Sarıkamış Formasyonunun Stratigrafisi ve Çökelme Ortamı (Elazığ GD su)

Transkript

1 Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Der. Science and Eng. J. of Fırat Univ. 17 (3), , (3), , 2005 Sarıkamış Formasyonunun Stratigrafisi ve Çökelme Ortamı (Elazığ GD su) Hasan ÇELİK ve Ercan AKSOY Erciyes Üniv. Yozgat Müh-Mim. Fak. Jeoloji Müh. Bölümü,66200, YOZGAT Fırat Üniv. Müh. Fak. Jeoloji Müh. Bölümü, 23119, ELAZIĞ (Geliş/Received: ; Kabul/Accepted: ) Özet: Elazığ ın güneydoğusunda Palu İlçesi güneyi ile Hazar Gölü doğu ve kuzeyinde geniş yüzeylemeler veren Geç Maastrihtiyen-Orta Eosen yaşlı transgresif bir birim olan Hazar Grubu birçok araştırmacı tarafından farklı formasyonlara ayrılarak incelenmiştir. Bu formasyonlardan biri de, grubun tabanında yer alan Ceffan Formasyonudur. Bazı araştırmacılar Ceffan Formasyonu adını, Orta Eosen yaşlı Maden Grubu nun taban konglomeralarını tanımlamak için de kullanmışlardır. Bu çalışmada, tipik yüzeylemelerini Palu- Hazar Gölü arasında bulunan Sarıkamış Köyü çevresinde veren birim için Sarıkamış formasyonu adı önerilmiş ve formasyonun stratigrafik konumu ve çökelme ortamıyla ilgili yeni bulgular elde edilmiştir. Elde edilen veriler, Hazar Grubu nun en alt bölümünü oluşturan Sarıkamış formasyonunun tektonizmayla denetlenen yelpaze deltası (fan delta) ortamında çökeldiğini ve yama (patch) resifleri içerdiğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Elazığ, Hazar Grubu, Sarıkamış formasyonu, yelpaze deltası, yama resifi Stratigraphy and depositional environment of the Sarıkamış formation (SE of Elazığ) Abstract: Late Maastrichtian Middle Eocene transgressive Hazar Group outcropping south of Palu Township, SE of Elazığ and, around Hazar Lake has been investigated by many geologists as divided into several formations. One of these formations is Ceffan formation located at the base of the group. Some authors used the Ceffan formation term as a name of the basal conglomerates of the Middle Eocene Maden Group as well. In this study, the name of Sarıkamış formation was proposed for the unit which shows its typical outcrop around Sarıkamış Village located between Palu Township and Hazar Lake. Also new findings were obtained about its stratigraphy and depositional environment. New data show that Sarıkamış formation forming the lowest unit of the Hazar Group, deposited in a fan delta environment controlled by tectonics and, includes patch reefs. Key Words: Elazığ, Hazar Group, Sarıkamış formation, fan delta, patch reef. 1. Giriş Palu İlçesi nin (Elazığ) yaklaşık 25 km güneybatısında yer alan inceleme alanında (Şekil 1) yaşlıdan gence doğru, Geç Jura-Alt Kretase yaşlı Guleman Ofiyolitleri, Senoniyen yaşlı Elazığ Magmatitleri, Geç Maastrihtiyen-Orta Eosen yaşlı Hazar Grubu, Orta Eosen yaşlı Maden Grubu ve Pliyo-Kuvaterner yaşlı çökeller yüzeyler. Bu çalışmanın konusunu oluşturan Sarıkamış formasyonu Hazar Grubu na ait olduğundan, bu grup hakkında kısaca bilgi verilmesinin yararlı olacağı düşünülmüştür. Hazar Grubu yla ilgili önceki çalışmaların başlıcaları ile bu çalışmalarda birim için önerilmiş olan isimler ve yaş bulguları Çizelge 1 de özetlenmiştir. Bu çalışmada, Elazığ çevresindeki yüzeylemelerinde Melefan ve Karadere formasyonlarından oluştuğu saptanan Orta Eosen yaşlı Maden Grubu nun taban konglomerası Perinçek [9] tarafından Bu çalışma F. Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (FÜBAP) tarafından desteklenmiştir (proje no: 332).

2 H. Çelik ve E. Aksoy Ceffan Formasyonu olarak tanımlanmıştır. Bölüm 2.1. de belirtildiği gibi ilgili literatürün incelenmesi, aynı ismin iki farklı birim için kullanıldığını göstermektedir. Bu karışıklığı ortadan kaldırmak amacıyla, Ceffan Formasyonu adının ilk tanımlandığı şekliyle kullanılması; Hazar Grubu nun taban düzeylerinde yer alan ve en iyi yüzeylemelerini Sarıkamış Köyü yakınlarında veren birimin ise yeniden adlandırılmasının yararlı olacağı düşünülmüştür. Çizelge 1. Hazar Grubu ile ilgili önceki çalışmaların karşılaştırılması. Çalışma Önerilen İsim Önerilen Yaş Rigo de Righi ve Cortesini [1] Hazar Birimi Kretase-Paleosen Sungurlu [2] Hazar Grubu Maastrihtiyen- Eosen Özkaya [3] Hazar Formasyonu Kretase-Eosen Perinçek [4] Hazar Grubu Maastrihtiyen-Alt Eosen Sungurlu ve diğ. [5] Hazar Formasyonu Geç Maastrihtiyen Erdoğan [6, 7] Maden Grubu Maastrihtiyen-Orta Eosen Aktaş ve Robertson [8] Hazar Grubu Paleosen-Eosen İnceleme alanında yüzeyleyen Hazar Grubu kayaçları Sarıkamış Formasyonu, Simaki Formasyonu ve Gehroz Formasyonu olmak üzere üç ayrı formasyon halinde incelenmiştir. Çalışmanın amacı Sarıkamış formasyonunun özellikleri olduğundan, Simaki ve Gehroz formasyonları ile ilgili ayrıntı verilmemiştir. Şekil 1. İnceleme alanının yer belirleme haritası. 2. Sarıkamış Formasyonu 2.1. Tanım Orta Eosen yaşlı Maden Grubu nun taban konglomerası Perinçek [9] tarafından Ceffan Formasyonu olarak tanımlanmıştır. Daha sonra Sungurlu ve diğ. [5] Ceffan Formasyonu adını, ilk tanımlandığı anlamda, yani Maden Grubu nun taban konglomeraları için kullanırlarken, Aktaş ve Robertson [8] ile Erdem [10] ise aynı adı, Hazar Grubu nun bazı yüzeylemelerinde gözlenebilen taban konglomerası için kullanmışlardır. Bu çalışmada Ceffan Formasyonu adının, ilk kullanıldığı şekliyle yani Maden Grubu nun taban konglomeralarını tanımlamak için kullanılması; Hazar Grubu nun tabanında yer alan konglomera düzeyine ise farklı bir isim verilmesinin uygun olacağı düşünülmüştür. Çünkü bu iki birim yaş, litoloji ve çökelme ortamı bakımdan farklı özelliklere sahiptir. Hazar ve Maden gruplarının taban seviyelerini 534

3 Sarıkamış Formasyonunun Stratigrafisi ve Çökelme Ortamı (Elazığ GD su) oluşturan konglomeralar için aynı ismin kullanılması bilimsel açıdan tutarlı olmadığı gibi yerel ve bölgesel çalışmaların anlaşılması ve deneştirilmesinde de karışıklıklara sebep olmaktadır. Bu karışıklığı önlemek amacıyla Hazar Grubu nun en alt seviyesinde yer alan yelpaze deltası konglomeraları ve bunlarla yanal-düşey geçişli olan yama resiflerinden (patch resif) meydana gelen birim, tipik yüzeylemesini Sarıkamış Köyü yakın kuzey ve batısında verdiğinden (Şekil 2 ve Şekil 3), bu çalışmada Sarıkamış formasyonu olarak adlandırılmıştır. Şekil 2. Sarıkamış formasyonu nun tip kesitinin ölçüldüğü yüzeyleme. Khsr: Sarıkamış Formasyonu, Khs: Simaki Formasyonu, KThg: Gehroz Formasyou, ÖSK: Ölçülü stratigrafik kesit güzergahı. Sarıkamış Köyü nün 1 km GB sı, Bakış K e Dağılım ve konumu Birime ait konglomera ve yama resifi karbonatları Sarıkamış Köyü yakın kuzey ve batısı ile Kartaldere Köyü nün yaklaşık 2 km kuzeydoğusunda sınırlı alanlarda yüzeyleme vermektedir (Şekil 3). Stratigrafik dizilimde Hazar Grubu nun tabanında bulunan birim, Kartaldere Köyü kuzeydoğusunda Guleman Ofiyolitleri üzerinde uyumsuz olarak yer alırken, Simaki formasyonunun kırmızımsı kahverengi kırıntılıları tarafından uyumlu olarak üzerlenir. (Şekil 3). Sarıkamış Köyü güneybatısındaki yüzeyleme ise, Sarıkamış ile Kartaldere köyleri arasında KD-GB doğrultusunda uzanan yaklaşık 350 m lik normal bileşene sahip doğrultu atımlı fayın kuzey bloğunda bulunur. Doğu Anadolu Fay Sistemi içindeki bu faylanma sonucu Hazar Grubu nun en altında bulunan Sarıkamış formasyonu yükselerek, üzerinde bulunması gereken Simaki Formasyonu ile yan yana gelmiştir (Şekil 2 ve Şekil 3) Litoloji Sarıkamış formasyonunun en alt düzeyini konglomeralar oluşturur. Tabanının gözlenemediği bu konglomeraların Sarıkamış Köyü güneybatısındaki yüzeylemesinden alınan ölçülü kesitteki görünen kalınlığı 130 m ye kadar çıkabilmektedir. Konglomerayı oluşturan çakılların % 80 den fazlası Guleman Ofiyolitleri nin ultrabazik kayaçlarından türemiştir. Bu düzeyin değişik bölümlerinde 1-2 m boyutlarda ultrabazik kayaç ve kahverengimsi kumtaşı blokları da görülmektedir. Bunlar havza dışı kaynaklı malzemelerdir. Buna karşılık Hippurit fosilleri içeren kireçtaşı parçalarının ise aynı havzanın sığ kesimlerinde çökelmiş karbonatlardan kaynaklandığı düşünülmektedir. İstifin üst seviyelerine doğru çıkıldıkça, en alt seviyelere oranla daha organize olduğu görülmekte; tanelerin yuvarlaklaşma ve boylanması orta dereceye çıkabilmektedir (Şekil 4). Üst kesimlerde ender olarak görülebilen kiremitlenme yapılarındaki paleoakıntı yönü değerleri Kartaldere Köyü kuzeydoğusunda 130 O, Sarıkamış Köyü batısında ise 100 O ve 150 O olarak ölçülmüştür (Şekil 5). Matriksini orta-iri kahverengi, yeşilimsi gri çamurlu kumtaşlarının oluşturduğu konglomera istifi çoğunlukla hamur, yer yer de tane desteklidir. Boylanma çoğunlukla kötüdür. Genel görünümü itibarıyla masif ve kahverengimsi olan konglomera istifinin içerisinde belirli çökelim evrelerini temsil eden çökelme yüzeyleri mevcuttur. İstifin değişik seviyelerinde birkaç metre yanal devama sahip kahverengimsi, kaba kumtaşı mercekleri görülebilmektedir. Bu kumtaşı merceklerinin üst yüzeyleri, üzerlerine gelen konglomeralar tarafından aşındırılmıştır. 535

4 H. Çelik ve E. Aksoy Şekil 3. İnceleme alanının jeoloji haritası. Birimin tip kesitinde Şekil 4 te görüleceği gibi bu masif konglomera bölümünün üzerine, 230 m kalınlığa sahip, konglomera-kireçtaşı ardalanmasından oluşan bir başka bölüm gelmektedir. Bu ikinci bölümün en kalın yeri tip kesitte bulunmaktadır. Yaklaşık 3 km yanal devamlılığa sahip olan bu bölüm doğuda Sarıkamış köyü kuzeyinde, batıda ise ölçülü kesit izinin yaklaşık 1 km batısında kamalanarak son bulur. Buna karşılık alttaki konglomera seviyesi batıda, Kartaldere Köyü ne kadar devam eder. Şekil 4 de görüldüğü gibi üst bölüm, tabandaki masif konglomeraların üzerinde 30 cm kalınlığındaki gri renkli ve karbonat çimentolu konglomera seviyesi ile başlar. İstif böylece, en alttaki konglomeraların üzerinde 135 m boyunca, konglomera-yama resifi ardalanması şeklinde devam eder (Şekil 4 ve Şekil 6). Sarıkamış Formasyonu nun en üst seviyelerini kalınlığı, ölçülü kesitte yaklaşık 35 m, olan resifal kireçtaşı seviyesi oluşturur (Şekil 6 ve Şekil 7) Çökelme ortamı ve Yaş Sarıkamış formasyonu yüzeylemelerinin geometrisi, ölçülen paleoakıntı yönü değerleri ve sahip olduğu sedimanter özellikler (Şekil 2 ve Şekil 3) birimin, Hazar Grubu nun oluştuğu havzada KB dan GD ya genişleyen bir yelpaze deltası şeklinde oluştuğunu göstermektedir. İstifin en alt bölümünü oluşturan kalın konglomeralar (Şekil 4), aktif tektonikle kontrol edilen kütle akması etkinliğinde hızlı bir biçimde depolanırlerken, konglomeraları oluşturan kaba taneli malzeme geliminin olmadığı dönemlerde de bol rudist ve alg içeriğine sahip yama resifi fasiyesindeki kireçtaşlarının çökelmiş olduğu sonucuna varılmıştır. Yelpaze deltalarında resifal kireçtaşlarının oluştuğu birçok araştırmada belirtilmiştir [11, 12, 13]. Bu araştırmaların hemen hepsinde, resifal kireçtaşlarının, kırıntılı malzeme geliminin azaldığı dönemlerde oluştuğu kabul edilmektedir. Kırıntılı malzeme gelimindeki azalma ise doğrudan havza kenarını denetleyen fayların etkinliğiyle ilişkilidir. Resifal kireçtaşlarından alınan örneklerde saptanan Siderolites calcitrapoides Lamarck, Orbitoides medius d'archiac, Orbitoides sp., Omphalocyclus macroporus Lamarck fosilleri dikkate alınarak Sarıkamış formasyonunun yaşı Üst Maastrihtiyen olarak kabul edilmiştir. 536

5 Sarıkamış Formasyonunun Stratigrafisi ve Çökelme Ortamı (Elazığ GD su) Şekil 4. Sarıkamış formasyonunun ölçülü stratigrafik kesiti. Sarıkamış köyünün yaklaşık 1 km GB sı. 537

6 H. Çelik ve E. Aksoy Şekil 5. Sarıkamış Formasyonu na ait konglomeralar içerisinde kiremitlenme ve paleoakıntı yönü. Kartaldere köyünün yaklaşık 2 km KKD su. Şekil 6. Sarıkamış formasyonunu oluşturan konglomera ve yama resifleri. Oklar konglomera seviyelerini gösterir. Sarıkamış köyünün yaklaşık 1 km GB sı. Bakış K e. 3. Tartışma ve Sonuç Sarıkamış, Simaki ve Gehroz formasyonlarından oluşan Hazar Grubu karasaldan derin denizel koşullara geçişi temsil eden transgresif bir istiftir. Doğu Anadolu da Geç Triyas taki riftleşme [14, 15] ile açılmaya başlayan Neotetis in kuzey kolu Geç Kretase de, kuzeye doğru bir yitim sonucu kapanmıştır. İnceleme alanında Hazar Grubu nun tabanında yer alan Guleman ofiyolitleri, bu okyanusun tabanına ait kabuk parçalarıdır. Geç Maastrihtiyen de Doğu Anadolu da, Neotetis Okyanusu güney kolunun kapanmasını sağlayan kuzeye eğimli yitime bağlı olarak, blok faylanma etkinliğinde, yay ardı havza karakterindeki Hazar Havzası gelişmeye başlamıştır. Havzanın açılmasını denetleyen bu normal faylar, bölgede, günümüzde normal bileşene sahip doğrultu atımlı faylar olarak 538

7 Sarıkamış Formasyonunun Stratigrafisi ve Çökelme Ortamı (Elazığ GD su) etkinliğini sürdüren Doğu Anadolu Fay Sistemi nin en azından Geç Kretase den bu yana var olduğunun kanıtı olarak düşünülmüştür. Şekil 7. Sarıkamış Formasyonu na ait konglomera-yama resifi kireçtaşlarının geçişi (solda) ve yama resifi kireçtaşları (sağda). Sarıkamış köyünün yaklaşık 1 km GB sı. Havza kenarını denetleyen fayların etkinliği çökel tipini de doğrudan kontrol etmiştir. Havzanın açılmasını sağlayan fayların etkin olduğu dönemlerde, kaynak alanlardaki yükselmeye bağlı olarak havzaya gelen kaba taneli malzeme oranında önemli artışlar olurken, kaynak alandaki düzleşmeye bağlı olarak bu tür malzeme geliminde zaman zaman azalma olmuştur. Şekil 4 deki istifin tabanındaki konglomeralar, havza kenarını kontrol eden fay dikliklerinden kaynaklanan çekim kaymaları etkisinde taşınmış malzemeyle oluşmuştur. Daha üst seviyelere doğru, kütle akması etkisinde gelişmiş olan konglomeralar ve kırıntılı malzeme gelimindeki azalma dönemlerini karakterize ettiği düşünülen yama resifleri gelişmiştir. Kazancı [12] ile Karabıyıkoğlu ve diğ., [13] de bu tür resif oluşumunda yerel tektoniğin etkisinin büyük olduğunu vurgulamışlardır. Önceki bölümlerde açıklanan veriler ışığında, Hazar Grubu nun tabanında yer alan ve bu çalışmada Sarıkamış formasyonu olarak adlandırılan birimin, Geç Maastrihtiyen de tabanı blok faylarla kontrol edilen havzada kütle akması etkisinde gelişmiş yelpaze deltası olarak çökeldiği sonucuna varılmıştır. Sarıkamış formasyonunu uyumlu olarak üzerleyen Hazar Grubu nun diğer formasyonlarının özellikleri, denizin zamanla derinleştiğini göstermektedir. Katkı Belirtme Yazarlar, bu çalışmanın gerçekleştirilmesine destek veren Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (FÜBAP) yetkililerine, paleontolojik incelemeleri yapan Yrd. Doç. Dr. Meral KAYA ya (Fırat Üniversitesi) ve makalenin son şeklini almasındaki yapıcı eleştirilerinden dolayı isimlerini bilemedikleri hakemlere teşekkürü bir borç bilirler. Kaynaklar 1. M. Rigo De Righi, ve A.Cortesini, Gravity tectonics in foothills structure belt of Southeast Turkey, AAPG Bull., 48, , O. Sungurlu, VI. Bölge kuzey sahalarının jeolojisi: TPAO Rap. No. 817, (yayımlanmamış), Ankara, İ. Özkaya, Sason yöresinin yapısal jeolojisi. Cumhuriyetin 50. Yılı Yerbilimleri Kongresi Tebliğleri, s.21-30, Ankara, D. Perinçek, Palu-Karabegan-Elazığ-Sivrice-Malatya alanının jeolojisi ve petrol imkanları, TPAO Arşivi Rap. No. 1361, (yayımlanmamış), Ankara, O. Sungurlu, D. Perinçek, G. Kurt, E. Tuna, S. Dülger, E. Çelikdemir ve H. NAZ, Elazığ-Hazar-Palu alanının jeolojisi, Petrol İşleri. Genel Müdürlüğü Dergisi, 29, , B. Erdoğan, Geology, geochemistry and genesis of the sulphide deposits of the Ergani - Maden region SE Turkey, Ph.D. Thesis, Univ. New Brunswick B. Erdoğan, Ergani-Maden yöresindeki Güneydoğu Anadolu Ofiyolit Kuşağı nın jeolojisi ve volkanik kayaları. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 25, 49-60, G. Aktaş, ve A. H. F. Robertson, Tectonic evolution of the Tethys suture zone in S.E. Turkey: Evidence 539

8 H. Çelik ve E. Aksoy from the petrology and geochemistry of Late Cretaceous and Middle Eocene extrusives, Symp. on ophiolite genesis and evolution of oceanic lithosphere, Geol. Soc., London, Special Publ., , D Perinçek,. The geology of Hazro-Korudağ-Çüngüş-Maden-Ergani-Hazar-Elazığ-Malatya area, Guide Book, Türkiye Jeoloji Kurumu yayını, 17 s, E. Erdem, Elazığ-Kartaldere-Gölardı köyleri arasındaki magmatitlerin petrografik incelemesi. Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 72 s (yayımlanmamış), Elazığ, A. B. Hayward, Coastal alluvial fans and associated marine facies in the Miocene of SW Turkey, Modern and Ancient Fluvial Systems Spec. Publ. Int. Assoc. Sedimentol., J.D. Collinson and J. Lewin (eds), 6, , N. Kazancı ve B. Varol, Development of a mass flow-dominated fan delta complex and associated carbonate reefs within a transgressive Paleocene succession, central Anatolia, Turkey, Sedimentary Geology, 68, , M. Karabıyıkoğlu, S. Tuzcu, A. Çiner, M. Deynoux, S. Örçen ve A. Hakyemez, Facies and environmental setting of the Miocene coral reefs in the late-orogenic fill of the Antalya Basin, western Taurides, Turkey: implications for tectonic control and sea-level changes, Sedimentary Geology, 173, , Y. Yılmaz, E. Yiğitbaş ve M. Yıldırım, Güneydoğu Anadolu da Triyas sonu tektonizması ve bunun jeolojik anlamı, Türkiye 7. Petrol Kongresi Bildirileri, 65-77, E. Fourcade, J. Dercourt, Y. Günay, J. Azema, H. Kozlu, J. P. Bellier, F. Cordey, P. Cros, P. De Wever, R. Enay, J. Hernandez, J. P. Lauer ve B. Vrielynck, Stratigraphie et paleogeoraphie de la merge septentrionale de la plate-forme Arab au Mesozoique (Turqie du Sud- Est), Bull. Soc. Geol. France, 162, 1, 27-41,