ nin örtüşme şekli; B) s ve τ arasındaki farklı örtüşme değerlerine göre tanımlanan ANG parametresi (Angelier 1994; Çiftçi 2007 den). 95 Şekil Yeniceoba fay zonu üzerindeki fay düzlemi ölçüm istasyonları. 97 Şekil Fay düzlemleri ve çiziklerinin Schmidt ağı eşalan izdüşümü alt yarım kürede gösterimi (n= ölçüm sayısı). 98 xviii

18 ŞEKİLLER DİZİNİ (devam ediyor) Şekil 4.1. İnceleme alanı ve çevresinin Paleotektonik dönem (sıkışma-daralma) sonuna kadar süren tektonik evrimi (Kesitler ölçeksizdir) Şekil 4.2 (a) İki değişik yöndeki üst üste binen fay çiziklerinin inceleme alanına göre konumu; (b) bölgenin basitleştirilmiş jeoloji haritası; (c) fay düzleminin genel görünümü (Bakış yönü GB); (d) düzlemin yakın plan görüntüsü (Bakış yönü GB) Şekil 4.3. İnceleme alanı ve çevresinin Neotektonik dönemin (genişleme-açılma) başından günümüze kadar süren tektonik evrimi (Kesitler ölçeksizdir) xix

19 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 1. İnceleme alanı ve çevresinde daha önce yapılmış olan çalışmalar TABLOLAR DİZİNİ Tablo 1. İnceleme alanı içindeki 11 istasyondan ölçülen fay düzlemi verileri ve kinematik analiz sonuçları EKLER DİZİNİ Ek 1. A) İnceleme alanının jeoloji haritası; B) Orta Anadolu ve çevresinin tektonik haritası (Dirik ve Erol, 2003; Dirik, 2001; Dirik ve Göncüoğlu, 1996; Göncüoğlu vd., 1996; Koçyiğit ve Özacar, 2003 ten değiştirilerek alınmıştır) ÖZGEÇMİŞ xx

20 1. GİRİŞ 1.1. Çalışma Bölgesinin Tanıtılması Çalışma alanı, Orta Anadolu da yer alan Tuz Gölü Havzasının kuzeybatı kesiminde yeralmakta olup, doğuda Yeniceoba ilçesinin (Konya) kuzeyinden başlayıp, batıda Polatlı Devlet Üretme Çiftliği (Ankara), kuzeyde Ilıca (Ankara) nın güneyine ve güneyde ise Sülüklü (Konya) nün kuzeyine kadar uzanmaktadır (Şekil 1.1). Yaklaşık olarak 1370 km 2 lik bir alan kaplayan çalışma alanı Ankara J28d1, J28d2, J28d3, J28d4, J28c1, J28c2, J28c3, J28c4, J29d4 ve Ilgın K28b2, K29a1, K29a2 topoğrafik haritalarından oluşmaktadır (Şekil 1.2). Çalışma alanında yer alan en önemli yerleşim merkezleri Kandilköy, Kütükuşağı, Kelhasan, Büyükbeşkavak kasabaları ile Polatlı Devlet Üretme Çiftliği dir. Bunun dışında çalışma alanı içerisinde Küçükbeşkavak, Çatak, Alahacılı, Emirler, Mıçıkoğlu, Hacımusa, Sincik, Yağcıoğlu, Şeyhahmetli, Özyurt, Türktaciri, Yeşilöz, Tepeköy ve Yeşilyurt köyleri önemli yerleşim merkezleridir. Yöre topoğrafyası çok engebeli olmadığından bölgede ulaşım ağı gelişmiştir. Her köyü birbirine ve merkezlere bağlayan stabilize ve asfalt yollar vardır. Ankara-Konya Devlet Karayolu nun batısında yer alan çalışma alanına ulaşım Ankara-Polatlı-Konya veya Ankara-Gölbaşı-Konya karayolu üzerinden sağlanmaktadır. Bölge halkının başlıca geçim kaynakları tarım ve hayvancılık olup, en çok buğday ve arpa üretilmektedir. Çalışma alanının kuzeydoğu ve kuzeybatı kesimleri oldukça engebeli bir topoğrafyaya sahiptir. Güney kesimleri nispeten daha alçak ve düzdür. Dağ ve tepelerin dizilimi genelde KB-GD yönündedir. Çalışma alanında yer alan başlıca önemli yükseltiler: Kuş Tepe (1388 m), Kandil Tepe (1368 m), Cömert Tepe (1313 m), Kayalı Tepe (1286 m), Gökdağ (1257 m), Kumlu Tepe (1183 m), Beyazçal Tepe (1158 m), Kocadağ Tepe (1148 m), Söğüt Tepe (1112 m), Sandık Tepe (1109 m), Kırmızı Tepe (1105 m), Ziyaret Tepe (1041 m), Mermerdağ Tepe (1010 m) isimli yükseltiler yer almaktadır (Bkz. Ek-1). Çalışma alanının yer aldığı bölge yüzey suları açısından oldukça fakirdir. Yörenin kurak olması sebebiyle derelerin çoğu kurudur. Devamlı su bulunan akarsular Değirmenözü dere, Şeyh Ahmetli deresi ve Hacımusa özü deresidir. 1

21 Şekil 1.1. Çalışma alanının yer bulduru haritası. 2

22 Şekil 1.2. Çalışma bölgesi ve yakın çevresini gösteren jeoloji haritası ile pafta indeksi (1: ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası ndan ölçeği değiştirilerek alınmıştır.). 3

23 1.2. Çalışmanın Amacı Çalışma alanı, Orta Anadolu da yer alan, kıta içi havzaların en büyüğü olan Tuz Gölü havzasının kuzeybatısı ile Haymana-Polatlı havzasının güney kesimi arasında kalmaktadır. Bölgeden İnönü-Eskişehir Fay Sistemi nin orta kolu olan ve bölgenin gelişimini kontrol eden Yeniceoba fay zonu geçmektedir (Şekil 1.3) (Çemen vd. 1999). Şekil 1.3. (a) Türkiye ve çevresinin ana neotektonik bölgelerini ve ilişkili yapıları gösteren harita (Koçyiğit ve Özacar 2003; Woolside vd. 2002; Zitter vd. 2005; Çiftçi, 2007 den değiştirilerek alınmıştır). (b) Tuzgölü havzası ve yakın çevresini gösteren bölgesel jeoloji haritası (Çemen vd dan değiştirilerek alınmıştır). Çalışma bölgesi civarında stratigrafi ve tektoniğe yönelik çalışmalar olmasına karşın, Üst Kretase-Tersiyer örtü birimlerinin stratigrafisi ve bu birimlerin bölgeyi etkileyen tektonizma ile ilişkisi üzerine yapılmış az sayıda çalışma bulunmaktadır. Ayrıca, Neojen yaşlı birimler, fiziksel ve litolojik özelliklerinin birbirlerine benzemesi ve bazı kısımlarda genç-güncel çökellerle örtülü olmaları nedeniyle ayrıntılı olarak incelenmemiş ve bu konular günümüze kadar yapılan çalışmalarda eksik kalmıştır. 4

24 Bu eksiklikler göz önünde bulundurularak, bölgenin neotektonik ve paleotektonik döneme ait yapısal unsurlarının tespit edilerek bunların özelliklerinin saptanması, inceleme alanındaki fay sistemlerinin kinematik analizlerinin değerlendirilmesi ve elde edilen bilgiler ışığında bölgenin yapısal evriminin ortaya çıkarılması tezin amaç ve hedeflerini oluşturmaktadır Çalışma Yöntemleri Çalışmanın amacı ve kapsamına uygun olarak çalışma yöntemleri, saha öncesi çalışmaları, saha çalışmaları, laboratuvar çalışmaları, büro değerlendirme ve tez yazımı çalışmaları olmak üzere dört aşamada gerçekleştirilmiştir. Saha Öncesi Çalışmaları: 2004 yılı başlarından itibaren çalışma alanı ve yakın çevresi ile ilgili literatür taraması yapılarak bölge hakkında değişik görüş ve değerlendirmeler tespit edilmiş ve eksik olan çalışma, uygulama ve yöntemler saptanmıştır. Yine bu aşamada DSİ Genel Müdürlüğü nden alınan, çalışma alanımızı kapsayan 1/ ölçekli hava fotoğrafları yardımıyla, bölge hakkında ön bilgi edinilmiş ve bölgedeki ana yapısal unsurların belirlenmesine çalışılmıştır. Ayrıca arazi çalışmalarında kolaylık sağlamak amacıyla, topoğrafik haritalardan, çalışma bölgesinin üç boyutlu sayısal arazi modeli oluşturularak, bu görüntü üzerindeki çizgisellikler belirlenerek hedeflenen arazi çalışmalarının yapılacağı kritik bölgeler tespit edilmiştir (Şekil 1.4). Saha Çalışmaları: Saha çalışmalarına 2004 yılı ikinci yarısından itibaren başlanmış, 2005 ve 2006 yıllarında Temmuz-Ekim ayları arasında devam etmiş olup toplam yaklaşık 4 aylık arazi çalışmasını kapsamıştır. Çalışmalar sırasında bölgenin 1/ ölçekli hava fotoğrafları ve 1/ ölçekli topoğrafik haritalarından faydalanılmıştır. Ayrıca çalışma bölgesinin stratigrafisi ve birimler arasındaki ilişkiler incelenerek, tespit edilen kritik bölgelerin ayrıntılı tektonik haritası hazırlanmıştır. 5

25 6 Şekil 1.4. İnceleme alanının kabartma haritası (Yapay ışığın dalım yönü 135 0, dalım açısı 45 0 ).

26 Bununla birlikte saha çalışmalarında, litoloji birimlerinin yapısal özellikleri de incelenmiş, sedimanter birimlerin tabaka doğrultu ve eğimlerinin ölçülmesi, fay, eklem gibi süreksizlik düzlemlerinin eğim yönü ve eğim miktarlarının ölçülmesi, fay düzlemleri üzerindeki fay çiziklerinin yönlerinin ve sapma açılarının ölçülmesiyle fay zonlarının kinematik özelliklerinin belirlenmesine yönelik veriler sağlanmış ve bu veriler 1/ ölçekli jeoloji haritasına işlenmiştir. Laboratuvar çalışmaları: Bu çalışmalar kapsamında, saha çalışmaları sırasında gözlenen yapısal unsurların (fay, çatlak, vb.) kinematik analizleri bilgisayar ortamında gerçekleşmiş, gerilim analiz ve çatlak gül diyagramlarının oluşturulmasında ilgili bilgisayar programları kullanılmıştır. Diğer taraftan, bölgenin 1/ ölçekli hava fotoğrafları, ana yapı elemanlarının belirlenmesinde ve litoloji birimlerinin sınır ilişkilerinin ortaya konulmasında önemli katkılar sağlamıştır. Büro çalışmaları: Saha ve laboratuvarda elde edilen verilerin değerlendirilmesi ve yorumlanması büro çalışmalarında gerçekleştirilmiştir. Sonuçların ve jeolojik olayların açıklanabilmesi amacıyla grafik, şema, çizelge, şekil ve jeolojik enine kesitler hazırlanmış ve sonuçta tez yazımı gerçekleştirilmiştir Önceki Çalışmalar İnceleme alanı ve yakın çevresinde yapılan çalışmaların çoğu Tuzgölü-Haymana havzalarının hidrokarbon olanaklarını belirlemek için havzanın stratigrafisi ve tektonik yapısının ortaya konulmasına yönelik olmuştur (Rigo de Righi ve Cortesini 1960; Arıkan 1975; Visher 1975; Capraru 1977, 1991; Görür ve Derman 1978; Turgut 1978; Derman 1980; Derman vd. 2000; Uygun 1981; Dinçer 1982; Oktay 1982; Uygun vd. 1982; Dellaloğlu ve Aksu 1984; Görür vd. 1984, 1998; Çemen ve Dirik 1992; Göncüoğlu vd. 1992, 1996; Leventoğlu 1994; Çemen vd. 1999). Daha önce bir bütün olarak çalışılmayan Eskişehir-Sultanhanı Fay Sistemi de değişik araştırıcılar tarafından çalışılmıştır (Erol 1969; Ünalan ve Yüksel 1978; Uygun 1981; Koçyiğit 1991b; Dirik ve Göncüoğlu 1995; Göncüoğlu vd. 1996). Bu fay sistemi kuzeyden güneye doğru Ilıca, Yeniceoba ve Cihanbeyli fay zonlarından oluşur. İlk olarak Koçyiğit (1991b) tarafından adlanan Ilıca fay zonu Haymana GB sında yer alır. Yaklaşık KB-GD doğrultulu fay zonu Yeniceoba ovası nın kuzey kenarına kadar izlenmekte olup çizgisel Ilıcaözü vadisi ve sıcak su 7

27 kaynakları bu fay zonu boyunca gözlenen önemli özelliklerdir. Yeniceoba ve Cihanbeyli fay zonları ilk olarak Çemen vd. (1999) tarafından adlanmıştır. KB-GD doğrultulu bu her iki fay zonu birbirine paralel/yarı paralel, yüksek açılı normal fay bileşenli sağ-yanal doğrultu atımlı faylardan oluşur. Fay zonu boyunca temele ait birimlerde dahil olmak üzere yaşlı birimler Miyo-Pliyosen yaşlı çökellerle yan yana gelmiştir. Ayrıca Özsayın ve Dirik (2007), İnönü-Eskişehir Fay Sistemi nin Yeniceoba-Cihanbeyli (Konya-Türkiye) bölümündeki yaptığı incelemede ise Cihanbeyli ve Yeniceoba fay zonlarını, neotektonik dönemde meydana gelen deformasyonları tespit etmek için segmentler halinde incelemiş ve fay düzlemleri üzerinden alınan kayma verilerinin kinematik analizler sonucunda değerlendirilmesiyle Yeniceoba fay zonunun iki, Cihanbeyli fay zonunun tek evreli bir deformasyon geçirdiğini bulmuştur. Erol (1969), Tuzgölü havzasının jeolojisi ve jeomorfolojisi üzerine yaptığı çalışmada havzanın Miyosen-Erken Pliyosen döneminde geniş bir tatlı su gölü ile kaplı olduğu ve havza gelişiminin sınırlı bir şekilde orta kesimlerinde Kuvaterner de devam ettiğini belirtmiştir. Ayrıca havzanın batı ve doğu kısımlarındaki faylarla yüzeye sodyum sülfat ve tuz getiriminin olabileceğini ortaya koymuştur. Arıkan (1975), Haymana-Tuz gölü ve Bala yöresindeki tüm Üst Kretase-Eosen birimlerini Haymana, Küredağ, Çayraz ve Bala formasyonları adı altında toplamıştır. Araştırıcıya göre Tuz Gölü, Haymana ve Bala havzaları bu dönemde birbirleriyle bağlantılıdır. Havzadaki sismik profilleri yorumlayan yazar taban tuz kütlelerine Geç Kretase veya Orta Eosen yaşını vermiş, ayrıca havzadaki petrol imkanlarını tartışmıştır. Ünalan ve Yüksel (1978), inceleme alanının devamı niteliğindeki Haymana-Polatlı Havzası nın Paleosen-Erken Eosen aralığında gelişmiş KB-GD doğrultulu bir graben olduğunu ve Neojen karasallarının bu grabeni açısal uyumsuzlukla örttüğünü belirtmişlerdir. Ayrıca Sakarya Nehri nin faylarla denetlenen dirseklerinin varlığı, Neojen volkanizması ve sıcak su kaynakları ile meydana gelen depremlerin (örn: 1974 Yenimehmetli depremi) bu fayların bir bölümünün halen aktif olduğunu kanıtladığına değinmişlerdir. Görür (1981), Aksaray-Koçhisar arasının stratigrafisinde granitlerin oluşturduğu temelin üzerine gelen çakıllı-kumlu Maastrihtiyen yaşlı Kartal formasyonu, Geç Maastrihtiyen 8

28 yaşlı Asmaboğazı formasyonu, Paleosen yaşlı Kırkkavak formasyonu, Eosen yaşlı Kartal- Eskipolatlı formasyonu, Geç Eosen yaşlı Mezgit formasyonu ve Miyo-Pliyosen yaşlı Cihanbeyli formasyonlarından bahsetmektedir. Uygun (1981), Tuz Gölü Havzasında yaptığı çalışmada, havzanın paleocoğrafik ve yapısal gelişiminden bahsederek bölgenin genelleştirilmiş stratigrafik kesitini hazırlamıştır. Ayrıca havzanın evaporit oluşumlarını ve hidrokarbon olanaklarını değerlendirmiştir. Görür vd. (1984), Tuz Gölü Havza kompleksi adı altında Tuz Gölü ve Haymana alt havzalarını tanımlayarak, bu havza kompleksinin ayrıntılı olarak tektonik gelişimini açıklamışlardır. Ercan (1986), Orta Anadolu daki tüm Senozoyik volkanizmasını çalışmış, bunlardan inceleme alanının güneyinde yer alan Konya ve Karaman volkaniklerinin Miyo-Pliyosen yaşlı, kalkalkalen karakterde ve kabuksal kökenli bir volkanizma ürünü olduklarını belirtmiştir. Umut vd. (1990), Tuzgölü batısında yaptıkları çalışmada Geç Miyosen-Pliyosen yaş aralığında Kırmızıbayır tepe, İnsuyu ve Derviş olmak üzere üç formasyon tanımlamış ve bu birimlerin çökelme ortamlarına değinmişlerdir. Ulu vd. (1994a, b), İnlice-Akkise ve Cihanbeyli-Karapınar alanlarında yaptıkları çalışmalarında, İç Anadolu güneybatı bölümünün litostratigrafik bölümlerini inceleyerek, jeodinamik evrimi ortaya koymaya çalışmışlardır. Bu birimleri, Temel Kayaları ve Örtü kayaları adı altında toplamışlardır. Temel Kayaları Geyikdağı Birliği, Bolkardağı Birliği ve Bozkır Birliği şeklinde gruplamışlardır. Örtü Kayalarını, Paleo-otokton ve Neo-otokton örtü kayaları olmak üzere ikiye ayırmışlardır. Paleo-otokton da Erken Tersiyer e ait Eskipolatlı ve Çayraz formasyonlarını ayırtlamışlardır. Bunlar birbirleri ile yanal ve düşey geçişlidir. Neo-otoktonda ise Miyosen-Güncel yaş aralığındaki birimleri ayırtlamışlardır. Çemen ve Dirik (1992), Tuzgölü Havzası nın kuzeydoğu kısımının stratigrafisi ve yapısal jeolojisinden bahsederek Tuzgölü Havzası nın bölgedeki Maastrihtiyen öncesi temel kayaçlar üzerinde gelişmiş, genişlemeli bir havza olabileceğini öne sürmüşlerdir. 9

29 Göncüoğlu vd. (1996), Tuzgölü Havzasının batı kesiminde yaptıkları çalışmalarda, havzanın temel birimlerinin karşılaştırılması, örtü birimlerinin özellikleri ve havzanın jeolojik evrimini ortaya koymuşlardır. Ayrıca yapılan bu çalışma ile havzanın güneybatı kesimi ayrıntılı olarak incelenmiştir. Gündoğan ve Helvacı (1996), Bolluk Gölü (Cihanbeyli-Konya) ve çevresinde yaptıkları çalışmalarda 63 adet traverten konisinden bazılarının, halen aktif olarak sülfatlı su çıkartmakta olduğunu ve bunların Bolluk Gölü nün SO 4 çe zenginleştirdiğini belirtmişlerdir. Çemen vd. (1999), Tuzgölü havzasının doğu ve batı kesiminin stratigrafisini ortaya koyarak havzanın, Geç Kretase den başlayıp günümüze kadar olan yapısal gelişimini açıklamışlardır. Derman vd. (2003) Orta Anadolu da Haymana, Tuzgölü ve Ulukışla havzaları olarak tanımlanan havzalarda yürüttükleri çalışmalarda, ayrı havzalar olarak tanımlanan bu alanların aslında tek bir havzanın (Orta Anadolu Havzası) parçaları olduğunu ortaya koymuşlardır. Dirik ve Erol (2003), Tuzgölü ve çevresinin tektonomorfolojik evrimi üzerine yaptıkları çalışmada, gelişimi Geç Kretase de bir graben olarak başlayan Tuzgölü Havzası nın ilk kez Eosen de sıkıştığını ve Geç Miyosen-Erken Pliyosen de batıya kaçmaya başlayan Anadolu Levhası nın daha önceden çalışılmış olan fayları tekrar harekete geçirerek fay kontrollü iç havzaların oluşmasını sağladığını belirtmişlerdir. Eren (2003a, b) Konya Havzası nın batısında yaptığı incelemelerde, havzayı batıdan sınırlayan fayların Miyo-Pliyosen yaşlı gölsel kireçtaşlarını ve Kuvaterner çökellerini kestiğini ve bu fayların çoğunlukla normal faylar, bir kısımının ise sağ yönlü doğrultu atım bileşenine sahip normal faylar olduğunu ortaya koymuştur. Özsayın ve Dirik (2007), İnönü-Eskişehir Fay Sistemi nin Yeniceoba-Cihanbeyli (Konya- Türkiye) bölümündeki yaptığı incelemede, bölgede yayılım gösteren kayaçları Neojen öncesi temel ve Neojen ve sonrası örtü birimleri olmak üzere iki ana grupta toplamış, Neojen birimlerini ayrıntılı olarak incelemiş ve sınırlı yayılıma sahip Cihanbeyli 10

30 Formasyonu nun Kuşça üyesini ilk kez bu çalışmada tanımlamıştır. İnönü-Eskişehir Fay Sistemi nin güney doğudaki uzantısını oluşturan Cihanbeyli ve Yeniceoba fay zonlarını, neotektonik dönemde meydana gelen deformasyonları tespit etmek için kırıklar halinde incelemiş ve fay düzlemleri üzerinden alınan kayma verilerinin kinematik analizler sonucunda değerlendirilmesiyle Yeniceoba fay zonunun iki, Cihanbeyli fay zonunun tek evreli bir deformasyon geçirdiğini bulmuştur. Ayrıca her iki fay zonu üzerinde tespit edilen ve güncel çökelleri kesen kinematik analiz sonuçlarına göre günümüzde bu bölgenin KKD- GGB doğrultusunda açıldığını tespit etmiştir. Değişik araştırmacıların, çalışma konuları ve çalıştıkları bölgeler Çizelge 1 de, inceleme alanı ve çevresinde gözlenen birimlere verilen isimler ve yaş ilişkileri ise Şekil 1.5 de karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. 11

31 Çizelge 1. İnceleme alanı ve çevresinde daha önce yapılmış olan çalışmalar. Araştırmacı Çalışma konusu Çalışma alanı Agalede (1954) Genel jeoloji Tuzgölü batısı ve güneybatısı Akarsu (1959) Jeoloji, petrol Polatlı Arıkan (1975) Genel jeoloji, petrol Tuzgölü çevresi Aydemir ve Ateş (2005, 2006a, b) Jeofizik, tektonik evrim Tuzgölü çevresi Ayyıldız (2002) Stratigrafi Tuzgölü çevresi Capraru (1977) Petrol Tuzgölü Capraru (1991) Petrol Tuzgölü Chaput (1936) Jeoloji, jeomorfoloji Türkiye, genel Çemen ve Dirik (1992) Stratigrafi, tektonik Tuzgölü kuzeybatısı Çemen vd. (1995) Genel jeoloji Tuzgölü batısı Çemen vd. (1999) Tektonik evrim Tuzgölü Dellaloğlu ve Aksu (1984) Jeoloji, petrol Kulu-Ş.koçhisar-Aksaray Derman (1980) Genel jeoloji Tuzgölü kuzeyi Derman vd. (2000) Tektonik Aksaray Dinçer (1982) Jeoloji, petrol Kulu batısı Dirik ve Erol (2003) Tektonomorfoloji Tuzgölü Duru ve Gökçen (1985) Stratigrafi, paleontoloji Polatlı güneyi Ercan (1986) Volkanizma Orta Anadolu Eren (2003a, b) Tektonik Konya çevresi Erol ( ) Jeoloji Bolluk gölü çevresi Erol (1969) Jeoloji, jeomorfoloji Tuzgölü Göncüoğlu vd. (1992) Jeoloji Orta Anadolu Göncüoğlu vd. (1996) Jeoloji Tuzgölü batısı Görür ve Derman (1978) Stratigrafi, tektonik Tuzgölü-Haymana Görür vd. (1984) Tektonik evrim Tuzgölü Gündoğan ve Helvacı (1996) Jeoloji, hidrokimya Bolluk gölü Gürer ve Aldanmaz (2002) Sedimantoloji, sedim. evrim Batı-Orta-Doğu Anadolu Karakaş ve Kadir (1998) Jeoloji, mineraloji Konya kuzeyi Koçyiğit (2005) Tektonik Batı ve Orta Anadolu Lahn (1949) Genel jeoloji Orta Anadolu Leventoğlu (1994) Tektonik Aksaray Özcan vd. (1989) Jeoloji Kütahya-Çifteler-İhsaniye Özcan vd. (1990a) Genel jeoloji Kütahya Bolkardağı Özcan vd. (1990b) Genel jeoloji Konya-Kadınhanı-Ilgın Özkul ve Türkmen (2000) Stratigrafi Orta Anadolu Özmumcu (1974) Genel jeoloji Tuzgölü batısı 12

32 Çizelge 1. İnceleme alanı ve çevresinde daha önce yapılmış olan çalışmalar (Devam ediyor). Özsayın ve Dirik (2007) Tektonik Tuzgölü kuzeybatısı R. de Righi ve Cortesini (1960) Havza analizi, jeoloji Orta Anadolu Sirel (1975) Stratigrafi Polatlı güneyi Sonel vd. (1995) Genel jeoloji, petrol Tuzgölü çevresi Sonel ve Sarı (2003) Sedimantoloji, petrol Tuzgölü kuzeyi Turkish Gulf Oil Co. (1961) Genel jeoloji, petrol Tuzgölü Ulu vd. (1994a, 1994b) Sedimantoloji, tektonik Cihanbeyli-Karapınar Umut vd. (1990) Genel jeoloji Kadınhanı-Sarayönü-Sülüklü Ünalan vd. (1976) Stratigrafi Haymana-Polatlı Ünalan ve Yüksel (1978) Tektonik Haymana-Polatlı Ünalan ve Yüksel (1985) Genel jeoloji, petrol Haymana-Polatlı Uygun (1981) Evaporit, hidrokarbon Tuzgölü Uygun vd. (1982) Genel jeoloji Tuzgölü Varol vd. (2000) Sediantoloji, jeokimya Tuzgölü çevresi Varol ve Kazancı (2000) Sedimantoloji, paleontoloji Tuzgölü çevresi 13

33 Şekil 1.5. İnceleme alanı ve çevresinde gözlenen birimler ile yaş-dokanak tipi ilişkilerini gösteren karşılaştırmalı diyagram. 14

34 2. STRATİGRAFİ VE KARŞILAŞTIRMA 2.1. Çalışma Bölgesinin Stratigrafisi Çalışma alanınında yaş konağı Kretase den günümüze kadar değişik yaşlarda sekiz birim ayırtlanmıştır. Temelde Kretase yaşlı ofiyolitli karmaşık bulunmaktadır. Temel birimlerini en geç Kretase-Paleosen yaşlı Kartal formasyonu uyumsuzlukla örtmektedir. Kartal formasyonunun üst seviyeleri yanal ve düşey olarak, geç Paleosen yaşlı Çaldağ formasyonuna geçmektedir. Çaldağ formasyonunun olmadığı yerlerde ise Eskipolatlı formasyonu, Kartal formasyonu üzerine gelmektedir. Eosen yaşlı Eskipolatlı formasyonu içinde Sincik ve Çayraz olmak üzere iki üye ayırtlanmıştır. Oligo-Miyosen yaşlı Gökdağ formasyonu, kendisinden yaşlı bütün birimler üzerinde uyumsuzlukla bulunmaktadır. Çalışma alanında çok geniş bir yayılıma sahip olan Pliyosen yaşlı Cihanbeyli formasyonu ise daha yaşlı birimleri uyumsuz olarak örtmektedir. Yelpaze çökelleri ve alüvyon Kuvaterner yaşlıdır. Bu çalışma kapsamında bölgede yer alan tüm birimler, stratigrafik ve tektonik anlatımın kolayca yapılabilmesi için en geç Kretase-Tersiyer öncesi temel kayaçları ve en geç Kretase-Tersiyer örtü kayaçları olmak üzere iki ana grup altında incelenmiştir (Şekil 2.1) En Geç Kretase-Tersiyer Öncesi Temel Kayaçları En geç Kretase-Tersiyer öncesi temel kayaçları, çalışma alanında Kretase yaşlı ofiyolitli karmaşık ile temsil edilir. Ofiyolitli karmaşık birimi önceki çalışmalarda Anadolu Napı (Blumenthal 1948), Ankara Melanjı (Bailey ve McCallien 1940) ve Orta Anadolu ofiyolitli karmaşığı (Göncüoğlu vd. 1991, 1992, 1993, 1994) olarak tanımlanmıştır. Bu çalışmada da önceki çalışmalarla eş anlamlı olarak birim için Orta Anadolu ofiyolitli karmaşığı adı kullanılmıştır Orta Anadolu Ofiyolitli Karmaşığı Çalışma alanındaki en yaşlı birimleri temsil eden ofiyolitli karmaşık, İzmir-Ankara- Erzincan Okyanusunun kapanması sürecinde gelişen ve güneye Kütahya-Bolkardağ Kuşağı birimleri üzerine itilen yığışım prizması malzemesi ile temsil edilmektedir (Dirik ve Erol, 2000). Birimin ana gövdesini oluşturan bloklu tortul karmaşık ise Yunak olistostromu olarak tanımlanmıştır (Göncüoğlu vd. 1996). 15

35 Şekil 2.1. Çalışma alanının genelleştirilmiş tektono-stratigrafik dikme kesiti (Akarsu 1971; Ünalan vd. 1976; Özcan vd. 1990; Göncüoğlu vd. 1996; Çemen vd. 1999; Dirik ve Erol 2003 den faydalanılmıştır). 16

36 Bu malzeme, Geç Maastrihtiyenden önce birbirine eklenmiş Torit-Anatolit (Kütahya- Bolkardağ) tipi platform ve yamaç fasiyeslerini içeren metamorfik bloklar, mavişist metamorfizması geçirmiş, dalma batma zonundan türemiş yamaç ve okyanusal kabuk parçalarını içeren bloklar, ensimatik bir yay volkanizmasının ürünü bloklar ve olasılıkla Sakarya mikrokıtasına ait bloklarla bunların matriksini oluşturan türbiditik-olistostromal kayalardan oluşmaktadır (Göncüoğlu vd. 1996). Çalışma alanında gözlenen birim, yeşil renkli kum-silt-kil boyu bir hamur içindeki Karbonifer, Permiyen, Triyas ve Kretase yaşlı kireçtaşı blokları ve ofiyolitik kayaçlardan (Yunak olistostromu) meydana gelmektedir (Göncüoğlu vd. 1996). Yunak olistostromunun içindeki blokların önemli kesimini büyüklükleri birkaç metreden birkaç kilometreye kadar değişen kireçtaşı blokları oluşturmaktadır. Birim, çalışma alanının kuzey batısında ve orta kesimlerinde Yeniceoba batısında Kuş tepe (J28-c4), Söğüt tepe (J28-c4), Harman tepe (J28-c4), Kandiltepe (K29-a1), daha batıda Mermerdağ (K29-a1) ve Büyükziyaret tepede (K28-b2) tipik özellikleri ile yüzeylenmektedir (Bkz. Ek 1 ve Şekil 2.2.). Özellikle Kuştepe (J28-c4), Kandiltepe (K29-a1) ve Mermerdağ (K29-a1) civarında yüzeylenen genelde kahverengimsi gri, dolomitleşmiş, rekristalize kireçtaşları çok tipiktir ve masif kütleler halinde izlenmektedir (Şekil 2.3). Göncüoğlu vd. (1966) tarafından bu yörede gözlenen rekristalize kireçtaşlarında bulunan Neoschwagerina sp., Schwagerinidae, Fusulinidae, Parafusulina sp., Codonofusiella sp., Tuberitina collosa, Climacammina sp., Yangchienia sp.,afghanella sp., Agathammina sp., Schubertalinae, Pachyploia spp., Globivalvulina sp., Geinitzinidae, Paleotextularidae, Tolypammina sp., Dagmarita chanackiensis, Dagmarita sp., Kahlerina sp. planktonik foraminiferleri taksonlarına göre birimin yaşı geç Permiyen olarak belirlenmiştir. Çalışma alanının kuzeybatısında ve orta kesimlerinde yüzeylenen kireçtaşı blokları çoğu yerde en geç Kretase-Paleosen yaşlı Kartal formasyonu, Eosen yaşlı Eskipolatlı formasyonu ve Oligo-Miyosen yaşlı Gökdağ formasyonları üzerinde tektonik olarak yer almaktadır. İnceleme alanında tabanı gözlenemeyen ofiyolitli karmaşığa ait birimler ise, özellikle Çatak köyü çevresinde (J28-c3) ve Kütükuşağı köyünün kuzeyinde (K29-a2) yüzlek vermektedir. Bu birim, (gabrolar, serpantinitler ve ultramafit kayaçlar) Kartal formasyonu 17

37 tarafından uyumsuz olarak örtülürler. Ayrıca Ankara ofiyolitli karmaşığı, inceleme alanının bazı kesimlerinde genelde Neojen yaşlı kayaçlarla normal faylı bir tektonik dokanağa sahiptir. Şekil 2.2. Alahacılı köyünün kuzeyinde (J28-c3) gözlenen ofiyolitli karmaşığa ait birimlerin genel görünümü (Bakış KB ya). Şekil 2.3. Kandil Köyünün güney doğusunda bulunan Kandil tepede (K29-a1) gözlenen Orta Anadolu ofiyolitli karmaşığına ait serpantinit ve kireçtaşı bloklarının genel görünümü (Bakış KB ya). 18

38 Bu çalışmada Orta Anadolu ofiyolitli karmaşığı na ait ofiyolit blokları, serpantinit ve kireçtaşı blokları (Yunak olistostromu), ayırtlanarak çalışılmış ve haritalanmıştır En Geç Kretase-Tersiyer Yaşlı Örtü Birimleri Örtü birimleri, en geç Kretase-Paleosen yaşlı Kartal formasyonu, geç Paleosen yaşlı Çaldağ formasyonuna, Çaldağ formasyonunun olmadığı yerlerde ise Eskipolatlı formasyonu, Oligo-Miyosen yaşlı Gökdağ formasyonu ve Pliyosen yaşlı Cihanbeyli formasyonu adı altında toplanan kayaç birimlerinden oluşmaktadır Kartal Formasyonu Temelin üzerine gelen ilk birim olan Kartal formasyonu havza kenar alanlarında temel birimlerini uyumsuzlukla örtmektedir. Rigo ve Cortesini nin (1959) sadece red beds adını verdiği Kartal formasyonu ilk kez Turkish Gulf Oil (1961) tarafından adlandırılmıştır. Daha sonraları Yüksel (1970), Akarsu (1971a, b), Sirel (1975), Ünalan vd. (1976), Göncüoğlu vd. (1996), Çemen vd. (1999) ve Dirik ve Erol (2000) aynı stratigrafik konum ve litolojik özellikteki kırıntılar için aynı adı kullanmışlardır. Bu çalışmada da önceki çalışmalarla eş anlamlı olarak kırmızı renkli karasal kırıntılılar için Kartal formasyonu adı kullanılmıştır. Kartal formasyonu tipik özellikleri ile çalışma alanının kuzeyinde, Dulayşenin bahçesi batısında (K29-a2), Sadullahyüksel yaylanın kuzeyinde (K29-a2) ve daha batıda Sincik köyü civarında (J28-c4) geniş bir alanda yüzeylenmektedir (Şekil 2.4) Birimin tamamı kırıntılılardan ibarettir ve koyu kırmızı-bordo renk hakimdir. Tabakalanma kötüdür ve tabaka kalınlıkları cm arasında olup geometrileri mercekseldir, ender olarak daha kalın tabakalara da rastlanmaktadır. Kırıntılıların büyük çoğunluğu serpantin, çört, gabro, magmatik kaya ve kireçtaşı çakıllarından oluşmaktadır. Çakıl çapları cm arasında değişmekte, ancak çoğunluğunu 2-7 cm arasında boyutları olan çakıllardan oluşmaktadır. Kötü yuvarlanmış bu kırıntılıların boylanmalarıda kötüdür. 19

39 Şekil 2.4. Kırmızı tepe güneyinde (J28-c4) gözlenen Kartal formasyonunun genel görünümü (Bakış KD ya). Derecelenmenin de pek iyi olmamasına karşılık, bazı seviyelerde tane boyu değişimleri kısmen farkedilebilmektedir. Matriks yine aynı litolojilerin kum boyundaki kırıntılarından oluşmaktadır. Arada tekrarlanan kumtaşı ve silttaşı seviyeleri de çakıltaşı seviyelerinin mikro özelliklerini yansıtmaktadır. Üst seviyelere doğru çakıltaşı-kumtaşı ve çamurtaşı ardalanması belirgindir. Kumtaşları da kötü boylanmalı ve çapraz tabakalıdır. Çamurtaşları ise koyu kızıl renklidir ve hakim litolijiyi oluşturmaktadırlar. Kartal formasyonu üst seviyelerinde yanal ve düşey olarak, Geç Paleosen yaşlı Çaldağ formasyonunun kırmızı, üste doğru yeşil-krem renkli marn-kumtaşı-kumlu kireçtaşı ardalanmasına geçer (Şekil 2.5). Ofiyolit bloklarının üzerine uyumsuz olarak gelen Kartal formasyonu Çaldağ formasyonunun olmadığı yerlerde Eskipolatlı formasyonu tarafından uyumsuzlukla örtülmektedir. 20

40 Birimin alttan üste doğru tane boyu giderek incelen çökellerden oluşu ve sıralanmanın çakıltaşı, kumtaşı ve çamurtaşlarından oluşması, ayrıca bunların çoğu kez tekrarlanması, geometrilerinin merceksel oluşu, birimin içerisinde kömür bulunması ve oksidasyon sonucu kırmızı rengin yaygın varlığı, birimin karasal (flüviyal) bir ortamda geliştiğini göstermektedir (Friedmans and Sanders 1978; Reineck and Singh 1980; Bush and Link 1985). Göncüoğlu vd. (1980) ise birimin çökelme ortamı itibari ile çok sığ bir lagüne ulaşan yelpaze çökelleri karakterinde olduğunu ve içerdiği dev bloklar, içyapısının düzensizliği gibi özelliklerinden ötürü büyük olasılıkla hızlı yükselen bir şevin önünde çökelmiş olduğunu belirtmişlerdir. Şekil 2.5. İnceleme alanında Beyazçal tepede (Kütükuşağı köyünün 4 km güneybatısı) (K29-a2) Kartal formasyonu üzerine uyumlu olarak gelen Çaldağ formasyonu (Bakış KB ya). Kartal formasyonunun çakıllı bölümünün üzerindeki gri renkli killi kireçtaşlarında Globotruncana linneiana, Globotruncana arca, Globotruncana spp., Globotruncanita cf. 21