ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ SAVCILI FAY ZONUNUN (KIRŞEHİR) YAPISAL ANALİZİ. Ayşe ÇAĞLAYAN

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ SAVCILI FAY ZONUNUN (KIRŞEHİR) YAPISAL ANALİZİ Ayşe ÇAĞLAYAN JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ANKARA 2010 Her hakkı saklıdır

2 ÖZET Yüksek Lisans Tezi SAVCILI FAY ZONUNUN (KIRŞEHİR) YAPISAL ANALİZİ Ayşe ÇAĞLAYAN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Veysel IŞIK Savcılı fay zonu (SFZ), Orta Anadolu da 70 km uzunluk ve 10 km genişlikte, birbirine paralel yarı-paralel pek çok faydan oluşan bir zondur. Zonun ana litolojisini temel kayaları ve örtü birimleri oluşturmaktadır. Zon içinde inceleme sahası olarak seçilen iki alan (Alan 1, Alan 2) faylanmanın tanımsal ve kinematiğine yönelik bilgiler sunar. Bu alanlarda fay yüzeyleri boyunca metamorfikler, Eosen yaşlı kırıntılı birimler üzerine, granitoyidlerde metamorfitler üzerine itilmişlerdir. Savcılı fay zonu nu temsil eden bindirme/ters fayların egemen doğrultusu KB-GD olup GB ya eğimlidir. KD-GB doğrultulu ve GD ya eğimli düzlemlerde bulunmaktadır. Her bir fay, zon tanımlaması (kataklastik zon) içerisinde çekirdek ve hasar zonu olarak ayırt edilmiştir. Bu zonlarda, çekirdek özellikle kataklasit gibi fay kayaları ile temsil olurken hasar zonu breş, kataklasit türü fay kayaları, yaygın kırıklanmalar, kıvrımlanmalar ve mineral dolgulu damarlar ile temsil olur. Fay yüzeyi analizleri inceleme alanında fayların egemen olarak güneydoğudan kuzeybatıya bir hareketin, az oranda yaklaşık güneyden kuzeye bir hareketin ürünü olduğunu ortaya koyar. Paleostres analizi bu fayların bugünkü konumlarına göre olası σ 1, σ 2, σ 3 ana stres (gerilme) yönlerini 04 0 /K22 0 B, 01 0 /K68 0 D ve 86 0 /G18 0 D olarak verir. Bölgedeki fay yüzeyleri mm-cm ölçekli kinematik belirteçler (basamaklar, kırıklar, eğimlenmiş düzlemsel yapı dizileri, asimetrik çukurlar) içerir. Bu belirteçlerin ortaya koyduğu makaslama anlamı yukarıdaki hareket yönlerini destekler konumdadır. Bu çalışma ile elde edilen veriler, Savcılı fay zonunun yerin sığ derinliklerinde, gevrek deformasyon koşullarında yaklaşık kuzey-güney yönelimli bir sıkışma sonucu oluştuğuna işaret eder. Ağustos 2010, 82 sayfa Anahtar Kelimeler: Fay zonu, Fay çekirdeği, Hasar zonu, Kataklasit, Orta Anadolu Kristalen Kompleksi i

3 ABSTRACT Master Thesis STRUCTURAL ANALYSIS OF THE SAVCILI FAULT ZONE, KIRSEHIR Ayşe ÇAĞLAYAN Ankara University Graduate School of Natural and Applied Science Department of Geological Engineering Supervisor: Assoc.Prof.Dr. Veysel IŞIK The Savcılı fault zone (SFZ), located in the central Anatolia, has a length of about 70 km and a width of about 10 km, and consists of a numerous parallel to sub-parallel faults. Basement rocks and cover rocks constitute main lithologies in the zone. Two typical areas (Area 1, Area 2) chosen as a study area within the zone include descriptive and kinematic characteristics of faulting. Along the fault surfaces in these areas, the metamorphites were settled on Eocene detritic sedimentary units, and the granitoids were moved on the metamorphic rocks. These thrust/reverse faults within the Savcılı fault zone are mainly NW-striking and SW-dipping; there are also fault surfaces NE-striking and SE-dipping. Each faults in these areas represent fault zones consist of core and damage zones. While the core is characterized by fault rocks, such as cataclasites and gauges, the damage zones are represented by fault rocks (breccias, cataclasites), pervasive fracturing, faulting and mineralfilled veins in these zones. Fault surface analyses indicate that the direction of movement along these faults occurred mainly from southeast to northwest, and lesser amount of movements occurred approximately from south to north. Paleostress analyses display that the orientation of main stresses, σ 1, σ 2 and σ 3 are 04 0 /N22 0 W, 01 0 /N68 0 E and 86 0 /S18 0 E, respectively. Fault surfaces include mm- to cm-scale kinematic indicators (e.g. steps, fractures, trains of inclined planar structures and asymmetric cavities) and display sense of shearing, which support direction of movement along these faults mentioned above. All these data obtained from study area suggest that the Savcılı fault zone occured in shallow crustal depths, under brittle deformation conditions; yet the zone was developed under approximately north-south regional compressional stress. August 2010, 82 pages Key Words: Fault zone, Fault core, Damage zone, Cataclasite, Central Anatolian Crystalline Complex ii

4 TEŞEKKÜR Tez çalışması TÜBİTAK 109Y071 numaralı Orta Anadolu da Savcılı Fay Zonunun Yapısal Özellikleri ve Tektoniği adlı proje tarafından desteklenmiştir. Üniversite eğitim sürecim boyunca yanında yetiştiğim, kendimi geliştirmem için beni sürekli yönlendiren, yapmak istediğim çalışmalarımda beni cesaretlendiren ve her zaman arkamda olduğunu hissettiren; tez konumun belirlenmesinde ve arazi çalışmamın her aşamasında bilgi ve tecrübelerini benimle paylaşan, değerli hocam Doç. Dr. Veysel IŞIK (Ankara Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı) a içten teşekkürlerimi sunarım. Bu çalışmamın son şeklini almasında değerli bilgi ve eleştirileriyle katkıda bulunan tez jürilerim sayın Prof. Dr. Gürol SEYİTOĞLU (Ankara Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı), Prof. Dr. Kadir DİRİK (Hacettepe Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı) e ayrı ayrı teşekkür ederim. Tez çalışmamın görselliğine DEM görüntüsü üzerine çalışma alanımın jeolojik haritasını yerleştirerek katkı koyan Moosarreza TOORİ (Ankara Üniversitesi Doktora Öğrencisi) ye emeği için teşekkür ederim. Çalışmanın şekilsel kısmı olan yazım hatalarının gözden geçirilmesinde katkısı olan Emel ESER (Ankara Üniversitesi, Lisans Öğrencisi) e teşekkür ediyorum. Çalışmam sırasında maddi ve manevi desteğini gördüğüm bu çalışmanın tamamlanmasında her zaman destekçim olan aileme ve kardeşim Neriman ÇAĞLAYAN (İstanbul Üniversitesi, Yüksek Lisans Öğrencisi) a sonsuz teşekkürlerimi sunuyorum. Adlarını burada sayamadığım fakat çalışmam sırasında her zaman manevi desteklerini hissettiğim arkadaşlarıma teşekkür ederim. Ayşe ÇAĞLAYAN Ankara, Ağustos 2010 iii

5 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii TEŞEKKÜR... iii ŞEKİLLER DİZİNİ... vi SİMGELER DİZİNİ... ix 1. GİRİŞ Problemin Tanımı Çalışmanın Amacı Materyal ve Yöntem Çalışma Alanının Coğrafik Özellikleri Çalışma Alanının Jeomorfolojik Özellikleri Öncel Çalışmalar JEOLOJİ Bölgesel Jeoloji İnceleme Alanı ve Çevresinin Jeolojisi Metamorfik kayalar Ofiyolitli melanj Plütonik Kayalar Örtü Kayaları Savcılı Bindirme Zonuna Yönelik Görüşler SAVCILI FAY ZONU Giriş Tanımsal Analiz Alan Ana kaya (protolit) Çekirdek Hasar zonu Alan Ana kaya (protolit) Çekirdek iv

6 Hasar zonu Kinematik Analiz TARTIŞMA VE SONUÇLAR KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ v

7 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1.1 Türkiye nin ana tektonik yapılarını gösterir harita (Işık 2009 dan alınmıştır.)... 1 Şekil 1.2 Orta Anadolu Kristalen Kompleksi ve yakın çevresinin sadeleştirilmiş haritası (Işık 2009 dan alınmıştır.)... 2 Şekil 1.3 İnceleme alanının yer bulduru haritası ve Savcılı fay zonu nun (SFZ) DEM görüntüsü üzerinde görünümü Şekil 2.1 Türkiye ve yakın çevresinin paleo-tektonik birlikleri (Okay ve Tüysüz 1999 dan sadeleştirilmiştir.) Şekil 2.2 İnceleme alanındaki kristalen kompleksi gösteren kolon kesit (Seymen 1981, 1982, 2000 den derlenmiştir.) Şekil 2.3 İnceleme alanındaki örtü birimlerini gösteren stratigrafik kolon kesit (Oktay 1981 den revize edilmiştir.) Şekil 2.4 Türkiye nin tektonik evrimini temsil eden paleo-tektonik haritalar (Şengör ve Yılmaz 1981 den alınmıştır.) 30 Şekil 2.5 Görür vd. (1998) tarafından Savcılı fay zonunun evrimini şematize eden paleo-tektonik haritalar.. 31 Şekil 2.6 Savcılı fay zonunun oluşumuna yönelik model (Yürür ve Genç 2006) Şekil 3.1 Fay kayası sınıflaması (Sibson 1977 den alınmıştır.) Şekil 3.2 İnceleme alanının genelleştirilmiş jeoloji haritası (Kara ve Dönmez 1990, Kara 1991 dan sadeleştirilmiştir.) Şekil 3.3 Kataklastik zonun genel hatlarını gösteren şematize model (Çağlayan vd. 2010).. 38 Şekil 3.4 a. Alan 1 in jeoloji haritası, b. Alan 1 in A-A kesiti, c. Alan 1 e ait hasar zonunun detay kesiti Şekil 3.5 İnceleme alanı içerisindeki ana kaya litolojilerinden görünüm Şekil 3.6 a. Çalışma alanının genel görünümü. Eosen yaşlı birimler ile mermerler arasında ve mermerler ile granitoid kayaları arasındaki faylanma sonucu gelişen protolit, hasar zonu, çekirdek ayrımı görülmektedir. Kırmızı renkli kesik çizgiler fayın izini temsil etmektedir, b. Hasar zonu çekirdek geçişinde gözlenen fay düzlemi ve zondaki fay kayası kataklasitten görünüm, c. Hasar zonu-çekirdek geçişinden görünüm, d. Mermer ve Eosen birimi arasında gelişen tavan blok hasar zonu ve çekirdek, taban blok çekirdekten görünüm, e. Mermerleri üzerleyen granitoyidden görünüm. Çekirdek kısmı örtülü olduğu için görülemeyen zonda tavan blok hasar zonu yoğun deforme gözlenmektedir Şekil 3.7 a. Eosen birimini üzerleyen mermerler arasında dokanak fay izi olarak görülmektedir. Taban blok çekirdek kısmı çok ince bir hat halinde olup vi

8 Eosen birimi içerisindeki taban blok hasar zonuna geçmektedir. Hasar zonu içerisinde kumtaşı ve konglomera birimleri gevrek deformasyon etkisiyle ilksel özelliğini kaybetmiştir, b. Eosen birimleri içerisinde gelişen taban blok hasar zonundaki kaotik breşlerden görünüm, c. Tavan blok hasar zonu içerisinde kırıklanma ve breş oluşumundan görünüm, d. Mermerlerde gelişen kaotik breş oluşumundan görünüm 45 Şekil 3.8 a. Granitoyid kütlesini etkileyen gevrek deformasyonun yakından görünümü. Kırıklanma ve fay kayası oluşumları belirgin görülmektedir, b. Granitoyid içerisinde gelişmiş kaotik breşin yakından görünümü, c. Granitoyid içerisinde anakaya, fay unu, kataklasit ve mozayik breş ilişkisini gösteren fotoğraf, d. Deformasyon etkisiyle yönlenen iri klast tanesi ve etrafını sarar konumdaki kataklasitin görünümü, e. Kataklastik foliasyondan görünüm Şekil 3.9 a. Granitoyid kayasındaki kırıklanmayı gösteren ince kesit görüntüsü. İnce kesit görüntüsünden % büyük klast oranı ile mozayik breş tanımlaması yapılmıştır, b. Granitoyiddeki ezilme ve ufalanma sonucunda gelişen matriks ve klastı gösteren ince kesit görüntüsü, c. Deformasyon etkisinin artması ile tanelerin yoğun ezilme ve ufalanması ile oluşan kataklasitin ince kesit görüntüsü, d. Kataklasit içerisindeki kalsit damarı gelişimini gösteren ince kesit görüntüsü Şekil 3.10 a. Alan 2 nin jeoloji haritası, b. A-A jeolojik enine kesiti, c. Fay çekirdeği ve hasar zonunun yakından görünümü. 50 Şekil 3.11 a. Alan 2 nin genel görünümü. Kataklastik zon kavramı içerisinde hasar zonu (tv blok, tb blok), çekirdek (tv blok, tb blok) ayrımı görülmekte, b. Şekil 3.11.a. nın kuzey kesimini gösteren fotoğraf. Yıldız ile gösterilen kesimdeki bükülme antiklinalin biçiminin şekildeki gibi çizmesine neden olmaktadır. Bu durum bindirme etkisi ile verjansın kuzeye yöneldiğini göstermektedir Şekil 3.12 Alan 2 içerisinde bulunan ana kayaların ince kesit görünümü Şekil 3.13 Alan 2 içerisinde Eosen yaşlı birimler ile metamorfitler arasında gelişen zondan görünüm Şekil 3.14 a. Alan 2 içerisindeki fay zonlarının genel görünümü, b. Mermer ve granitoyid kayasının tektonik dokanak ilişkisinin yakından görünümü. Fay düzlemi taban blok çekirdeğin litolojisini oluşturan mermerler içerisinde gelişmiştir, c. Şekil b de görülen zonun tavan bloğunda gelişen çekirdek ve hasar zonunun yakından görünümü, d. Tavan blok çekirdek içerisindeki fay kayası kataklasitin ince kesit görüntüsü, e. Granitoyidin hasar zonu içerisinde etkisinde kaldığı kırıklanmanın genel görünümü Şekil 3.15 Alan 2 içerisindeki hasar zonlarının yapısal özellikleri vii

9 Şekil 3.16 Alan 1 ve Alan 2 bölgelerinde metamorfik kayalardan (mermer) ölçülen foliyasyonların eş-alan alt yarım küre neti üzerindeki kontur diyagramı. Diyagram 36 ölçüm ile oluşturulmuştur. A, B ve C harfleri ile belirtilen noktalar kavuşma (kıvrım) eksenlerini temsil etmektedir. 60 Şekil 3.17 Alan 1 ve Alan 2 bölgelerinde Eosen yaşlı birimlerden ölçülen tabakalanmaların eş-alan alt yarım küre neti üzerindeki kontur diyagramı. Diyagram 106 ölçüm ile oluşturulmuştur. A ve B harfleri kavuşma (kıvrım) eksenlerini temsil etmektedir.. 60 Şekil 3.18 Alan 1 ve Alan 2 bölgelerinde ölçülen 7 adet fayın eş-alan neti üzerindeki kinematik analizi. σ 1, σ 2 ve σ 3 ana stres (gerilme) eksenlerini temsil etmektedir. Diyagram ile ilgili açıklama metinde yer almaktadır. 62 Şekil 3.19 Mermer biriminde gelişmiş fay düzleminin genel görünümü Şekil 3.20 a. Fay yüzeyi ve zonunda görülen bazı kinematik belirteçler. Fay zonunda görülen Riedel kırıkları (R1, R2, P, X, T) a, b, c, d şekillerinde şematize edilmiştir. Fay düzleminde görülen hilal şekilli oyuk siyah çerçeve içerisinde gösterilmiştir. (a. Riedel kırıklarının açısal ilişkileri ve ana stres yönlerinin konumu, b. R1 ve R2 kırıkları, c. Tansiyon kırıkları, d. P kırıkları, e. Hilal şekilli oyuk (Şematik şekiller Petit 1987 den değiştirilerek alınmıştır.) viii

10 SİMGELER DİZİNİ Ar/Ar Argon/Argon B Batı 0 C Santigrad derece cm Santimetre D Doğu G Güney GB Güneybatı GD Güneydoğu GGB Güneygüneybatı K Kuzey KB Kuzeybatı KD Kuzeydoğu KKD Kuzeykuzeydoğu K/Ar Potasyum/Argon kb Kilobar km Kilometre km 2 Kilometre kare m Metre m/sn Metre/Saniye mm Milimetre My Milyon yıl OAFZ Orta Anadolu Fay Zonu OAKK Orta Anadolu Kristalen Kompleksi Pb Kurşun Rb/Sr Rubidyum/Stronsuyum SFZ Savcılı Fay Zonu U Uranyum 0 Derece ' Dakika % Yüzde Binde - Eksi ± Artı veya Eksi ix

11 1. GİRİŞ Orta Anadolu jeolojik olarak Fanerozoyik dönemin çeşitli oluşumlarını barındıran bir bölgedir. Bölge özellikle Alpin orojenezinin etkidiği okyanusal ve kıtasal kabuk litolojileri, farklı tektonik rejimler ve değişken morfoloji ile temsil olur. 19 yy. dan itibaren yapılan jeolojik gözlemlerde bölge farklı görüşler ile yorumlanmıştır. Son 50 yıl içerisinde yapılan çalışmalar ise özellikle bölgenin levha tektoniği içerisinde değerlendirilmesinde ve jeodinamik evriminin ortaya konulmasında önem taşır (Örn. Şengör ve Yılmaz 1981, Moix vd. 2008). Bölge, Alpin orojenezi içerisinde paleo- ve neo-tektonik olmak üzere iki dönemde irdelenir. Tartışmalı olmakla birlikte özellikle Üst Miyosen sonrası oluşumlar (litoloji, yapı) neo-tektonik dönem içerisinde yorumlanırken Üst Miyosen öncesi oluşuklar paleo-tektonik döneme atfedilir (Örn. Dirik ve Göncüoğlu 1996). Bölgede Paleotektonik dönem, özellikle Neo-Tetis okyanus kollarının açılması ve kapanması ile temsil olur. Buna göre inceleme alanının da bulunduğu Orta Anadolu bloğu/kırşehir bloğu (mikro kıta) kuzeyde Neo-Tetis okyanusunun kuzey kolu, güneyde ise iç bükey İç Toros okyanusu ile sınırlı kıta kabuğudur (Şekil 1.1). Şekil 1.1 Türkiye nin ana tektonik yapılarını gösterir harita (Işık 2009 dan alınmıştır.) 1

12 Kırşehir bloğunun kristalen kayaları Orta Anadolu Kristalen Kompleksi olarak tanımlanmakta ve bu kompleks Kırşehir masifi, Akdağ masifi, Niğde masiflerini içermektedir. Orta Anadolu kristalen kompleksi metamorfik kayalar, ofiyolitli melanj kayaları ve granitoyid/siyenitoyidlerden oluşan üç ana gruba ayrılmaktadır (Şekil 1.2). Granitoyidler/siyenitoyidler Anadolu kristalen kompleksinin önemli kısmını oluşturmakta ve hem metamorfik hem de ofiyolitik kayalara sokulum yapmaktadır (Seymen 1984, Göncüoğlu 1986, Erler ve Göncüoğlu 1996, Fayon vd. 2001, Gautier vd. 2002, Whitney vd. 2001, Işık vd. 2008, Işık 2009). Kompleksi üzerleyen havza birimleri (Haymana, Sivas, Çankırı, Tuzgölü, Ulukışla ve Şarkışla havzaları) (Görür vd. 1984, 1998, Koçyiğit 1991, Tüysüz vd. 1995, Çemen vd. 1999, Gürer ve Aldanmaz 2002, Karadenizli vd. 2003, Clark ve Robertson 2005) Orta Anadolu nun ana litolojisini oluşturmaktadır. Şekil 1.2 Orta Anadolu Kristalen Kompleksi ve yakın çevresinin sadeleştirilmiş haritası (Işık 2009 dan alınmıştır.) 2

13 Kırşehir in kuzey batısında ve Hirfanlı barajının kuzeyinde yer alan Savcılı fay zonu (SFZ), literatürde ilk kez Oktay (1981) tarafından Savcılı Bindirme Zonu olarak tanımlanmış KB-GD doğrultulu, 70 km uzunluğunda 10 km kalınlığında yapısal bir elemandır. Bu çalışmada Savcılı fay zonunun yapısal analizi içerisinde geometrik özelliği (Örn. eğim ve doğrultusu, zonun uzunluğu ve genişliği, morfolojisi) fayla ilişkili yapılar, süreksizlik tipleri (Örn. kırıklar, çatlaklar, damarlar), fay kayalarının türleri ve özellikleri açıklanacaktır. Ayrıca zonun geometrisine yönelik tanımlamalar mezoskobik yapısal çalışmalar ve mikro yapısal analizler ile de desteklenerek zonun genel karakteristiklerinin ortaya konulması planlanmıştır. 1.1 Problemin Tanıtımı SFZ, Türkiye nin tektonik evrimi içerisinde Kırşehir bloğunun Sakarya kıtası ve Menderes-Torid platformu ile çarpışması ve Neo-Tetis Okyanusunun kuzey kolunun kapanması ile ilişkilendirilir (Şengör ve Yılmaz 1981, Görür vd. 1984). Oktay (1981) SFZ için Üst Eosen de bölgenin blok faylanmalar ile kırılıp günümüze kadar kuzey yönelimli olarak etkinliğini sürdürdüğü yorumuna Görür vd. (1998) zonun oluşumunu bumerang şeklinde olduğunu varsayarak Kırşehir bloğunun Üst Eosen de kapanması ile ilişkilendirmesi farklı açılımlar getirmiştir. Yakın zamanda Genç ve Yürür (2004, 2010), Yürür ve Genç (2006) Savcılı fay zonu ile ilgili bu görüşlerin aksine zonun bölgesel ölçekli bir sıkışma rejimi ile oluşmadığını gerilme/genişleme rejimine bağlı sıyrılma fay oluşumu ile ilişkilendirir. Bu durum bölgenin jeolojik gelişim modelinin açıklanmasında sıkıntılar oluşturmaktadır. Literatürde Savcılı fay zonunun yapısal özelliklerini tanımlayıcı, zonun karakteristiğini ortaya koyan çalışma bulunmamaktadır. 1.2 Çalışmanın Amacı Bölgesel öneme sahip Savcılı fay zonunun jeolojik özelliklerine sınırlı çalışmalarda değinilmiştir. SFZ ye konu olan alan içerisinde zonun tanımsal, kinematik ve dinamiğine yönelik çalışma bulunmamakta ve fay zonunun yaşı ise sadece göreceli yaş yorumları ile tanımlanmaktadır. 3

14 Bu kapsamda, tez çalışmasının temel amaçları şunlardır: (1) Savcılı fay zonunun tanımsal özelliklerinin ortaya konulması, (2) zon içerisindeki fay kayalarının (gevrek ve/veya sünümlü) belirlenmesi ve bunların oluşum mekanizmalarının tespiti, (3) zonun kinematiğinin belirlenmesi, (4) fay zonunun dinamiğine yönelik verilerin ortaya konulması ve (5) elde edilen verilerle önceki çalışmalarda belirtilen görüşlerin karşılaştırılması, rafine edilmesi ve zonun bölge jeolojisi içerisinde tartışılması amaçlamaktadır. 1.3 Materyal ve Yöntem Tez çalışması 3 aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşama, arazi çalışmalarını kapsamaktadır. Çalışmanın bu bölümünde mezoskobik ve megaskobik gözlemler yapılmıştır. Zonun geometrik özellikleri tespit edilmiş, zonu oluşturan fay kayaları ile yan kayaların özellikleri belirlenmiş, zon içerisindeki fay yüzeyleri ve fay zonunda gelişmiş belirteçler tespit edilmiş ve kinematik anlamı ortaya konulmuştur. İkinci aşama, laboratuvar gözlemlerini içermektedir. Arazi çalışmasında fay zonu ve çevresinden elde edilen yapısal veriler uygun bilgisayar programlarında değerlendirilmiştir. Alınan örneklerden (yönlü-yönsüz) ince kesit çalışmaları ile tanımsal ve kinematik analizler yapılmıştır. Tipik fay kayalarından sınırlı numunelerin yurtdışında izotop analiz metodu ile yaşlandırılma yapılması planlanmış fakat gerçekleştirilememiştir. Son aşama, verilerin yorumlanma aşamasıdır. Elde edilen tüm veriler yardımıyla inceleme bölgesindeki SFZ nin yapısal özellikleri ortaya konmuştur. 4

15 1.4 Çalışma Alanının Coğrafik Özellikleri Çalışma alanı Orta Anadolu da Kırşehir ili sınırları içerisinde ve Hirfanlı Barajı kuzeyinde yer almaktadır (Şekil 1.3). Kırşehir J31 1/ lik topoğrafik harita içerisinde konumlanmaktadır. Kırşehir, Orta Anadolu Bölgesi, Orta Kızılırmak bölümünde bulunmaktadır. Yüzölçümü 6665 km 2 olup kabaca bir paralel kenarı andıran ilin toprakları ülke topraklarının 8'i, İç Anadolu Bölgesi topraklarının % 2,9 unu oluşturmaktadır. İl, ' ' kuzey enlemleri, ' ' doğu boylamları arasındadır. Doğu ve güneydoğuda Nevşehir, güneyde Aksaray, batı ve kuzeybatıda Kırıkkale, kuzeydoğu ve doğuda Yozgat, batıda Ankara ile çevrilidir. Kırşehir ilinin ilçeleri; Akçakent, Akpınar, Boz Tepe, Çiçek Dağı, Kaman ve Mucur'dur. İlin güney uç noktası, Merkez Ulupınar kasabası, kuzey uç noktası Çiçek Dağı'nın Konurkale köyü, batı uç noktası Kaman Büğüz köyü ve Doğu uç noktası ise Mucur Kılıçlı köyüdür. Denizden yüksekliği 985 m dir ( Ulaşım. Ankara-Bala-Kaman (D260), Ankara-Elmadağ-Kırıkkale-Kırşehir (D765) veya Ankara-Şereflikoçhisar-Kırşehir (D750) yolları ile çalışma alanına ulaşım kolaylıkla sağlanabilmektedir. İklim. İç Anadolu Bölgesi'nin bozkır iklim kuşağı içinde yer almasından dolayı Kırşehir ili orman örtüsünden yoksun ve doğal bitki örtüsü bozkırdır. İldeki yıllık sıcaklık ortalaması 11,3 C, yıllık yağış miktarı ise 400 mm den azdır. İldeki dağlık ve ovalık alanlar arasında yıllık ortalama sıcaklık farkı fazla değildir. İlçeler arasındaki sıcaklık farkı 1 0 C civarındadır. Ocak ayı ortalama sıcaklığı -0,3 0 C dir. Temmuz ayı ortalama sıcaklığı 22,8 0 C dir. Kırşehir'de iklim özelliğine bağlı olarak gece ve gündüz sıcaklık değerleri arasında oldukça belirgin fark vardır. İl, genellikle kuzey ve güney yönlü rüzgârların etkisinde kalmakta ve yıllık ortalama rüzgâr hızı 2,0 m/sn dir ( 5

16 Şekil 1.3 İnceleme alanının yer bulduru haritası ve Savcılı fay zonu nun (SFZ) DEM görüntüsü üzerinde görünümü 6

17 1.5 Çalışma Alanının Jeomorfolojik Özellikleri Jeomorfolojik Özellikler. İl toprakları güneybatıda Kızılırmak, kuzeybatıda Kılıçözü deresi, kuzeydoğuda Delice Irmağı, doğuda Seyfe Gölü çöküntü alanları ile çevrilidir. İl topraklarının % 64,5 i plato, % 17,2'si dağlık alan, % 18,3 ova ile kaplıdır. Kırşehir, ortalama yüksekliği 1000 m ye ulaşan geniş bir yayla görünümü sergiler. Bölge üzerindeki bu plato bir kaç dağ kütlesi ile engebeleşmiş, Kızılırmak ve Delice Irmak kolları tarafından yarılmış dalgalı bir düzlüktür. Bu plato üzerinde Seyfe Gölü kapalı havza konumundadır. Bölgedeki dağların ortalama yükseltisi m arasında değişir. Bölgede, Aliöflez Dağ, Naldöken Dağları, Barana Dağ, Bozçal Dağ, Kervansaray Dağ, Çal Dağ, Tama Dağ; Çal Tepe, Kavağın Tepe, Kapak Tepe, Çatalçöv Tepe, Kale Tepe, Ziyaret Tepe, Lele Tepe önemli dağlar ve tepelerdir (Şekil 1.3). Kırşehir il topraklarının % 18,3 ünü ovalar teşkil eder. Ovalar; Malya Ovası, Çoğun (Çuğun) Ovası, Güzler Ovası, Hamamözü Ovası, Değirmenözü Ovası, Acıöz Ovası ve Maniöz Ovaları dır. Vadiler ise Kızılırmak Vadisi, Kırşehir Kılıçözü Vadisi, Kaman Kılıçözü Vadisi, Delice Irmak dır. Bölgedeki önemli akarsular; Kızılırmak, Kılıçözü (Kırşehir) Çayı, Kaman Kılıçözü Çayı, Delice Irmak dır. Göller: Seyfe Gölü, Obruk Gölü, Hirfanlı Baraj Gölü, Çuğun (Çoğun) Baraj Gölü, Karaova Baraj Gölü, Kültepe Barajı Gölü dür. 1.6 Öncel Çalışmalar Orta Anadolu bölgesi farklı jeolojik araştırmalara konu olmuştur. Çalışmaların çoğu bölgedeki masifleri oluşturan metamorfik ve magmatik kayaların tanımlanması, petrojenezlerinin incelenmesi, yaş ilişkilerinin belirlenmesi ile bölgedeki havza birimleri ve ofiyolitli melanjın jeolojisine yöneliktir. Bu çalışmalar ve önemli sonuçları aşağıda verilmektedir. Bailey ve McCallien (1950), Orta Anadolu da büyük kıvrımlanma ve naplı yapının varlığına işaret etmiştir. Araştırmacılara göre Üst Kretase zamanında Pontidlere ait olan Kırşehir kristalen kayaları nap halinde (Anadolu napı) Toroslara ait olan Paleozoyik ve 7

18 Mesozoyik birimleri üzerinde uzun mesafeler boyunca sürüklenmiştir. Aynı çalışmada şiddetli erozyonlar ile Anadolu napı antiklinalli bölgelerden aşınıp yok olurken senklinalli bölgelerde ise klipler halinde kaldığı belirtilir. Egeran ve Lahn (1951), yukarıdaki görüşün aksine Kırşehir masifi gibi büyük bir kütlenin nap halinde yüzlerce km taşınamayacağını belirtir. Araştırmacılar Orta Anadolu kristalen masifinin tektonik konumunu Ara Masif olarak tanımlayarak Kırşehir kristalen kayalarının Pontidlerde yer alan formasyonlar ile bir ilişkilerinin olamayacağını ifade ederler. Araştırmacılar, Pontidlerin güney kenarında ve Toridlerin kuzeyinde bulunan radyolaritli ve serpantinli ofiyolit serileri, aynı jeolojik şartlar altında meydana gelmiş olmalarına rağmen ayrı ayrı tektonik ünitelere ait olmaları gerektiğini vurgular. Ketin (1955) ne göre Kırşehir masifi Tersiyer başından beri otokton bir kütle olup Anadolu kıtasının çekirdeklerinden birisini oluşturmaktadır. Araştırmacıya göre, genel bir stratigrafi sunan metamorfik kayalar asidik (granit ve granodiyorit) intrüzyonlarca kesilmekte ve bazik (gabro-diyorit) intrüzyonlar da bölgede bulunmaktadır. Araştırmacı bölgede ofiyolitik seri veya karışık seri olarak adlandırılan birimin (kalker, marn, radyolaritler, bazalt, diyabaz-spilit ve yastık lavlar, serpantin ve blok halinde yarı kristalin kalkerler) inceleme alanında karışık olmadığını volkanik malzeme ile düzenli stratigrafi gösteren ve deformasyona uğramış birim olarak tanımlar. Ketin ve Erentöz (1963), bölgede farklı araştırmacıların (Örn. Buchardt 1954, Erguvanlı 1954, Pollak 1958, Vache 1962) çalışmalarına da yer vererek 1/ ölçekli Türkiye jeoloji haritası Kayseri paftası ve açıklamasını hazırlamışlardır. Ketin (1966), Anadolu nun tektonik birlikleri adlı bu çalışmasında Orta Anadolu kesimini Anatolidler içerisinde yorumlamıştır. Araştırmacıya göre bölgedeki Paleozoyik ve Alt Mesozoyik birimleri Üst Kretase öncesinde metamorfize olmuş devamlı serilerdir. Üst Kretase yaşlı kısmen ofiyolitik kısmen volkanik birimler, metamorfik birimleri uyumlu, Alt Eosen yaşlı birimler ise bu birimleri uyumsuz olarak örter. Araştırmacıya göre, bölgede Kaledoniyen ve Hersiniyen gibi Alpin öncesi orojenik 8

19 hareketlerin izi bulunmamaktadır. Bölgede en şiddetli orojenezin Kretase sonunda Laramiyen safhası ile başladığını bunu zamanla Pireniyen ve Helvetik safhalarının takip ettiğini ve Miyosen den itibaren ise kıvrımlanma olayları ve orojenik gelişmenin sona erdiğini ifade etmektedir. Ayan (1963), Kaman çevresinde felsik ve mafik kayaları inceleyerek bölgedeki granodiyorit, kuvars siyenit, nefelin siyenit, aplit granit, foyid ve gabro türü kayaları ayırt etmiştir. Araştırmacıya göre bölgeye önce mafik bileşimli kayalar ardından felsik bileşimli kayalar yerleşmiştir. Barana Dağ plütonunda zirkon mineralinden elde ettiği radyometrik yaş (Pb metodu) ile monzonitik granitin 54 My olduğunu belirtir. Ataman (1972), Kırşehir Masifi içerisinde yüzlek veren plütonik kaya örneklerindeki (Cefalıkdağ granodiyoriti) biyotit ve muskovit minerallerinden Rb/Sr metodu ile 71±1 My izokron yaşını elde etmiştir. Araştırmacı bu yaşı biyotitin soğuma yaşı olarak yorumlamaktadır. Araştırmacıya göre plüton arkoz-grovak türü bir kayadan türemiş olup plütonun yerleşme yaşı 80 My dır. Erkan (1976), Kırşehir ve çevresindeki metamorfitlerin metamorfizma karakterini ve zonlarını ortaya koyarak metamorfizmanın kuzeye ve kuzeydoğuya doğru arttığını belirlemiştir. Erkan ve Ataman (1981), bölgedeki metamorfik kayalardaki (gnays, mikaşist, amfibolit) biyotit ve hornblend minerallerini K/Ar metodu ile analiz ederek biyotitlerden ortalama 69.7±1.7 My hornblend mineralinden ise 74.1±3.2 My yaşını elde etmiştir. Araştırmacılar metamorfitlerin granitoyid intrüzyonundan etkilendiklerini intrüzif kayaların intrüzyon/soğuma yaşını 71 My olarak yorumlamaktadır. Erkan (1981), Kırşehir masifi içerisindeki kayaçların mineralojik bileşimlerindeki değişimlere dayanarak üç metamorfizma zonunun varlığını saptamıştır. Araştırmacıya göre Kırşehir yöresinde bölgesel metamorfizma 5 kb basınç ve C sıcaklık koşullarında gelişmiştir. Ayrıca bu kayaların granitik intrüzyonlar ile kesildiğini belirtir. 9

20 Yazar, masif kayalarının Eosen yaşlı formasyonların tabanında gözlendiğini belirterek metamorfizmanın Eosen öncesinde tamamlanmış olduğu kanısındadır. Seymen (1981a,b), Kırşehir ve çevresinin Kaman grubu, Ankara karışığı, Karakaya ultramafiti, bunları açısal uyumsuzlukla örten Kartal ve Asmaboğazı formasyonları, uyumsuz olarak örten yatay konumlu Kötü Dağ volkaniti, Barana Dağ ve Buzluk Dağ plütonları ile Alt Tersiyer-Neojen yaşlı tortul örtü olarak ayırımını yapmıştır. Yazar Kaman Grubu adı altında incelediği Kırşehir masifinin metamorfiklerini üç ayrı birime ayırmıştır. Bunlar alttan üste doğru gnays, biyotitşist, piroksenşist, amfibolşist, kalksilikatik şistler, kuvarsit ve kuvarsitşist karmaşığı (Kalkanlıdağ formasyonu), mermer-şist ve gnays ardalanması (Tama Dağ formasyonu) ve çeşitli özellikte mermer, metaçörtlü yarımermer ve metaçört topluluğudur (Bozçal Dağ formasyonu). Yazara göre Kaman gurubu, önce ilerleyen sonra gerileyen bölgesel düşük basınç metamorfizmasına uğradığı ve daha sonra yerel olarak Barana Dağ plütonuna bağlı kontak metamorfizmadan etkilendiğini belirtir. Araştırmacı bu çalışmasında genç bindirme zonu olarak tanımladığı Savcılı bindirme zonunun bölgeyi etkilediğini vurgular. Şengör ve Yılmaz (1981) a göre Geç Paleosen(?)-Erken Eosen de Anatolid-Torid platformu Pontidler ile çarpışmış ve çarpışmanın hemen ardından Anatolid-Torid platformunda iç deformasyonlar gelişmiştir. Geç Eosen-Erken Miyosen aralığında kuzey-güney yönelimli devam eden sıkışma Anatolidlerin yükselmesine ve örtü kayalarının aşınmasına sebebiyet vermiştir. Araştırmacılara göre Geç Eosen de İç Toros okyanusu kapanmış ve Anatolidlerde yer yer bazı retroşaryajlar gelişmiştir. Yazarlara göre, Savcılı fay zonu böylesi bir oluşumun ürünüdür. Göncüoğlu (1981), Niğde masifinin istiflenmesi, petrografisi ve deformasyonu ile metamorfizması arasındaki ilişkileri incelemiştir. Niğde grubu kayalarında gevrek ve sünümlü deformasyon olaylarından bahsederek sünümlü deformasyonu iki faza ayırmıştır. 10

21 Oktay (1981), Kaman GD da Tersiyer-Güncel yaşlı sedimanter örtü birimlerinde yaptıkları çalışmada farklı formasyon tanımlamaları yapmıştır. Buna göre bölgedeki birimler Üst Paleosen(?)-Alt Eosen döneminde temelden türemiş kırıntılı sedimanlar ile başlar. Bunlar üstte Alt-Üst Eosen yaşlı denizel yersel geçiş ortamını temsil eden birimlerce örtülür. En üstte ise Pliyosen yaşlı karasal kırıntı ve karbonatlar yer alır. Araştırmacıya göre Üst Eosen den günümüze kadar bölgede etkin bindirmelerin geliştiğini buna bağlı olarak temel kayalarının kuzeye itilmesi ile Savcılı bindirme zonunun geliştiğini belirtir. Seymen (1982), Kaman dolayında Kırşehir masifi içerisinde yapmış olduğu gözlemlerde yapıları oluşturan hareketleri 4 aşamada sınıflamıştır. Bunlardan ilk aşama Pre-Mesozoyik (Lias Öncesi) olup Kaman grubunun yüksek dereceli düşük basınç metamorfizması ile ilişkili olan hareketlerdir. İkincisi Kampaniyen sonrası-üst Maastrihtiyen öncesi Ankara Karışığı nın oluşması, karışması ve Kaman grubunu üzerlemesine koşut gelişmiş düşük dereceli yüksek basınç metamorfizmasına neden olan hareketlerdir. Üçüncü aşama en Üst Kretase-Alt Tersiyer yaşlı Orta Anadolu nun Tersiyer yaşlı Barana Dağ ve Buzluk Dağ plütonlarının yerleşmesine ilişkin hareketlerdir. Dördüncü aşama ise bölgede Neotektonik hareket olarak tanımladığı yörenin son kırıklanma evresi ile ilişkili hareketlerdir. Neotektonik hareketler içerisinde yer alan Eosen sonunda belki Oligosen de veya daha sonra etkinlik kazanan genç kabuk hareketleri ile Savcılı bindirme zonunun gelişmiş olabileceğini ve bu hareketlerin Alt- Orta Pliyosen e kadar etkinliğini sürdürmüş olabileceğini vurgular. Seymen (1983), Kaman ile Savcılımeryemkaşı köyü arasında yer alan Tama Dağ da yüzeyleyen Kaman gurubunun mezoskobik tektoniği ve deformasyon evrelerini açıklamış, stratigrafik sıralanışlarına göre Ankara karışığının içyapısı, Barana Dağ plütonunun yerleşmesi ve kırıklanması aşamasında kazanmış olduğu tektonik öğeleri ve bunları açılı uyumsuzlukla örten Geç Maastrihtiyen yaşlı tortulların tektonik durumlarını karşılaştırmalı incelemiştir. Tama Dağ (Kaman) dolayında Kaman grubunun ilerleyen ve gerileyen metamorfizmasına eşlik eden deformasyon evreleri saptanmıştır ve Ankara Karışığı'nın içyapısı ile karışma ve üzerleme mekanizmasını kinematik açıdan yorumlamaya çalışmıştır. 11

22 Seymen (1984), yazar ileri derecede metamorfize olmuş ve yeniden kristallenmeler ile ilksel yapılarını tamamen yitirmiş olan Kırşehir masifinin Mesozoyik öncesine ait jeolojik evriminin açıklanabileceğini belirtir. Kaman grubu olarak adlandırılan metamorfik kayaların stratigrafik özellikleri ve mineral topluluklarını yorumlayarak grubun Atlantik tipi bir kıta kenarında transgresif olarak geliştiğini ve daha sonraki dönemde de bir magmatik etkinlikle birlikte orojenik evreye girildiğini böylece ortamın Pasifik tipi bir kıta kenarına dönüştüğü görüşünü belirtir. Yazar, Kırşehir ile Kaman arasında ilerleyen tarzdaki metamorfizmanın doğudan batıya doğru arttığı görüşündedir. Bayhan (1987), Cefalık Dağ ve Barana Dağ plütonlarının mineralojik, petrografik ve jeokimyasal özelliklerine göre bu granitoyidleri subalkalen ve alkalen olarak ayırır. Buna göre monzonitik subalkalen kayalar I-tipi bileşim, siyenitik alkalen ise A-tipi bileşimli olarak sınıflar. Bayhan (1988), Kırşehir masifi içerisinde yer alan, Bayındır-Akpınar (Kaman) yöresindeki alkali kayaçların petrografik ve jeokimyasal özelliklerini belirleyerek kökenlerini açıklanmaya çalışmıştır. Alkali kayaçların kuvars siyenit, feldispatoyidli siyenitler ve volkanitler şeklinde dizlim gösterdiğini bu kaya gruplarının farklı seviyedeki kabuksal malzemenin ergimesiyle oluşan farklı magmalardan türediğini ifade etmektedir. Göncüoğlu (1986), Niğde bölgesindeki jeokronolojik çalışmalarda Üçkapılı tüm kaya Rb/Sr analizinden Alt Senomaniyen (95±11 My) yaşı elde etmiştir. Atabey (1989a,b), Kırşehir masifi ile Tuzgölü arasında Aksaray H 17 paftasını ve Kırşehir masifinin güneyinde Aksaray H 18 paftasını hazırlamıştır. Bölgenin Pre - Mesozoyik-Kuvarterner yaş aralığındaki metamorfik, magmatik ve çökel kayaları içerdiğini vurgulamaktadır. Bölge temelini Pre-Mesozoyik yaşlı Kaman grubuna ait Kalkanlıdağ formasyonunun oluşturduğunu ve bu temeli Kampaniyen öncesi yaşlı Ortaköy granitoyidinin kestiğini belirtmektedir. Ortaköy granitoyidinin genel olarak granitik ve gabro türü kayalardan oluştuğunu gabro kayalarının granit ve granodiyoritler 12

23 tarafından kesilmiş olduğunu ifade eder. Üst Kretase-Lütesiyen döneminin ise denizel ve karasal çökeller ile temsil edildiğine değinmiştir. Erler vd. (1989), Kırşehir (Kaman) ve Yozgat yörelerinde sokulum kayalarının kökenini araştırmışlar ve petrografik, kimyasal özellikleri ve kökenine yönelik çalışmalarda bulunmuşlardır. Araştırmacılar Kaman yöresinde yüzeyleyen sokulum kayalarının (Fakılı graniti, Bayındır nefelin siyeniti) ortak kökenli bir magmadan türediği ve bunların Kırşehir metamorfiklerinin altına dalan yitim zonu ürünü oldukları ve magmatik yayın plütonikleri (I tipi) özelliğinde oldukları yorumunu getirmişlerdir. Kara ve Dönmez (1990) ve Kara (1991), 1/ ölçekli, Kırşehir-G17-G18 jeoloji haritaları ve stratigrafik kolon kesitleri oluşturmuşlardır. Bölgede yüzeyleyen kayaları (1) Paleozoik yaşlı metamorfik kayalar (Kırşehir Masifi), (2) bunları tektonik olarak üzerleyen Senomaniyen-Santoniyen(?) yaşlı ince pelajik çökel ara katkılı bazik volkanotortul seri, (3) her iki birimi sıcak bir dokanakla kesen Santoniyen(?)- Kampaniyen yaşlı intrüzif kayalar ile (4) Maastrihtiyen-Kuvarterner yaşlı örtü kayaları olmak üzere dört başlıkta incelemiştir. Koçyiğit (1991), Anadolu bloğunun kuzey kesiminde Geç Miyosen den beri devam etmekte olan Neotektonik dönemin üç ana unsurla karakterize edildiğini belirtir. Bunlardan ilkinin fay denetimli karasal sedimantasyon, ikincisinin sedimantasyonla ilişkili kalkalkalin-alkalin volkanizma ve sonuncusunun jeolojik yapılar olduğunu belirtmiştir. Araştırmacı jeolojik yapıları Geç Pliyosen öncesi (Eosen-Ponsiyen) yaşlı yapılar ve Geç Pliyosen-Kuvarterner yaşlı yapılar olarak ikiye ayırmıştır. Araştırmacıya göre Geç Pliyosen öncesinde yaklaşık KB-GD doğrultulu olan sıkışmanın bulunduğu Geç Pliyosen-Kuvarterner de ise bu sıkışmanın K-G doğrultusunda değiştiği kanısındadır. Göncüoğlu vd. (1991, 1992, 1993, 1994), Orta Anadolu Kristalen Kompleksini farklı çalışma bölgeleri içinde ayrıntılı çalışarak bölgede yer alan birimlerin stratigrafisini ortaya koymuştur. Buna göre metamorfik kayaları formasyon bazında ortak bir adla değerlendirmiş, metamorfik kayaların yayılımı, türleri ve yaş ilişkileri ortaya konulmuş 13

24 ofiyolitik kayalar ayrıntılı irdelenmiş ve örtü birimlerin stratigrafisi oluşturulmaya çalışılmıştır. Göncüoğlu ve Türeli (1993), Ekecik Dağ da ofiyolitik birimlerdeki plajiogranitlerin petrolojisine yönelik yaptıkları çalışmada ofiyolitlerin granitoyidler içerisinde asılı konumda bulunduğunu ve buradaki ofiyolitlerin okyanus içi kökene ait oldukları sonucunu belirtirler. Güleç (1994), bölgede geniş yüzeylemesi bulunan Ağaçören granitoyidinden elde ettiği 110±14 My Rb/Sr izokron yaşına dayanarak Neo-Tetis okyanusunun Senomaniyen öncesinde kapandığı yorumunu yapar. Dirik ve Göncüoğlu (1996), Orta Anadolu nun neotektoniğine yönelik çalışmalarında bölgedeki neotektonik aktivitenin üç ana fay zonu/sistemi (Tuzgölü fay zonu, Ecemiş fay zonu, Yozgat-Akdağmadeni-Boğazlıyan fay sistemi) içinde geliştiğini bu zon ve sistemlerin Pliyo-Kuvaterner çöküntü alanlarını, kalkalkalen-alkalen volkanik aktiviteyi, talus depolarını, alüvyal fan, traverten ve taraça depolanmalarını kontrol ettiklerini belirtirler. Yine bu fay sistemlerinin güncel depremlerin kaynağı olduklarını önerirler. Koçyiğit ve Beyhan (1998), Orta Anadolu nun doğu kesimini denetleyen kıta içi sol yanal doğrultu atımlı KD-GB uzanımlı fayı Orta Anadolu Fay Zonu (OAFZ) olarak tanımlanmıştır. Yaklaşık 730 km uzunluğunda, 2 ile 80 km genişliğinde KD uzanımlı genç bir yapı olduğunu fay zonunun kuzeydoğuda Düzyayla, güneybatıda ise Anamur a oradan da deniz altında Adana ve Antalya denizel havzalarının sınırını oluşturarak Kıbrıs ın batısına kadar uzandığı ve Anadolu levhasını kat ederken 24 segmentten oluştuğu belirtmektedirler. Anadolu plakasının içinde ve plakanın sınırında gelişen fayları (Örn. Orta Anadolu fay zonu, Tuzgölü fayı, Salanda fayı), KB-GD yönlü kısalma KD-GB yönlü genişlemenin bölgesel yamulma (strain) dokusunun Geç-Erken Pliyosen den beri Arap plakasının kuzeye doğru hareketiyle geliştiğini ifade etmektedirler. 14

25 Whitney ve Dilek (2001), Orta Anadolu kristalen kompleksi içerisindeki Kırşehir masifinin bir parçası olarak belirttikleri Hırka Dağ bloğunu güneybatıdan ve kuzeydoğudan çevreleyen normal fayların metamorfik kayaları ve granitik sokulumları kesmekte olduğunu belirtmektedirler. Bu fayların Kırşehir masifinin Geç Eosen deki erozyonal yükselimi ile gelişen ve masifin güney kesiminin yükselimine neden olan Geç Tersiyer yaşlı gerilmeli tektonizma ürünü olduğu görüşündedirler. Whitney vd. (2001), Orta Anadolu kristalen kompleksinin farklı sıcaklık-basınç-zaman koşullarına göre en az dört tektonik bloğa (Kırşehir, Akdağ, Niğde ve Aksaray masifleri) ayrılabileceği yorumunu yaparlar. Bu blokları Kırşehir, Akdağ, Niğde ve Aksaray masifi olarak adlandırmaktadırlar. Kuzeydeki çarpışmaya bağlı masiflerin bindirmeli ve kıvrımlı özellik kazandığını erozyon ile yavaşça yüzeyledikleri yönünde görüş bildirirler. Görür (1998), Kırşehir masifinde yüksek dereceli metamorfizmadan dolayı Triyas ile ilgili herhangi bir veri olmadığını ancak stratigrafik gelişimin genel hatlarıyla Menderes masifi ile Menderes-Toros platformundaki bazı otokton zonların stratigrafisine büyük benzerlik gösterdiğini ifade eder. Bu benzerliğe istinaden Kırşehir masifi Kaman grubu mermerlerinin bir kısmının Üst Triyas yaşlı olabileceğini kabul eder. Kırşehir masifinin fasiyes ve stratigrafi özellikleri bakımından Erken Kretase ye kadar Menderes masifine benzediği görüşündedir. Yazara göre Apsiyen-Albiyen sırasında Kırşehir masifinin kristalen temeli tektonik olarak ofiyolitik melanj napları ile üzerlenir. Geç Eosen de Kırşehir-Kaman havzası gerçek bir havzadan çok Kırşehir bloğunun çökel örtüsünü temsil etmektedir. Görür vd. (1998) ne göre Orta Anadolu havzaları iki gruptadır. Bunlardan ilki Geç Kretase de gelişmeye başlayan yay-ilişkili (yayönü ve yayiçi) havzalar, diğeri ise Eosen de başlayan çarpışma-ilişkili (periferal) havzalardır. Yazarlara göre bu havzalar Oligosen e kadar türbidit, üzerleyen şelf sedimanları ve denizel olmayan birimler ile karakterize olurken Oligosen döneminde geniş epi-anatolid molas havzalar (yaygın jips ve klastik depolanmalar, volkanik oluşumlar), Oligosen sonrasında ise önceki havza özellikleri ile ilişkili olmayan lokal kraton-içi (intra-cratonic) havzalar olarak gelişme 15

26 göstermişlerdir. Araştırmacılar, bu projeye konu olan Savcılı fay zonunun oluşumunu, bumerang geometrisinde yorumladıkları Kırşehir bloğunun batı kanadının doğu kanadı üzerine kapanması ile ilişkilendirmişlerdir. Boztuğ (1998) e göre bölgede Üst Kretase-Paleojen yaşlı pek çok alkali plüton bulunmakta ve buradaki metamorfitlere, Pre-Maastrihtiyen yerleşim yaşlı ofiyolitik melanja ve Kretase-Alt Tersiyer yaşlı çökel birimlere sokulum yapmaktadır. Alkali plütonların ana ve eser element jeokimya verilerine göre geç orojenik, levha içi ve çarpışma sonrası olarak yorumlanır. Araştırmacıya göre plütonların oluşumu için magmanın kaynağı Neo-Tetis in kuzey kolunun kuzeye doğru dalmasıdır. Yalınız ve Göncüoğlu (1998), Orta Anadolu metamorfik kayaları üzerinde yer alan ofiyolitlerin parçalanmış olmasına rağmen ofiyolit istifi özelliğini korumuş olduğunu ve bu dizilimin granitoidler tarafından kesildiğini belirtirler. Ofiyolitlerin Orta Türoniyen- Erken Santoniyen sırasında İzmir Ankara Okyanusu içerisinde okyanus içi bir dalma batmaya bağlı olarak yay önü basende geliştikleri, Orta Anadolu metamorfik kayaları üzerine ise Erken Santoniyen sonrası Maastrihtiyen öncesinde yerleşmiş olduklarını belirtmektedirler. Okay ve Tüysüz (1999) göre, Kırşehir masifi kuzeyde Pontidlerden İzmir-Ankara- Erzincan kenedi ile güneyde Anatolid-Torid bloğundan İç Torid kenedi ile ayrılmaktadır. Kırşehir masifi, Kretase yaşlı metamorfik kayalar ve granitik kayalardan oluşmaktadır. Seymen (2000), Kırşehir masifinin güneybatı ucunda yüzeyleyen metamorfik ve magmatik kayaları önceki çalışmalarının aksine formasyon yerine litodem birimleri olarak adlandırmıştır. Yazarın önceki çalışmalarından içerik olarak önemli bir farklılık sunmayan bu çalışmada Savcılı bindirme zonunun birbirine koşut ve birbiriyle birleşen veya çatallanan düşük açılı ( ) faylar ile özgün bir ekay tektoniğini sergilediği yorumunu yapar. Savcılı bindirme zonunun Eosen öncesi kristalen temel ile Eosen- Pliyosen yaşlı tortul örtüyü kestiğini ve Savcılı batısında 5 8 km arasında Kaman grubu 16

27 kayalarının Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı Kızılırmak formasyonuna itilmiş olduğu görüşünü savunur. Kadıoğlu vd. (2003), Ağaçören plütonunun gabrolarında 78 My ve granitoyidinde 77 My Ar-Ar yaşı elde ederek bu plütonun And tipi magmatik yay oluşum ürünü olduğunu yorumlar. Koçyiğit (2003), bu çalışmasında Orta Anadolu bölgesini Konya-Eskişehir neotektonik bölgesi ve Kayseri-Sivas neotektonik bölgesi olarak ikiye ayırır. Araştırmacıya gore Kesikköprü Fayı ve Tuzgölü Fay Zonu iki neotektonik bölge arasındaki bir geçiş zonunu oluşturmaktadır. Konya-Eskişehir neotektonik bölgesi, genişlemeli bir neotektonik rejim ve verev atımlı normal faylanma ile karakterize edilir. İkinci neotektonik bölge olan Kayseri-Sivas neotektonik bölgesi Kuzey Anadolu ve Doğu Anadolu doğrultu atımlı fay sistemlerinin bir devamı olup, sıkışma-genişleme türü bir neotektonik rejim ile ve egemen olarakta doğrultu atımlı faylarla karakterize edilir. Çekayır havzaları ikinci neotektonik bölgeyi karakterize eden yapılar olarak yorumlar. Araştırmacıya göre Orta Anadolu yu karakterize eden neotektonik rejimlerin başlangıç yaşı Erken Pliyosen ve sonrasıdır. Temiz (2004), Kırşehir ili, Boztepe ve Akpınar ilçeleri arasında kalan bölgede bölgenin neotektonik ve depremselliğine yönelik çalışmada yazar Seyfe fay zonunu yorumlamış Kırşehir in Ahievran, Kuşdili ve Kayabaşı mahallelerindeki traverten oluşumları tanımlanmıştır. Bu çalışmada Kırşehir travertenleri Holosen ve Holosen öncesi olarak iki farklı zaman içinde ayırt edilerek Kırşehir bölgesinde yerel olarak iki farklı tektonik faz gelişimi olduğu yorumu getirilmiştir. Genç ve Yürür (2004), Kırşehir yakınlarındaki lokal alandaki çalışmada önceki çalışmaların aksine Savcılı bindirme zonu olarak adlandırılan Eosen ve plütonik kayalar arasındaki jeolojik kontağın genişlemeli rejim içerisinde geliştiği yorumunu yapar. Yazarlara göre Savcılı bindirme zonu birincil yapı olarak gelişmiş bindirme zonu olmayıp bu çalışmada Eosen birimlerinin içerisinde tanımladıkları sıyrılma fayı ile ilişkilidir. 17

28 Meydan (2005), yüksek lisans tez çalışmasında Delice-Çerikli-Samanlı (Kırıkkale) arasındaki bölgenin yapısal ve neotektonik özelliklerini belirlemiştir. Yürür ve Genç (2006), 2004 yılı çalışmalarındaki görüşleri savunurlar. Buna göre Savcılı bindirme zonu Geç Orta Eosende düşük açılı normal faylanma ile gelişmiştir. Önceki çalışmalar ile taban tabana zıt bu görüşte bölgedeki bindirmeler sıkışma rejiminin aksine genişleme rejimi ile ilişkilendirilir. Işık (2009), Orta Anadolu Ağaçören granitoyidi içerisinde belirlediği Emizözü makaslama zonunun sünümlü karakterde ve gerilmeli rejimde geliştiğini ve Savcılı fay zonuna göre pre-tektonik olarak ifade eder. Temiz vd. (2009), Kırşehir fayının tavan bloğunda yer alan iki traverten kütlesini U serisi metoduyla yaşlandırmıştır. Buna göre Kuşdili traverten kütlesi KD-GB yönelimli Geç Pleyistosen Holosen yaşlı ve KKD-GGB yönelimli Kayabaşı traverten kütlesi ise Geç Pleyistosen yaşlıdır. Araştırmacılar iki traverten kütlesindeki yönelim farkını saat yönündeki dönmeye bağlar. Yazarlar ayrıca Kırşehir bölgesinin Tuzgölü fay zonu ile Orta Anadolu fay zonu arasında kaldığını ve Miyosen de K-G sıkışmaya ve D-B yönünde genişlemeye uğradığını travertenlerin oluşumunun D-B lokal genişlemeyle ortaya çıktığı görüşündedir. Genç ve Yürür (2010), çalışmalarında Konya-Yozgat arasında BGB-DKD yönelimli 300 km lik bir kesim üzerinde Senozoyik yaşlı gerilme rejiminin bulunduğunu belirtirler. Buna göre özellikle Eosen sonrası 50 km lik yatay kabuk yer değiştirmesinin olduğunu ve Tetis kenet zonunu temsil eden çizgisel hattın haritalanan yerinde olmadığı görüşünü savunurlar. 18

29 2. JEOLOJİ 2.1 Bölgesel Jeoloji Türkiye jeolojisi çalışmaları çok eskiye dayanmakla birlikte ilk çalışmalar daha çok tanıma, tanımlama özelliği taşımaktadır. Bu çalışmalardan Ketin (1966) ve Brinkmann (1976) ın ofiyolitik kuşakları temel alarak yaptığı tektonik birlik sınıflaması, Şengör ve Yılmaz (1981) ın levha tektoniği temelli çalışmasına yön vererek Türkiye jeolojisinin anlaşılmasını sağlamıştır. Okay ve Tüysüz (1999) ün paleo-tektonik birliklere yönelik çalışması ise Türkiye ve yakın çevresinin bir bütün olarak korele edilebilmesine olanak sağlamıştır (Şekil 2.1). Şekil 2.1 Türkiye ve yakın çevresinin paleo-tektonik birlikleri (Okay ve Tüysüz 1999 dan sadeleştirilmiştir.) Orta Anadolu ile ilişkili ilk çalışmalara 1800 lü yılların ortalarından itibaren başlamıştır (Ainsworth 1840, Hamilton 1849, Tchihatcheff 1867). Bu çalışmalar 1900 lü yıllarda da devam etmiş (Örn. Frech 1916, Philippson 1919, Chaput 1936, Salamon-Calvi 1936, Pilz 1937, Leuchs 1939, Arni 1938a,b, 1942, Lahn 1939, 1949, Baykal 1941, 19

30 Stchepinsky 1942, Kovenko 1944) ve detay araştırmalar 1950 li yıllardan sonra hız kazanmış, bölge ile ilgili farklı jeodinamik yorumlar getirilmiştir (Bailey ve McCallien 1950, Egeran ve Lahn 1951, Ketin 1955, Brinkman 1976, Şengör ve Yılmaz 1981, Görür vd. 1998, Okay ve Tüysüz 1999). Ketin (1966) in Anatolidler içerisinde yorumladığı Orta Anadolu bölgesi, kristalen kayalar, melanj kayaları, Mesozoyik-Senozoyik yaşlı çökel kayalar ile temsil olmaktadır. Göncüoğlu vd. (1991) bu bölgede temel oluşturan kayaları (metamorfitler, ofiyolitik kayalar ve granityoid intrüzyonları) Orta Anadolu Kristalen Kompleksi (OAKK) olarak tanımlarken yine bu kesim Türkiye jeolojisi içerisinde Kırşehir bloğu olarak da bilinir (Örn. Görür vd. 1984, Okay ve Tüysüz 1999). OAKK nin kuzey kesimleri İzmir-Ankara-Erzincan zonunun yaygın kayaları ile sınırlanırken güney kesimi kısmen Torosların kayaları ile sınırlanır. Kompleksin gerek orta kesimleri gerekse kenar kesimleri farklı havza çökellerini barındırır (Şekil 2.1). Orta Anadolu yu litolojik bazda iki kesime ayırmak mümkün dür. Bunlar temel kayaları (Orta Anadolu Kristalen Kompleksi) ve örtü kayaları (Örn. Işık vd. 2008, Işık 2009) dır. Temel kayaların bir bölümü Kırşehir, Akdağmadeni, Niğde masifi tanımlamaları ile incelenir. Tektono-stratigrafik olarak temel kayaların en yaşlı birimini metamorfitler oluşturur. Arni (1939), Leuchs (1943) ve Blumenthal (1946) metamorfitleri Alpin dağ oluşumu içerisinde eski bir ara masif olarak değerlendirmiştir. Metamorfitlerin egemen litolojisini gnays, amfibolit, mermer, şist ve kuvarsit türü kayalar oluşturur. Geniş yayılımları; Niğde, Kırşehir ve Akdağmadeni çevresinde yüzeylemiş bu kayalar farklı P-T-t koşullarını temsil ederler (Örn. Ketin 1955, 1966, Erkan 1978, 1980, Seymen 1982, 1984, Göncüoğlu 1986, Whitney vd. 2001). Göncüoğlu vd. (1991, 1992, 1993, 1994) Orta Anadolu da yüzeyleyen metamorfitleri alttan üste doğru Gümüşler, Kaleboynu ve Aşıgediği formasyonları altında tanımlar. Metamorfitlerin yaşı ile ilgili farklı yorumlar getirilmiştir. Kimi çalışmalarda bu kayalar, Paleozoyik veya daha eski yaşlı olarak yorumlanır (Örn. Arni 1939, Blumenthal 1946, Dixon ve Pereira 1974, Brinkmann 1976, Ketin 1955, 1966) ve metamorfitlerin Alpin orojenezinin Laramiyen fazında (Üst Kretase-Alt Paleosen) geliştiği belirtilir. Sonraki pek çok çalışma dolaylı veriler yardımıyla bu kayaların Kretase yaşlı olduğu yönünde görüş bildirir (Örn. Erler 20