T.C ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ KESİN RAPORU Gölbaşı-Elmadağ Güneyinin Neotektonik Özellikleri Proje Yürütücüsü : Prof. Dr. Gürol Seyitoğlu Proje Çalışanları : Yrd. Doç. Veysel Işık Araş. Gör. Ediz Kırman Jeoloji Müh. İlker İleri Proje Numarası : 20050745008 HPD Başlama Tarihi: 29.08.2005 Bitiş Tarihi: 29.08.2006 Rapor Tarihi: 04.10.2006 Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri ANKARA - 2006
I. Gölbaşı Elmadağ Güneyinin Neotektonik Özellikleri (Neotectonic properties of southern of Golbasi - Elmadag) Özet Bu çalışmada Eldivan-Elmadağ tektonik kamasının güney sınırının jeolojik özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Kuzeybatı İç Anadolu da, Kuzey Anadolu Fayı ile Kırıkkale - Erbaa Fayı arasındaki etkileşim ile ortaya çıkan KB-GD yönlü sıkışma, Ankara ile Çankırı arasında KKD - GGB gidişli Eldivan - Elmadağ tektonik kamasını yaratmıştır (Seyitoğlu vd. 2000, 2006a). Neotektonik özellikte olan bu kamanın doğu kenarı bindirme fayları ile batı kenarı ise normal faylarla sınırlandırılmış olup, Çankırı havzasının batı kenarında yer alan Miyosen-Pliyosen yaşlı karasal çökelleri deforme etmiştir. Tektonik kamanın hem bindirmeli hem de normal faylı kenarlarında gelişen kırıntılı birimin yaşı Geç Pliyosen Kuvaterner dir ve formasyon içi uyumsuzluklar içermesi tektonizma ile eş yaşlı olduğunu göstermektedir. Bu verilere göre Eldivan - Elmadağ tektonik kaması Geç Pliyosen den sonra aktif olmalıdır (Seyitoğlu vd. 2000, 2006a). Eldivan - Elmadağ tektonik kamasının güney sınırı bu yapının neotektonik karakterinin test edilmesi için anahtar bölgedir. Neo-tetis kenet zonunun geometrisi Elmadağ ın güneyinde (Eldivan - Elmadağ tektonik kaması ile Kırıkkale - Erbaa Fay Zonunun uzantılarının buluşma noktasına uyan bölgede) çarpıcı şekilde bir değişim gösterir. Elmadağ güneyinde Balaban Neojen havzasının batı kenarı, Eldivan - Elmadağ tektonik kamasına ait bindirmelerle sınırlanırken aynı sınır yaklaşık D-B doğrultulu sağ yanal Akarlar fayı güneyinde normal faylıdır. Akarlar fayı yanal sıkışmalı (transpresyonal) özelliktedir. Bu fayın konumu yaklaşık K70B 80GB dır. Fay düzlemi üzerinde fay çizikleri belirgindir. Bu fayın kuzey bloğundaki hızlı yükselim, dere yataklarının daha derin kazınmasına ve dik yamaçlar yaratmasına neden olmuştur. Akarlar köyü batısında dere yatağında 15m lik sağ yanal bir yer değiştirme gözlenmiştir. Bu veriler Akarlar fayının aktif olduğunu göstermektedir. Bu fay Gölbaşı civarında gözlenen düşük magnitüdlü çok sayıdaki depremlerden sorumlu olmalıdır. Akarlar fayının konumu ve ofiyolitik kayaçlar ile Neojen sedimanlar arasındaki tektonik ilişkinin bu fay ile değişmesi, KB İç Anadolu da Ankara ile Çankırı arasındaki Eldivan- Elmadağ tektonik kamasının, Kuzey Anadolu Fay Zonu ve Kırıkkale-Erbaa Fay Zonu tarafından yaratılmış neotektonik bir yapı olduğunu göstermektedir. Anahtar Sözcükler: Neotektonik, Eldivan-Elmadağ tektonik kaması, sismik aktivite, Akarlar Fayı 1
Abstract The objective of this study was to determine the geological properties of the southern part of Eldivan - Elmadağ Pinched Crustal Wedge. NW-SE trending compression created by the interaction between North Anatolian Fault Zone and Kırıkkale - Erbaa Fault Zone at NW Central Anatolia, produced NNE-SSW trending Eldivan - Elmadağ Pinched Crustal Wedge between Ankara and Çankırı (Seyitoğlu et al. 2000, 2006a). This neotectonic wedge was limited by the thrust faults at the eastern and by normal faults at the western side. It deformed Miocene-Pliocene continental sedimentary layers in the western part of the Çankırı Basin. Late Pliocene Quaternary clastic unit is controlled by the tectonic wedge and have intraformational unconformities indicating its syn-tectonic character. This data demonstrate that Eldivan - Elmadag Pinched Crustal Wedge is active after Late Pliocene (Seyitoğlu et al. 2000, 2006a). The Southern sector of Eldivan - Elmadag Pinched Crustal Wedge is a key area to test neotectonic character of this structure. The geometry of Neo-Tethyan suture zone show a dramatic change at the south of Elmadag that corresponds to the meeting point between Eldivan - Elmadağ Pinched Crustal Wedge and the trend of Kırıkkale - Erbaa Fault Zone. At the south of the Elmadağ, while the western margin of Balaban Neogene basin limited by thrusted margin of Eldivan - Elmadağ Pinched Crustal Wedge, the same margin shows normal fault character at the south of E-W trending right lateral strike-slip Akarlar fault. Akarlar fault has a transpressional strike-slip structure. The position of this fault is N70W 80SW. There are clear slicken lines on the fault surfaces. The rapid uplift at the northern block of Akarlar fault caused rapid down-cutting of the creeks and creating their steep slopes. In addition, the right lateral displacement on the line of creeks (nearly 15m) are observed. These evidences indicate that Akarlar fault is an active structure. This fault could be responsible for intense seismic activity having low magnitude around Gölbaşı. The position of Akarlar fault and observed different tectonic relationship between ophiolitic rocks and Neogene sedimentary layers in the both sides of Akarlar fault indicate that Eldivan - Elmadağ Pinched Crustal Wedge is a neotectonic structure created by North Anatolian Fault Zone and Kırıkkale - Erbaa Fault Zone between Ankara and Çankırı at the NW Central Anatolia. 2
Keywords: Neotectonic, Eldivan - Elmadağ Pinched Crustal Wedge, seismic activity, Akarlar Fault II. Amaç ve Kapsam Yeni tanımlanmış olan Eldivan-Elmadağ tektonik kamasının, Kırıkkale Erbaa Fay Zonu doğrultusunun daha güneyine inip inmediğinin belirlenmesi, Eldivan-Elmadağ kamasının bir neotektonik yapı olduğunu ve Kuzey Anadolu Fay Zonu ile Kırıkkale Erbaa Fay Zonu arasındaki etkileşimden kaynaklandığını öne süren hipotezi test etmek açısından önemlidir. Bu proje ile Eldivan-Elmadağ tektonik kamasının güney ucunun jeolojik özellikleri saptanmaya ve bölgede gözlenen sismik aktivite açıklanmaya çalışılmıştır. III. Materyal ve Yöntem Eldivan-Elmadağ tektonik kamasının güneye olan devamı arazide izlenerek 1/25.000 ölçekli jeolojik haritası hazırlanmış ve Neo-Tetis kenet zonuna ait ofiyolitik kayaçlar ile Neojen sedimanter birimler arasındaki ilişki saptanmıştır. Bu çalışmanın amacına uygun olarak özellikle KKD gidişli tektonik kamanın DKD-BGB gidişli Kırıkkale Erbaa Fayı doğrultusuna karşılık gelen alanlara ayrı bir önem verilerek genç tektonik hatların yapısal analizi gerçekleştirilmiştir. Bu anahtar lokasyonların belirlenmesinde uydu görüntülerinden yararlanılmıştır. Son değerlendirme arazide elde edilen yapısal veriler, uzaktan algılama verileri ve sismik aktivite verileri bir araya getirilerek yapılmıştır. 3
IV. Analiz ve Bulgular Giriş Orta Anadolu da Kretase Eosen döneminde kuzeyde Sakarya kıtası ile güneyde Kırşehir bloğu arasındaki Neo-Tetis okyanusunun kuzeye doğru dalma batmasıyla tüketildiği konusunda fikir birliği oluşmuştur (Şengör ve Yılmaz 1981, Tüysüz vd. 1995, Erdoğan vd. 1996, Görür vd. 1998, Okay ve Tüysüz 1999). Ancak tartışmalar Orta Anadolu nun çarpışma sonrası tektonik gelişimi üzerine devam etmektedir. Şengör (1979) ve Görür vd. (1998), Orta Anadolu daki neotektonik periyodun Orta-Geç Miyosende kıta içi havza gelişimiyle başladığını (Neotektonik ova rejimi) ileri sürmüşlerdir. Koçyiğit vd. (1995) ise İzmir-Ankara-Erzincan kenet kuşağı boyunca kuzeydeki Sakarya kıtası ile güneydeki Kırşehir bloğu arasında çarpışmanın etkisiyle doğan sıkışmalı rejimin Oligosen erken Pliyosen dönemi boyunca Galatya volkanik aktivitesinin de katılımı ile sürdüğünü, bu sıkışmalı rejimin (Ankara Orojenik Fazı) Geç Pliyosen de son bulduğunu belirtmiştir. Bu görüşe veri olarak Ankara nın kuzey batısında (Yuvaköy) ve Çankırı havzasının batı kenarı boyunca İzmir-Ankara-Erzincan kenet kuşağına ait birimlerin Neojen yaşlı birimler üzerine bindirdiği gösterilmiştir (Koçyiğit 1992, Koçyiğit vd. 1995). Diğer taraftan Seyitoğlu vd. (1997) ve Seyitoğlu vd.(2006b), Yuvaköy civarında yaptıkları çalışmada İzmir-Ankara-Erzincan kenet zonu kayaçlarıyla Neojen yaşlı birimler arasındaki ilişkinin sıkışmalı bir rejimi temsil etmediğini ve erken Miyosende sıkışmalı rejimin son bulması gerektiğini öne sürmüşlerdir. Bölgede erken Miyosen den itibaren orojenik çökmeye bağlı genişlemeli tektonik rejimin hakim olmaya başladığı ve Pliyosen den sonra Kuzey Anadolu Fay sistemine bağlı rejimlerin etkin olabileceği belirtilmiştir.(seyitoğlu vd. 1997) (Şekil 1). Seyitoğlu vd. (2000), Çankırı havzasının batı kenarında Neo-Tetis kenet zonuna ait birimlerin batı kenarı normal faylı, doğu kenarı bindirmeli bir tektonik kama şeklinde, Çankırı havzasının Neojen yaşlı birimlerini parçaladığını ve bunu yaratan gerilmelerin Geç Pliyosen i izleyen dönemde Kuzey Anadolu Fayı ile onun bir kolu olan Kırıkkale-Erbaa Fay zonu arasındaki KB-GD yönlü sıkışma olduğunu söylemiştir (Seyitoğlu vd. 2000,2006a) (Şekil 1). Bu çalışmada, yeni tanımlanmış olan Eldivan-Elmadağ tektonik kamasının, Kırıkkale Erbaa Fay Zonu doğrultusundan daha güneyine inip inmediğinin belirlenmesi, böylece Eldivan- Elmadağ kamasının bir neotektonik yapı olduğunu ve Kuzey Anadolu Fay Zonu ile Kırıkkale 4
Erbaa Fay Zonu arasındaki etkileşimden kaynaklandığını öne süren hipotezin arazi gözlemleri ve uzaktan algılama çalışmalarıyla denetlenmesi öngörülmüştür. Şekil.1. Çalışma alanı ve Orta Anadolu havzalarının konumu. Şekil üzerinde Orta Anadolu nun manyitüdü 4 üzeri olan sismik aktivitelerinin episantırları ve odak mekanizması çözümleri gösterilmiştir. (Seyitoğlu vd. 2006a dan alınmıştır.) Stratigrafi Çalışma alanında Neo-Tetis kenet zonuna ait ofiyolitik kayaçlar, Neojen yaşlı sedimanter birimler ile Kuvaterner alüvyonlarına rastlanmaktadır. Çalışma amacına yönelik olmadığı için Neojen birimlerde ayrıntılı stratigrafik bölümleme yapılmamıştır. Bölgenin stratigrafisi daha önce yapılan çalışmalar ve arazi gözlemlerimizle açıklanmaya çalışılmıştır. 5
Neo-Tetis Kenet Zonu Kayaçları Çalışma alanındaki Neo-Tetis kenet zonu kayaçlarını açıklamadan önce Ankara ile Kızılırmak arasında KKD-GGB doğrultusunda uzanan, 50km genişliğinde, üst Kretase alt Tersiyer yaşlı sedimanter formasyonlarla çevrili bir kuşak olan Ankara Melanjı nı incelemek faydalı olacaktır. Melanj terimi Fransızca karışım anlamına gelmektedir. Ankara Melanjı terimini ilk ortaya koyan Bailey ve Mc Callien dir (1950). Yazarlara göre, Ankara Melanjı kuzeyde Pontid lerden gelen ve Toros kuşağını oluşturmak üzere güneye ilerleyen bir napın (Anadolu Şaryajı) tektonik olarak parçalanması ile oluşmuştur ve bu kayaç topluluğu Triyas Jura yaşlıdır. Gannser (1959), Ankara Melanjı oluşumunun, İrandaki renkli melanjlar gibi denizaltında gelişen bir veya birkaç dev olistostrom olduğunu, yerleşmelerin daha çok tektonik çekim kaymaları sonucu olduğunu ileri sürmüşlerdir. Çalgın vd. (1973), grovaklar içindeki blokların bugünkü yerlerine denizaltı çekim kaymaları ile geldiklerini öne sürerek Gannser (1959) in görüşünü benimsemişlerdir. Boccaletti vd. (1966), Ankara Melanjı nın, olistostrom oluşumlarının da yer aldığı orojenik heyelanlar sonucu oluştuğunu savunmuşlardır. Sestini (1971), Ankara Melanjı nın, başlıca serpantinit ve diyabaz-bazaltların, radyolarit, kireçtaşı, fliş paketleri, marn ve şeyl mercekleri ile birlikte bir kompleks içinde yer aldığı bir topluluk olarak tanımlamıştır. Norman (1973), Ankara melanjı ve çevresindeki üst Kretase- alt Tersiyer istifini ayrıntılı inceleyerek melanjın 3 alt birime ayrılabileceğini öne sürmüştür. Bu birimler yaş sırasıyla, Metamorfik bloklu, Kireçtaşı bloklu ve Ofiyolit bloklu birimlerdir. Çalışma alanında Neo-Tetis kenet zonu kayaçları olarak tek bir isim altında topladığımız karışık seriyi bölgenin kuzeyinde daha önceden çalışmalar yapan araştırmacılar ayırtlamaya ve yaşlandırmaya çalışmışlardır (Şekil 2). Çalgın vd. (1973) bölgenin kuzeyinde yaptıkları çalışmada Karacahasan köyü kuzeyinde ve Ağaçali köyü civarında orta Triyas Kretase yaşlı serpantinler ayırtlamışlardır. Bu serpantinlerin karışık serinin altında bulunduğunu ve radyolaritlerle girift halde bulunduklarını belirlemişlerdir. Bu birimler Akyürek vd. (1996) yaptıkları çalışmada Deliler 6
köyü kuzeyinde ve Taburlar köyü civarında ayırtladıkları Kılıçlar Grubu nun Radyolarit üyesiyle denkleştirilebilir. Serpantinit, gabro, diyabaz ve volkanik olistolit ve olistostromları, Ankara Melanjı nın ofiyolitli kısmı (Bailey ve Mc Callien, 1950), 1/500.000 ölçekli Jeoloji Haritası (Ketin, 1962) Mesozoyik ofiyolit serisinin bir bölümü ile denkleştirilebilir. Çalgın vd. (1973) Tekke köyü kuzeyinde ve Elmalıdede tepe kuzeyinde üst Triyas alt Lias yaşlı spilit ve diabazlar ayırtlamışlardır. Bunlar Akyürek vd. (1996) çalışmasındaki Ortaköy formasyonuyla denkleştirilebilir. Bölgede Miskince dere yatağında ve Deliler köyü batısında alt Eosen yaşlı dasitler ayırtlanmıştır. Bunlar Kretase yaşlı serpantinlerin üzerinde ve Oligosen yaşlı konglomera ve kumtaşlarının altında görülür (Çalgın vd. 1973). Bu birimleri Akyürek vd. (1996) çalışmasında Deliler volkaniti olarak isimlendirmiştir. Neojen Havza Dolgusu Oligosen-Alt Miyosen Bölgede Kömürcü köyü güneyinde, Evciler köyü ve Ağaçali köyü hattı güneyinde, Elmalıdede tepe ve Deliler köyü arasında yayılım gösterir. Altta kızıl renkli konglomera ve kumtaşları, üstte gri ve sarımtırak renkli kumtaşı ve konglomeralardan ibarettir (Çalgın vd. 1973). Orta Miyosen Saraç G. (2003) çalışmasında inceleme alanında Yaylaköy ün KD sundaki lokasyonda Neojen kırıntılıları (gölsel çökeller) içinde bulduğu memeli fosilleriyle (Carnivora, Perissodactyla, Artiodactyla, Proboscidae) bu birime orta Miyosen (MN 11) yaşını vermiştir (Şekil 5). Alt Pliyosen Çalışma alanında Evciler köyü kuzeyinde ve Gökdede tepe güneyinde görülür. Bölgede alt Pliyosen taban konglomerasıyla başlar. Daha üste doğru volkanik ara katkılı göl kireçtaşları, marn ve kiltaşı ardalanmasıyla devam eder. Renkleri beyaz, kirli beyaz bazen de maviye çalan gri renklidir (Çalgın vd. 1973). 7
Üst Pliyosen Bölgede geniş yer kaplarlar. Taburlar köyü, Deliler köyü ve Miskince dere civarında çok yaygın olarak görülürler. Alt kısımlarda konsolide konglomeralar, üste doğru yamaç molozları ve lateritik topraklarla temsil edilir. Renkleri genelde kırmızı olup bazen gridir (Çalgın vd. 1973). Konglomeralar kahverengi-kızıl renklidir. Bazen tabakalanmaya rastlanmaktadır. Kötü boylanmalıdır. Daha yaşlı birimlerin çakıllarını içinde barındırır. Kuvars, kuvarsit, andezit, bazalt, metamorfik kayaç parçaları, çört, gabro parçalarından meydana gelmiştir. Lateritik topraklar ve yamaç molozları konglomeraların ayrışmış kısımlarından oluşmuştur. Renkleri genelde kızıldır (Çalgın vd. 1973). Bölgedeki Neojen basen dolgusunu Akyürek vd.(1996) çalışmasında Gölbaşı formasyonu (Üst Pliyosen yaşlı), Miskincedere formasyonu (Oligosen yaşlı) ve onun alt üyeleri olan Ağaçali üyesi ve Yaylacık üyesi olarak ayırtlamıştır (Şekil 2). Alüvyon Çalışma alanında Kuvaterner yaşı alüvyonlarla temsil edilir. Genellikle genç dere yataklarında görülür. Renkleri gri ve açık kızıldır. Bazen dere yataklarını doldurmuş şekilde bazen de çok az olarak taraçalar halinde bulunurlar. Bunlar çakıllar halinde olup, daha yaşlı birimlerin parçalarını içlerinde barındırırlar (Çalgın vd. 1973) (Şekil 2). 8
9 Şekil 2. Çalışma alanının jeolojik haritası.
Yapısal Jeoloji Eldivan Elmadağ Tektonik Kaması Çankırı havzası Kretase Eosen zaman aralığında Sakarya kıtası ve Kırşehir bloğunun çarpışma sürecinde oluşmaya başlamıştır (Şengör ve Yılmaz 1981, Görür vd. 1984, Koçyiğit 1991). Havzada etkili olan çarpışma sonrası sıkışmalı rejim erken Miyosen de yerini genişlemeli tektonik rejime (orojenik çökmeye bağlı) bırakmıştır. Geç Pliyosenden günümüze ise bölgede Kuzey Anadolu Fayı ve onun bir kolu olan Kırıkkale-Erbaa Fayı arasındaki etkileşimden doğan sıkışmalı bir rejim hakim olmuştur (Şekil 1). Kuzeybatı İç Anadolu da KB-GD yönlü bu sıkışmanın etkisiyle Neo-Tetis kenet zonu kayaçları doğu kenarı bindirmeli, batı kenarı normal faylı bir tektonik kama şeklinde (Eldivan-Elmadağ tektonik kaması) sokularak Neojen birimlerini deforme etmiştir (Seyitoğlu vd. 2000, 2006a) (Şekil 3). Çalışma alanı bu Eldivan Elmadağ tektonik kamasının güneydeki son ucunu göstermektedir (Şekil 2). Çalışma alanının kuzeydoğusunda Taburlar köyü civarında Neo-Tetis kenet zonu kayalarıyla Neojen yaşlı birimler arasında bindirmeli bir ilişki gözlenmektedir. Bu bindirmeli sınır B- GB ya doğru Deliler köyünün kuzeybatısına kadar takip edilebilmektedir. Elmadağ ın güneyinde Eldivan-Elmadağ tektonik kamasıyla Kırıkkale Erbaa fay zonunun yöneliminin buluşma noktasına uyan bölgede Neo-Tetis kenet zonu geometrisinde ilginç bir değişim gözlenmiştir (Şekil 4). Bu lokasyonda, Yaylaköy (Evciler) ve Akarlar (Kömürcü) köyleri arasında Neo-Tetis kenet zonu kayaları ve Balaban havzasının geç Miyosen Pliyosen basen dolgusu yaklaşık D-B yönelimli sağ yanal transpresyonal (sıkışmalı) fay tarafından kesilmiştir (Şekil 2). Bu fayın güneyine doğru Neo-Tetis kenet zonu kayaları ile Neojen sedimentleri arasındaki sınır takip edildiğinde bindirmeli bir ilişki gözlenmez. Yaylaköy (Evciler) civarındaki lokasyonda bu sınır normal faylıdır (Şekil 5). 10
11 Şekil 3. Eldivan-Elmadağ Tektonik Kamasının genel pozisyonunu gösteren blok diyagram. (KAFZ: Kuzey Anadolu Fay Zonu, KEFZ: Kırıkkale-Erbaa Fay Zonu, EETK: Eldivan-Elmadağ Tektonik Kaması) (Seyitoğlu vd. 2006-a dan alınmıştır.)
Şekil 4. Kuzey Anadolu Fay Zonu, Kırıkkale-Erbaa Fay Zonu ve Akarlar fayının etkileşimini gösteren 3 boyutlu arazi modellemesi (NAFZ: North Anatolian Fault Zone, KEFZ: KirikkaleErbaa Fault Zone, AF: Akarlar Fault). Görüntünün elde edilmesi için Global Mapper 7.0 ve Surfer 8.0 programından yararlanılmıştır. Şekil 5. Akarlar Fayı güneyinde Neo-Tetis kenet zonu kayalarıyla Neojen birimleri arasındaki normal faylı sınır. (İşlenmiş uydu görüntüsü Google Earth programından alınmıştır.) 12
Akarlar Fayı Akarlar fayı sağ yanal sıkışmalı (transpresyonal) özelliktedir. Akarlar fayının konumu yaklaşık K70B 80GB dır (Şekil 6). Fayın en iyi gözlendiği lokasyon Yaylaköy ve Akarlar köyleri arasındaki bölgedir. Bu bölgede Akarlar fayı Neo-Tetis kenet zonu kayaları ve Balaban havzasının geç Miyosen Pliyosen basen dolgusunun her ikisini de yaklaşık D-B doğrultulu olarak keser (Şekil 2). Akarlar köyünün B-KB sında fay Neo-Tetis kenet zonu kayalarının iç kısımlarına doğru devam ederken köyün D-GD sunda fay Asar tepe güneyinden geçerek Miskince dere üzerinde kaybolur. Akarlar fayının Miskince dere üzerinde atım yaptığı gözlenmemiştir bunun nedeni fayın doğrultusunun dere gidişi ile paralel hale gelmesi olabilir. Akarlar köyü batısında iki lokalite ve Asar tepe güneyinde bir lokalite olmak üzere üç lokalitede fay düzlemi ve fay çiziklerinin genel pozisyonu ölçülerek kayıt altına alınmıştır (Şekil 2). Şekil 6. Akarlar fayının arazideki pozisyonu. Fotoğraf batıya doğru çekilmiştir. Akarlar fayı batıya doğru ofiyolitlerin içinden devam eder. Arazi gözlemleri sırasında Akarlar köyü batısında dere yatağında yaklaşık 15m sağ yanal bir yer değiştirme gözlenmiştir (Şekil 7). Akarlar fayının kuzey bloğundaki hızlı yükselim, derelerin yataklarının daha derin kazınmasına ve dik yamaçlar yaratmasına neden olmuştur (Şekil 8a, 8b). Bu veriler bize Akarlar fayının aktif olduğunu göstermektedir. 13
Şekil 7. Akarlar fayının derelerde neden olduğu yanal atım. Fay dere yatağında sağ yanal yaklaşık 15m bir yer değiştirme meydana getirmiştir. (a) (b) Şekil 8. a) Derelerin yataklarını derin kazımasını dere içinden gösterimi. Fotoğraf güneye doğru çekilmiştir. b) Derelerin yataklarını derin kazımasını dere kenarından gösterimi. Fotoğraf GB ya doğru çekilmiştir. Dere yatakları bu lokasyonda yatağını yaklaşık 2,8m kazımıştır. Yanal sıkıştırmalı (transpresyonal) fay sistemlerinin en büyük özelliği fay sistemi boyunca sıkıştırmanın etkisiyle gelişen yapısal yükselimlerdir (pozitif çiçek yapısı) ve bunun bir örneği Akarlar fayı üzerinde gözlenmektedir (Şekil 9). 14
Şekil 9. Akarlar fayının transpresyonal (sıkıştırmalı) özelliğini gösteren pozitif çiçek yapısı. Akarlar fayının konumu yaklaşık K70B 80GB dır. Akarlar fayının arazideki konumu, Akarlar köyü civarındaki Neo-Tetis kenet zonu kayalarıyla geç Miyosen-Pliyosen basen dolgusu arasındaki bindirmeli sınır ve Yayla köy civarındaki normal faylı sınır uydu görüntülerinden de açıkça takip edilebilmektedir (Şekil 5, Şekil 10). Şekil 10. Akarlar fayının konumu.(işlenmiş uydu görüntüsü Google Earth Programından alınmıştır. Akarlar fayının yarattığı çizgisellik açıkça görülebilmektedir.) 15
Depremsellik Türkiye, Alp- Himalaya Deprem kuşağı üzerinde yer almaktadır. Yaklaşık 12 milyon yıl önce Arap levhası ile Avrasya levhası çarpışmaya başlamış ve çarpışmanın ileri aşamasında, çarpışma zonunun kuzey kısmında eşlenik fay sistemi oluşturan Kuzey Anadolu fay zonu ve Doğu Anadolu fay zonu meydana gelmiştir. Bu doğrultu atımlı faylar boyunca Anadolu bloğu batıya doğru hareket etmiştir. Şekil 11. Ankara ili çevresinde 1991 2006 yılları arasında gerçekleşen sismik aktiviteler. Akarlar fayının bulunduğu bölgedeki sismik verilerin dağılımı Akarlar fayının doğrultusuna uyan bir çizgisellik gösterirler. Türkiye de tarihsel depremlerin çoğunun yeterli ve güvenilir kayıdı yoktur. Türkiye de 1900 2000 yılları arasında manyitüdü Ms 4.0 olan toplam 7000 civarında deprem kaydedilmiştir. Bu depremlerin dış merkezleri (episantrları) ana tektonik hatlar boyunca yer almıştır (Demirtaş ve Erkmen 2000). Türkiye nin hemen her yerinde depremler olmaktadır ancak hasar yapıcı depremler belli başlı dört bölgede yoğunlaşmaktadır. Bunlar; Kuzey Anadolu fay zonu, Doğu Anadolu fay zonu, Batı Anadolu çöküntü sistemi ve Helenik 16
Kıbrıs Yayı dır. Aşağıdaki çizelgede tektonik bölgelerde 1900 1995 yılları arasında olmuş depremlerin (Ms 5.5) sayı olarak dağılımları görülmektedir. Tektonik Bölge Toplam Deprem Sayısı Kuzey Anadolu Fayı 34 Doğu Anadolu Fayı 10 Ege Graben Sistemi 33 Doğu Anadolu Sıkışma Bölgesi 22 Kıbrıs-Helenik Yayı 13 Orta Anadolu Ova Bölgesi 4 Karadeniz Bölgesi 2 Çizelge 1. Ana tektonik bölgelerde 1900 1995 yılları arasında gelişen hasar yapıcı deprem sayıları (Demirtaş ve Erkmen 2000). Orta Anadolu bölgesi, kuzeyinde Kuzey Anadolu fay zonu ile güneyinde Kıbrıs ın güneyinden geçen bir yay şeklindeki yitim zonu ile sınırlanır. Bölgede yapıların çoğu doğrultu atımlı faylanmalar şeklindedir ve durumları paleotektonik durumdaki K-G sıkışmanın eseri oldukları ve bunların neotektonik dönemde canlandıkları izlenimini vermektedir. Bu canlanmaya esas neden Anadolu nun batıya kaçışıdır. Buna karşın KAF ın doğu bölgesindeki Kırıkkale-Erbaa fayı gibi ana koldan ayrılan faylar da neotektonik dönemin özgün yapılarıdır (Şekil 1). Ankara bölgesi şimdiye kadar çok fazla hasar yapacak şekilde büyük depremlerin merkezi olmamıştır. Ancak bölgenin kuzeyinden geçen ve günümüzde aktif olan Kuzey Anadolu Fayı ile güneyinde yer alan ve birbirini kesen genç fay zonları boyunca oluşan depremlerden önemli derecede etkilenmiştir. Ankara nın KB kesiminde KAF tan etkilenecek şekilde Üst Pliyosen den beri bir KB-GD doğrultulu sıkışma rejimi egemendir (Şekil 1). Ankara nın güneyinde yer alan Gölbaşı bölgesi de sismik bakımdan çok hareketli bir alandır. Ankara çevresinde 1991 2006 yılları arasında gerçekleşen depremler (Ms 2.0) işaretlendiğinde Gölbaşı çevresinde gözlenen BKB DGD yönelimli sismik aktivite, Eldivan Elmadağ tektonik kamasının güneydeki sonu olduğunu düşündüğümüz Akarlar fayıyla ilişkili olmalıdır (Şekil 11). 17
Sonuçlar - Kuzeybatı İç Anadolu da Elmadağ güneyinde Balaban Neojen havzasının batı kenarı, Eldivan Elmadağ tektonik kamasına ait bindirmelerle sınırlandırılırken aynı sınır yaklaşık D-B doğrultulu sağ yanal Akarlar fayı güneyinde normal faylıdır. - Akarlar fayı yanal sıkışmalı (transpresyonel) özelliktedir ve arazi çalışmasından elde edilen veriler bu fayın aktif olduğunu göstermektedir. Gölbaşı çevresinde gözlenen sismik aktivite dağılımı bu fayla ilişkilidir. - Bu veriler, Ankara ile Çankırı arasındaki Eldivan Elmadağ tektonik kamasının, Kuzey Anadolu fay zonu ve Kırıkkale Erbaa fay zonu tarafından oluşturulmuş neotektonik bir yapı olduğunu göstermektedir. Kaynaklar Adıyaman, O., Chorowicz, J., Arnaud, O.N., Gündoğdu, M.N., Gourgaud, A., 2001. Late Cenozoic tectonics and volcanism along the North Anatolian Fault: new structural and geochemical data. Tectonophysics 338, 135-165. Akyürek, B., Duru, M., Sütçü, Y.F., Papak, İ., Şaroğlu, F., Pehlivan, N., Gönenç, O., Granit, S., Yaşar, T., 1996, Ankara İlinin çevre jeolojisi ve doğal kaynaklar projesi, Derleme no: 9961 Akyürek, B., Bilginer, E., Çatal, E., Dager, Z., Soysal, Y. ve Sunu, O., 1980. Eldivan- Sabanözü (Çankırı) ve Hasayaz-Çandır (Kalecik-Ankara) dolayının jeolojisi. MTA Rapor No: 6741, Ankara. Barka, A.A. and Kadinsky-Cade, K., 1988. Strike-slip fault geometry in Turkey and its influence on earthquake activity. Tectonics 7, 663-684. Bailey, E. B. and Mc Callien, W. J., 1950. The Ankara Melange and the Anatolian Thrust. Nature, v.166, 938-940. Bingöl, E., 1986, Doğrultu Atım Sorunu ve Jeolojisi. MTA Yayınları Eğitim Serisi, No.28 18
Boccaletti, M., Bortolotti, V., Sagri, M., 1966. Richerche sulle ofioliti della Catena Alpine. 1, Osservazioni sull, Ankara Melange nella zona di Ankara, Boll. Soc. Geol. It., v.85, 485-508. Bozkurt, E. and Koçyiğit, A., 1995. Almus Fault Zone: its age, total ofset and relation to the North Anatolian Fault Zone. Turkish Journal of Earth Sciences 4, 93-104. Bozkurt, E. and Koçyiğit, A., 1996. The Kazova basin: an active negative flower structure on the Almus Fault Zone, a splay fault system of the North Anatolian Fault Zone, Turkey. Tectonophysics 256, 239-254. Çalgın, R., Pehlivanoğlu, H., Ercan, T. ve Şengün, M., 1973. Ankara civarının jeolojisi. MTA Rapor No: 6487 Çapan., U.,1981. Ankara Melanjı hakkındaki görüşler ve melanjın Gökdere Aktepe yöresindeki özelliklerine ait gözlemler. İç Anadolu nun Jeolojisi Simpozyumu, TJK 35. Bilimsel ve Teknik Kurultayı. Chorowicz, J., Dhont, D., Gündoğdu, N., 1999. Neotectonics in the eastern North Anatolian fault region (Turkey) advocates crustal extension: mapping from SAR ERS imagery and Digital Elevation Model. Journal of Structural Geology 21, 511-532. Demirtaş, R., Erkmen, C., 2000. Deprem ve Jeoloji, JMO Yayınları, No.52, Ankara Erdoğan B., Akay, E. ve Uğur M.S., 1996. Geology of the Yozgat Region and evolution of the collisional Cankiri Basin. International Geology Review 38, 788-806. Erol, O. 1954. Ankara civarının jeolojisi hakkında rapor. MTA Rapor No: 2491, Ankara. Fossen, H., 2000. Extensional tectonics in the Caledonides: Synorogenic or postorogenic? Tectonics 19, 213-224. Gannser, A., 1959. Ausseralpine Ophiolit probleme. Eclog. Geol. Helv., v.52, 659-680. Gorur, N., Tuysuz, O. And Sengor A.M.C., 1998, Tectonic evolution of the Central Anatolia Basin. International Geology Review 40, 831-850. 19
Grujic, D., Hollister, L.S., Parrish, R.R., 2002. Himalayan metamorphic sequence as an orogenic channel: insight from Bhutan. Earth and Plaetary Science Letters 198, 177-191. Jones, R.R., Holdsworth, R.E., Clegg, P., McCaffrey, K., Tavarnelli, E., 2004. Inclined Transpression. Journal of Structural Geology, vol.26, pp.1531-1548 Karadenizli, L. Saraç, G., Şen, Ş., Seyitoğlu, G., Antonie, P.O.,Kazanci, N., Varol, B., Alçiçek, M.C., Gül, A., Erten, H., Esat, K., Özcan, F., Savaşçı, D., Antoine, A., Filoreau, X., Hervet, S., Bouvrain, G., DE Bonis, L. and Hakyemez, H.,Y., 2004. Çankırı-Çorum havzasının batı ve güney kesiminin memeli fosillere dayalı Oligo- Miyosen biyostratigrafisi ve dolgulama evrimi. MTA Rapor No: 10706. Karadenizli, L., Seyitoğlu, G., Saraç, G., Kazancı, N., Şen, Ş., Hakyemez, Y. ve Savaşçı, D., 2003. Çankırı-Çorum Havzası batı kenarının Erken-Orta Miyosen paleocoğrafik evrimi. MTA Dergisi 126, 69-86. Kaymakci, N., 2000. Tectono-stratigraphical evolution of the Cankiri basin (Central Anatolia, Turkey). PhD Thesis, Univ. Utrecht. Geologia Ultraiectina, no:190, 247p. Koçyiğit, A., Türkmenoğlu, A., Beyhan, A., Kaymakçı, N. And Akyol, E., 1995. Post collisional tectonics of Eskisehir-Ankara-Cankiri segment of İzmir-Ankara-Erzincan Suture Zone: Ankara Orogenic Phase. TPJD Bulletin 6, 69-86. Kocyigigit, A. And Beyhan,A., 1998. A new intracontinental transcurrent structure: The Central Anatolian Fault Zone, Turkey. Tectonophysics, 284, 317-336. Koçyiğit, A., 2000. Orta Anadolu nun genel neotektonik özellikleri ve depremselliği. TPJD, Haymana-Tuzgölü-Ulukışla Basenleri Uygulamalı Çalışma. Özel Sayı:5, 1-26. Moody, J.D. and Hill, M.J., 1956. Wrench-fault tectonics. Bulletin Geological Society of America, 67, 9, 1207-1246. Norman, T. N., 1973. Ankara Yahşıhan bölgesinde üst Kretase alt Tersiyer sedimantasyonu, TJK Bülteni, XVI/1, 172 180. 20
Okay, A.I., Tüysüz, O., Kaya, Ş., 2004. From transpression to transtension: changes in morphology and structure around a bend on the North Anatolian Fault in the Marmara region. Tectonophysics, vol.391, pp.259-282 Sanderson, D.J. and Marchini, W.R.D., 1984. Transpression. Structural Geology, vol.6, no.5, pp449-458 Saraç, G., 2003. Türkiye omurgalı fosil yatakları. MTA Rapor No: 10609 Savasçı, D., 2003. Çankırı havzasında yer alan Hançili formasyonunda çökelme ile eş yaşlı yapısal unsurlar. Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 44s. Sen, S., Seyitoğlu, G., Karadenizli, L., Kazanci, N., Varol, B., Araz, H., 1998. Mammalian biochronology of Neogene deposits and its correlation with the lithostratigraphy in the Cankiri-Corum basin, Central Anatolia, Turkey. Eclogae geol. Helv. 91, 307-320. Sengor, A.M.C. and Yilmaz, Y., 1981. Tethyan evolution of Turkey: A plate tectonic approach. Tectonophysics, 75, 181-241. Sengor, A.M.C. 1979. The North Anatolian Transform Fault: It s age, ofset and tectonic significance. Journal Geology Society of London Bulletin, 136, 269-282. Sengor, A.M.C., 1980. Türkiye neotektoniğinin esasları (Fundamentals of the neotectonics of Turkey). Publication of Geological Society of London, 40s. Sengor, A.M.C., Gorur, N. and Saroglu, F., 1985. Strike-slip deformation basin formation and sedimentation: Strike-slip faulting and related basin formation in zones of tectonic escape: Turkey as a case study. In: Biddle, K.T. and Christie-Blick, N. (Eds.), Strikeslip faulting and basin formation. Society of Economic Paleontologists and Mineralogist, Special Publication, vol.37, pp.227-264. Sestini, G., 1971. The relations between flysch and serpentinites in North-Central Turkey, in A.S. Campbell (Edit.) Geology and History of Turkey, The Petrol. Expl. Soc. of Libya, Tripoli. Seyitoglu, G., Kazanci, N., Karakus, K., Fodor, L., Araz, H., Karadenizli, L., 1997. Does continuous compressive tectonic regime exist during Late Paleogene to Late Neogene 21
in NW Central Anatolia, Turkey? Preliminary observations. Turkish Journal of Earth Sciences, 6, 77-83. Seyitoglu, G., Kazanci, N., Karadenizli, L., Sen, S., Varol, B. and Karabiyikoglu, T., 2000. Rockfall avalanche deposits associated with normal faulting in the NW of Cankiri basin: implication for the post-collisional tectonic evolution of the Neo-Tethyan suture zone. Terra Nova, 12, 245-251. Seyitoglu, G., Kazanci, N., Karadenizli, L., Sen, S., Varol, B. and Sarac, G., 2004. Neogene tectono-sedimentary development of the western magrin of the Cankiri Basin, Central Turkey: reply to the comment of Kaymakci 2003. Terra Nova, 16, 163-165. Seyitoglu, G., Karadenizli, L., Sen, S., Kazanci, N., Varol, B., Sarac, G., Isik, V., Esat, K., Ozcan, F., Savasci, D., Ileri, I., 2006 (a). Late Pliocene Quaternary pinched crustal wedge in NW Central Anatolia Turkey: A neotectonic structure accommodating the internal deformation of the Anatolian plate. International Journal of Earth Science, (İncelemede). Seyitoğlu, G., Ecevitoğlu, B., Işık, V., Esat, K., Akaya, İ., Sağol, Ö., 2006 (b). Yuvaköy (Ankara) kuzeyinde üst Kretase ofiyolitik melanj ile Neojen birimler araındaki tektonik sınırın niteliği hakkında jeolojik ve jeofizik veriler. Yerbilimleri, baskıda. Tuysuz, O., Dellaloglu, A.A. and Terzioglu, N., 1995. A magmatic belt within the Neo- Tethyan suture zone and its role in the tectonic evolution of northern Turkey. Tectonophysics, 243, 173-191. Ünalan, G., 1981. Ankara güneybatısındaki Ankara Melanjı nın stratigrafisi. İç Anadolu nun Jeolojisi Simpozyumu. TJK yayını 46-52, Ankara. 22
VII. Ek Bilgiler a) Mali Bilanço ve Açıklamaları Proje bütçesi 4759 YTL olup, bu bütçenin 3835 YTL si arazi çalışmalarında kullanılmak üzere araç kirası için, 924 YTL si hem arazi hem de büro çalışmalarında kullanılmak üzere harita alımı için kullanılmıştır. Harita alımı sırasında gerçekleşen gecikmeler projenin yürütülmesi sırasında aksamalara neden olmuştur. Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Müdürlüğü tarafından desteklenen Yerbilimleri projeleri benzer sorunlarla karşı karşıya kalmaktadır. Bu durumun düzeltilmesi projelerin sağlıklı yürütülmesi açısından büyük önem taşımaktadır. b) Bildiriler Seyitoğlu, G., Karadenizli, L., Şen, Ş., Kazancı, N., Varol, B., Saraç, G., Işık, V., Esat, K., Özcan, F., Savaşçı, D., İleri, İ., 2006. Anadolu Levhası İtiliyor mu Yoksa Çekiliyor mu? Yanıt Yeni Tanımlanan Neotektonik Bir Yapı Olan Eldivan Elmadağ Tektonik Kamasının Jeolojisinde mi Saklı?, 59. Türkiye Jeoloji Kurultayı, Bildiri Özleri, s.87-88. (Sözlü Sunum) İleri, İ., Işık, V., Seyitoğlu, G., 2006. Eldivan Elmadağ Tektonik Kamasının Güney Sınırı: Sağ Yanal Doğrultu Atımlı Akarlar Fayı, 59. Türkiye Jeoloji Kurultayı, Bildiri Özleri, s.92-93. (Poster Sunumu) c) Yayınlar Seyitoglu, G., Karadenizli, L., Sen, S., Kazanci, N., Varol, B., Sarac, G., Isik, V., Esat, K., Ozcan, F., Savasci, D., Ileri, I., 2006. Late Pliocene Quaternary pinched crustal wedge in NW Central Anatolia Turkey: A neotectonic structure accommodating the internal deformation of the Anatolian plate. International Journal of Earth Science, (İncelemede). d) Tezler İleri, İ., 2007, Eldivan Elmadağ Tektonik Kamasının Güney Sınırının Yapısal Özellikleri, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü (Hazırlama Aşamasında). 23