Sivrihisar-Kayakent (Eskişehir) Arasındaki Bölgenin Neojen-Kuvaterner Tektoniği (KB Orta Anadolu, Türkiye)

Sivrihisar-Kayakent (Eskişehir) Arasındaki Bölgenin Neojen-Kuvaterner Tektoniği (KB Orta Anadolu, Türkiye) Neogene-Quaternary Tectonics of the Region Between Sivrihisar-Kayakent (Eskişehir) (NW Central Anatolia, Turkey) SELAHATTİN KAHRAMAN Hacettepe Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Öğretim ve Sınav Yönetmeliğinin JEOLOJİ Mühendisliği Anabilim Dalı İçin Öngördüğü YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak hazırlanmıştır. 2010

Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürlüğü'ne, Bu çalışma jürimiz tarafından JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI 'nda YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak kabul edilmiştir. ONAY Bu tez.../.../... tarihinde Enstitü Yönetim Kurulunca kabul edilmiştir. Prof.Dr. Adil DENİZLİ Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü

Eşime ve Kızıma

Sivrihisar-Kayakent (Eskişehir) Arasındaki Bölgenin Neojen-Kuvaterner Tektoniği (KB Orta Anadolu, Türkiye) Selahattin KAHRAMAN ÖZ İnönü-Eskişehir Fay Sistemi, Orta Anadolu'daki en önemli yapısal unsurlarından biri olup, batıda Uludağ'dan (Bursa) güneydoğuda Sultanhanı'na (Konya) kadar devam eden, KB-GD ile BKB-DGD arasında değişen bir dizi fay zonundan oluşmuştur. Batı ucundaki kolu Eskişehir fay zonu olan sistem Sivrihisar doğusunda Ilıca, Yeniceoba, Cihanbeyli ve Sultanhanı fay zonları olarak devam eder. Bu fay sisteminin Sivrihisar-Kayakent (Eskişehir) arasındaki kısmının Neojen-Kuvaterner jeolojisi ve yapısal evrimi bu çalışmanın ana amacını oluşturmaktadır. Çalışma alanı ve çevresinde Paleozoyik, Mesozoyik ve Senozoyik yaşlı birimler yüzeylemektedir. Bu kayaçlar Miyosen öncesi temel ve Miyosen örtü kayaçlarından oluşmaktadır. Temel kayaçları başlıca gri-kahverenkli mikaşist, kuvars-kalkşist-mikaşist, kalkşistmikaşist kuvarsşist ve granodiyoritlerden oluşur. Bunlar arasında ara seviyeler şeklinde kristalize kireçtaşları ve kuvarsitler ile gri, beyaz ve siyah renkli, orta-kalın tabakalı, kristalize, yer yer de dolomitik kireçtaşları yer alır. Örtü kayaçlarını, Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı çakıltaşı, kiltaşı, marn ve kireçtaşları; Pliyosen yaşlı beyaz, gri renkli, orta-kalın tabakalı, gastropod fosilli kireçtaşları; Pliyo-Kuvaterner yaşlı açık kahve, kırmızımsı renkli çamurtaşı, kumtaşı ve konglomeralar ile Kuvaterner yaşlı yamaç molozu, traverten ve alüvyonlar oluşturur. İnönü-Eskişehir Fay Sistemi nin Sivrihisar-Kayakent kesiminde bulunan çalışma alanında, bölgeyi etkileyen faylar doğrultularına göre KB-GD; K-G; KKD-GGB, i

KKB-GGD ve D-B doğrultulu faylar olmak üzere beş ana grupta incelenmiştir. Çalışma alanındaki faylar ve kırık sistemleri türlerine göre gruplandırıldığında KBgidişli fayların ana fay (Y kırıkları), KKD- gidişli fayların zıt yönlü Riedel kırıkları (R2), KKB- gidişli faylar eş yönlü Riedel kırıkları (R1), K-G gidişli fayların normal faylar (NF), D-B gidişli fayların ters faylar (TF) ile eşleştiği görülmektedir. Buna göre, kırık sistemlerinin en büyük asal gerilim ekseninin yaklaşık K-G doğrultulu olan sağ yönlü bir makaslama sistemi içinde gelişmiş olduğu düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Orta Anadolu, İnönü-Eskişehir Fay Sistemi, tektonik evrim, güncel tektonik, Sivrihisar, Hamamkarahisar, Günyüzü, Gümüşkonak, Kayakent, Neojen, Kuvaterner, Jeotermal, Polatlı Baseni. Danışman: Prof. Dr. Kadir DİRİK, Hacettepe Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Genel Jeoloji Anabilim Dalı. ii

Neogene-Quaternary Tectonics of the Region Between Sivrihisar- Kayakent (Eskişehir) (NW Central Anatolia, Turkey) Selahattin KAHRAMAN ABSTRACT The İnönü-Eskişehir Fault System is one of the most important fault system in Central Anatolia and is composed of series of NW-SE to WNW-ESE trending fault zones, extending from Uludağ (Bursa) in the northwest to Sultanhanı in the southeast. Eskişehir Fault Zone is the western branch of this fault system where Ilıca, Yeniceoba, Cihanbeyli and Sultanhanı fault zones form the eastern branches from Sivrihisar to the east. Geological and structural evolution of the fault system between Sivrihisar (Eskişehir) and Kayakent (Eskişehir) is the main subject of this research. The Paleozoic, Mesozoic and Senozoic rock units crop out in the study area and the surrounding region. These rocks are composed of pre-miocene basement and Miocene cover rocks. Basement is mainly consists of grey-brownish micaschist, quartz-calcschistmicaschist, calcschist-micaschist, quartzschist and granodiorites. The crystallized limestone, quartzite and grey-white-black coloured, medium-thick beds of crystallized and dolomitic limestones are also located in the basement as interlayers. Cover rocks comprise Late Miocene-Pliocene conglomerate, claystone, marl and limestone; Pliocene white-gray, medium-thick bedded, gastropod bearing limestones; Plio-Quaternary light brown, reddish mudstone, sandstone and conglomerate and Quaternary talus, travertine and alluviums. iii

The faults affecting the tectonic structure of the region, which is located in the Sivrihisar-Kayakent segment of the İnönü-Eskişehir Fault System, are group into five categories as NW-SE; N-S; NNE-SSW, NNW-SSE and E-W according to their fault strikes. It is seen that NW- trending faults are the main displacement zone, NNEtrending faults are antithetic Riedel shears (R2), NNW- trending are synthetic Riedel shears (R1), N-S- trending faults are normal faults and E-W- trending are the reverse faults, when the faults and shear systems are grouped according to their deformation types. Therefore it is thought that the structures of an area depveloped in the dextral shear system, under approximately N-S directed principal stress. Key Words: Central Anatolia tectonic evolution, neotectonic, kinematic analysis, Sivrihisar, Günyüzü, Gümüşkonak, Hamamkarahisar, Kayakent, Neojen, Quvaterner, Geothermal, Polatlı Basin. Advisor: Prof. Dr. Kadir DİRİK, Hacettepe University, Department of Geological Engineering, General Geology Division. iv

TEŞEKKÜR Öncelikle beni tez öğrencisi olarak kabul eden, bu konuda çalışmaya yönelten ve çalışmanın her aşamasında yardımlarını esirgemeyen, değerli görüş ve bilgileriyle yönlendiren, değerli tez hocam Prof. Dr. Kadir DİRİK'e (H.Ü., Ankara) teşekkürlerimi sunmayı bir borç bilirim. Tez çalışmalarım esnasında, görev yapmakta olduğum MTA Genel Müdürlüğü nün imkanlarından yararlandığım için beni destekleyen tüm kurum yetkililerine ve özellikle arazi çalışmalarında ve tez yazım aşamalarında bana yardımlarından dolayı Jeo. Müh. Hakan ÖZKAN a teşekkür ederim. MTA Genel Müdürlüğü Jeoloji Etütleri Dairesi nden Jeo. Yük. Müh. Dr. Ayhan ILGAR a, Jeo. Yük. Müh. Dr. Fatma TOKAY BELİNDİR e, Deprem Araştırma Genel Müdürlüğünden Jeo. Y. Müh. Vedat ÖZSARAÇ ve Jeo. Y. Müh. Turgay KURU ya, Son olarak, çalışmanın her aşamasında manevi katkıları ve anlayışları ile bana destek olan eşim ve kızıma, Teşekkürlerimi sunarım. Selahattin KAHRAMAN v

İÇİNDEKİLER DİZİNİ Sayfa no ÖZ... i ABSTRACT... iii TEŞEKKÜR... v İÇİNDEKİLER DİZİNİ... vi ŞEKİLLER DİZİNİ... viii EKLER DİZİNİ... xi 1. GİRİŞ... 1 1.1. Çalışmanın Amacı... 1 1.2. Çalışma Bölgesinin Tanıtılması... 1 1.3. Çalışma Yöntemleri... 5 1.3.1. Saha Öncesi Büro Çalışmaları... 5 1.3.2. Saha Çalışmaları... 5 1.3.3. Büro Değerlendirme ve Tez Yazımı Çalışmaları... 5 1.4. Önceki Çalışmalar... 6 2. BÖLGESEL JEOLOJİ... 11 2.1. Bölgesel Stratigrafi... 11 2.2. Bölgesel Tektonik... 11 2.2.1. Paleotektonik dönem... 11 2.2.2. Neotektonik dönem... 12 3. STRATİGRAFİ... 20 3.1. Temel Kayaçlar... 20 3.1.1. Paleozoyik Şist (Pzş)... 22 3.1.2. Paleozoyik kireçtaşları (Pzk)... 26 3.1.3. Derinlik Kayaçları... 28 3.2. Örtü Kayaçları... 30 3.2.1. Senozoyik... 30 3.2.1.1. Üst Miyosen-Pliyosen Birimleri (Tmg)... 32 3.2.1.2. Pliyosen Birimleri (Tph)... 41 3.2.1.3. Pliyo-Kuvaterner Birimleri (Tpa)... 41 vi

3.2.2. Kuvaterner... 46 3.2.2.1. Alüvyon (Qal)... 46 3.2.2.2. Traverten (Qtr)... 47 3.2.2.3. Yamaç Molozu (Qym)... 48 4. YAPISAL JEOLOJİ... 50 4.1. Miyosen Öncesi Birimlerde Gözlenen Yapılar... 50 4.2. Miyosen-Kuvaterner Yaşlı Birimlerde Gözlenen Yapılar... 50 4.2.1. Tabaka Düzlemleri ve Kıvrımlar... 50 4.2.2. Faylar... 53 4.2.2.1. KB-GD doğrultulu faylar... 53 4.2.2.2. K-G doğrultulu faylar... 54 4.2.2.3. D-B doğrultulu faylar... 59 4.2.2.4. KKD-GGB doğrultulu faylar... 60 4.2.2.5. KKB-GGD doğrultulu fay... 60 4.2.2.6. Diğer faylar... 61 4.3. Çalışma Alanında Yüzeyleyen Yapıların Yorumu... 63 5. JEOTERMAL SU KAYNAKLARI... 65 5.1. Giriş... 65 5.2. Bölgedeki Sıcak Su Kaynaklarının Tektonizma ile İlişkisi... 67 5.2.1. Hamamkarahisar Sahası... 67 5.2.2. Gümüşkonak Sahası... 69 6. BÖLGENİN DEPREMSELLİĞİ... 70 7. SONUÇLAR... 72 KAYNAKLAR DİZİNİ... 74 EKLER... 81 vii

ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa no Şekil 1. 1. Çalışma alanının yer bulduru haritası.... 3 Şekil 1. 2. Çalışma Alanı ve yakın çevresini gösterir uydu görüntüsü... 4 Şekil 2. 1. Çalışma Alanı ve yakın çevresini gösterir jeoloji haritası (1:500.000 ölçekli (Ankara paftası) Türkiye Jeoloji Haritası MTA Gen. Md. lüğü 2002 den alınmıştır).... 14 Şekil 2. 2. Türkiye ve çevresinin ana neotektonik bölgelerini ve ilişkili yapıları gösteren harita. Renk kodları kendine ait deformasyon türünü ve buna bağlı olarak ortaya çıkan sedimanter havza tipini temsil eden ana tektonik bölgeleri göstermektedir. (Koçyiğit ve Özacar (2003), Woolside vd. (2002), Zitter vd. (2005); Çiftçi (2007) den değiştirilerek alınmıştır).... 15 Şekil 2. 3. Orta Anadolu ve çevresinin tektonik haritası (Dirik ve Erol, 2003; Dirik, 2001; Dirik ve Göncüoğlu, 1996; Göncüoğlu vd., 1996; Koçyiğit ve Özacar, 2003 ten ve Özsayın, 2007 den alınmıştır).... 18 Şekil 3. 1. Çalışma alanına ait genelleştirilmiş stratigrafik kesit... 21 Şekil 3. 2. Çakış Tepe deki (Dutlu köyü ve Kadıncık Köyü arası) (J27 a2 paftası) Palezoyik şistler (Pzş) ve kuvarsit (Q) görünümü (doğudan bakış)... 23 Şekil 3. 3. Çaleteği Mevkii, şistler (Pzş) ve kristalize kireçtaşı (Pzk) ara seviyeleri (güneyden bakış)... 23 Şekil 3. 4. Çakışık Tepe (J27 a2) 500 m GB sı, kuvarsitlerin görünümü (doğudan bakış).... 25 Şekil 3. 5. Şist (Pzş) ve kuvarsit (Q) merceklerinden görünüm (Çakışık Tepe 500 m GB sı, J27 a2) (güneydoğudan bakış)... 25 Şekil 3. 6. Şistler (Pzş) arasındaki süt beyaz renkli kuvarsitlerden bir görünüm (Şelbelik Sırtı, J27 b4), (güneyden bakış).... 26 Şekil 3. 7. Arayıt Yükselimi nin batı ucundan Paleozoyik kireçtaşı (Pzk), Paleozoyik şist (Pzş) ve Granodiyoritin (Gr) uydu görüntüsü (Bakış GD ya).... 27 Şekil 3. 8. Kayakent güneyi Hasanbaba Tepe (J27 b4), Paleozoyik kristalize kireçtaşıları (Pzk) genel görünümü, kristalize kireçtaşı (Pzk) Pliyokuvaterner çamurtaşı, konglomera (Tpa) dokanağı (güneyden viii

bakış).... 27 Şekil 3. 9. Kadıncık köyü ve granodiyoritlerin genel görünümü (bakış yönü GB ya).... 31 Şekil 3. 10. Kadıncık köyü kuzeyi küçük tepe deki granodiyoritleri kesen aplit ve pegmatit dayklarından görüntüler (batı ya bakış).... 31 Şekil 3. 11. (a) J 27 a2, Kadıncık Köyü-Hörmetli Pınarı güneyi, granodiyorit (γ)- Pliyo-Kuvaterner (Tpa) dokanağı. (b) J 27 a2, Kadıncık Köyü, granodiyorit-pliyo-kuvaterner (Tpa) dokanağı (B dan D ya bakış). (c) J27 a2 Kadıncık Köyü yaklaşık 2,5 km güneyi, granodiyorit (γ)- Paleozoyik kireçtaşı (Pzk) dokanağı (KB dan GD ya bakış). (d) J27 a2 Kadıncık Köyü yaklaşık 2,5 km güneyi, Evliyadağ Tepe KD su, granodiyorit(γ)-paleozoyik kireçtaşı(pzk) dokanağı (bakış yönü GD ya).... 32 Şekil 3. 12. Gümüşkonak doğusunda yapılan EG-1 sıcak su kuyusuna ait log... 34 Şekil 3. 13. Üçtepe (J27 b1), alacalı kil-marn-kireçtaşı ardalanması. Jips ara seviyeli (bakış yönü GB ya).... 35 Şekil 3. 14. Alıçlıburun Tepe (J27 b1), alacalı kil-marn-kireçtaşı ardalanması. Jips ara seviyeli (bakış yönü KB ya).... 35 Şekil 3. 15. Osmandayı Tepe (J27 b1), beyaz renkli kil-marn-kireçtaşı ardalanması. Jips araseviyeli (bakış yönü KB ya).... 36 Şekil 3. 16. Obruk Tepe (J27 b1), beyaz renkli kil-marn-kireçtaşı ardalanması. Jips araseviyeli (bakış yönü KB ya).... 36 Şekil 3. 17. Çardaközü Köyü yaklaşık 1,5 km GD su (J27 b1), kireçtaşı-killi kireçtaşı-marn ve yeşil renkli kil (bakış yönü G e).... 38 Şekil 3. 18. Gecek Köyü nün yaklaşık 1 km KD su (J27 b1), Üst Miyosen-Pliyosen kireçtaşlarından bir görünüm (bakış yönü GB ya).... 38 Şekil 3. 19. Ayvalı Köyü doğusu Çakmakçı Sırtı (J27 b4), Üst Miyosen Pliyosen fosilli kireçtaşlarından bir görünüm.... 40 Şekil 3. 20. Bedil Köyü yaklaşık 500 m GB sı (J27 b4), Üst Miyosen-Pliyosen birimlerinden bir görünüş (kireçtaşı (çörtlü)-killi kireçtaşı-marn ve yeşil renkli kil), (bakış yönü KB ya).... 40 Şekil 3. 21. Uzungüney Tepe (J27 b1), kireçtaşlarından görünüm. (bakış yönü ix

GD ya).... 43 Şekil 3. 22. (a) J27 b4 paftası güneybatı ucu, Acıpayam Ağılı Mevkii, Pliyo- Kuvaterner (Tpa)-Paleozoyik kireçtaşı (Pzk) dokanağı genel görünüş (bakış yönü GB ya). (b) J27 b4, Hasanbaba Tepe 1 km güneyi, Pliyo- Kuvaterner birimi (Tpa) genel görünüşü (bakış yönü GB ya).... 43 Şekil 3. 23. Ankara J27 a2, Dutlu-Esiyazır Köyleri arasında kalan alanda, Pliyo- Kuvaterner (Tpa) birimi genel görünüşü (bakış yönü G ye)..... 44 Şekil 3. 24. Ankara J27 a2, Koçaş Köyü nün yaklaşık 2 km güneyi, Pliyo- Kuvaterner içindeki konglomera ve kumtaşı seviyeleri (bakış yönü B ya).... 45 Şekil 3. 25. Gümüşkonak beldesi Değirmen önü mevkiindeki sıcak su kaynağı ve travertenden (Qtr) görünüm.... 48 Şekil 3. 26. Arayıt Dağı ndan kuzeye doğru genel bir bakış (Yamaç Molozu (Qym), Pliyo-Kuvaterner (Tpa) Üst Miyosen-Pliyosen Birimleri (Tmg) ve Paleozoyik kireçtaşı (Pzk)).... 49 Şekil 3. 27. Yaslıardıç Tepe den güneye doğru (Arayıt dağı na) bir bakış (Yamaç Molozu (Qym), Pliyo-Kuvaterner (Tpa) Üst Miyosen-Pliyosen Birimleri (Tmg), Paleozoyik kireçtaşı (Pzk) ve Paleozoyik Şist (Pzş))... 49 Şekil 4. 1. İnceleme alanındaki şistlerden bir görünüm (Dutlu-Kadıncık civarı)... 51 Şekil 4. 2. Granodiyoritler içinde gelişen ve 180 o -200 o gidişli eklemlerin Koçaş güneyinden görünümü (Koçaş baraj gölü, bakış güneye)... 51 Şekil 4. 3. Kocaş ın güneyinde yer alan granodiyorit kütlesi uydu görüntüsü (a) üzerinde gelişen eklemli yapı ve dayklar (b) (bakış güneye.... 52 Şekil 4. 4. Anadolu nun ana tektonik bölgelerini gösteren harita ve İnönü-Eskişehir Fay Sisteminin genel gidişini gösteren harita. EFZ: Eskişehir fay zonu, IFZ: Ilıca fay zonu, YFZ: Yeniceoba fay zonu, CFZ: Cihanbeyli fay zonu.... 55 Şekil 4. 5. Çalışma alanının kuzeyinin morfotektonik özelliklerini gösteren harita. 56 Şekil 4. 6. Çalışma alanındaki fayları gösteren uydu görüntüsü (Bakış B ya).... 57 Şekil 4. 7. Çalışma alanının GD sundaki fayları gösteren uydu görüntüsü (Bakış Kuzeye)... 57 Şekil 4. 8. Taşdöğen Fayı (TdF) na (a) kuzeybatıdan bakış, (b) güneybatıdan bakış x

lokasyon koordinatı; y: 04 00 050 / x: 43 51 600).... 58 Şekil 4. 9. Kurudağ Fayı Zonu (KdFZ); (a) Fayın genişliği (b) Fayın yakından görünümü, (c) ikincil kalsit (aragonit) dolguları, (d) Fay breşi.... 62 Şekil 4. 10. Basit makaslama sonucu meydana gelen yapılar (Harding, 1974; Bartlett et al., 1981; Hancock, 1985) ve çalışma alanındaki kırık sistemlerini gösteren basitleştirilmiş harita.... 64 Şekil 5. 1. İdeal jeotermal sistemin şematik gösterimi... 66 Şekil 5. 2. Genç magmatik sokulumlar tarafindan etkilenen hidrotermal taşınım sisteminin şeması... 66 Şekil 5. 3. Genç magmatik sokulumların etkisi altında olmayan, fay kontrollü, meteorik su sirkülasyonuna bağlı hidrotermal taşınım sistemi.... 68 Şekil 5. 4. Hamamkarahisar kaynağında bir görünüm.... 68 Şekil 5. 5. Gümüşkonak Hamam mevkiindeki kaynak gurubunun birtanesinden bir görünüm.... 69 Şekil 6. 1. Çalışma alanı ve civarındaki tarihsel depremleri gösterir harita.... 71 EKLER DİZİNİ Sayfa no Ek 1. İnceleme alanı ve çevresinin jeoloji haritası. 82 Ek 2. İnceleme alanına ait jeolojik kesitler...83 Ek-3. İnceleme alanı ve çevresinin tektonik haritası.... 84 ÖZGEÇMİŞ xi

1. GİRİŞ 1.1. Çalışmanın Amacı Çalışma bölgesi civarında stratigrafi ve tektonik problemleri çözme amaçlı çalışmalar olmasına karşın, Tersiyer-Neojen örtü birimlerinin stratigrafisi ve bu birimlerin bölgeyi etkileyen tektonizma ile ilişkisi üzerine yapılmış az sayıda çalışma bulunmaktadır. Ayrıca, Neojen yaşlı birimler, fiziksel ve litolojik özelliklerinin birbirlerine benzemesi ve bazı kısımlarda genç-güncel çökellerle örtülü olmaları nedeniyle ayrıntılı olarak çok fazla incelenmemiş ve bu konularda günümüze kadar yapılan çalışmalarda eksiklikler kalmıştır. Bu eksiklikler göz önünde bulundurularak, bölgede neotektonik ve paleotektonik döneme ait birimleri etkileyen yapısal unsurların tespit edilerek özelliklerinin saptanması, bölgede bulunan sıcak su kaynaklarının konumu, özellikleri de göz önüne alınarak inceleme alanındaki fay sistemlerinin değerlendirilmesi ve elde edilen bilgiler ışığında bölgenin yapısal evriminin ortaya konması tezin amaç ve hedeflerini oluşturmaktadır. 1.2. Çalışma Bölgesinin Tanıtılması İnceleme alanı, Orta Anadolu da, Ankara nın güneybatısında, Eskişehir in güneydoğusunda yer almaktadır. Ankara J27 a2, a3, b1 ve b4 paftalarında ve 39 15'-39 30' kuzey enlemleri ile 31 45'-32 00' doğu boylamları arasında kalan inceleme alanı yaklaşık 300 km² lik bir alanı kapsamaktadır. Bu alanın yanısıra, çalışma alanının kuzeyini etkileyen fayların tektonomorfolojisini daha iyi ortaya koymak için Ankara J27 b2 paftasının güneyinin morfolojisi de incelenmiştir. Sivrihisar ilçesinin (Eskişehir ili) güneyinde yer alan Hamamkarahisar dan başlayarak güneydoğu da Kayakent e (Eskişehir ili) kadar devam eden çalışma alanı, doğuda Polatlı (Ankara ili), ilçesi ile sınırlıdır (Şekil 1.1, Şekil 1.2 ve Ek-1). Çalışma alanındaki en önemli yerleşim merkezleri Eskişehir iline bağlı Sivrihisar ve Günyüzü ilçeleridir. Ayrıca bu ilçelere bağlı Gümüşkonak ve Kayakent beldeleri ile 1

Gecek, Beyyayla, Atlas, Kavacık, Kuzören, Karacaören, Çaykoz, Mercan, Ayvalı, Bedil, Hamamkarahisar, Kocaş, Kadıncık, Dutlu, Çardaközü, Yazır, Sadıkbağı ve Dinek köyleri de inceleme alanı içinde yer alan diğer yerleşim yerleridir. Yükseklik farkının 1819 m ile 800 m arasında değiştiği inceleme alanı içindeki en önemli yükseltiyi bölgenin güneyinde bulunan Arayıt Dağı (1819 m), Hacıçalı Tepe (1674 m), Andikini Tepe (1660 m), Çelenkkayası Tepe (1647 m), Karadağ Tepe (1500 m), Hasanbaba Tepe (1448 m), Yiğitleryatağı Tepe (1289 m), Doruk Tepe (1268 m), Tembel Tepe (1092 m), Haydardoruğu Tepe (1017 m), bölgedeki diğer önemli yükseltilerdir (Ek 1). Yazır Köyü ve çevresi ise inceleme alanı sınırları içindeki en düşük topografyayı sunmaktadır. Bölgede ulaşım, Ankara-Eskişehir karayolu ile sağlanmaktadır. Sivrihisar ilçesinden ve Polatlı asfalt yollar ile bu yollardan ayrılan kısmen asfalt ve iyi kalite stabilize yollar da köylere ulaşımı sağlamaktadır. 2

Şekil 1. 1. Çalışma alanının yer bulduru haritası. 3

4 Şekil 1. 2. Çalışma Alanı ve yakın çevresini gösterir uydu görüntüsü.

1.3. Çalışma Yöntemleri Çalışmanın amacı ve kapsamına uygun olarak çalışma yöntemleri, saha öncesi çalışmaları, saha çalışmaları, büro değerlendirme ve tez yazımı çalışmaları olmak üzere üç aşamada gerçekleştirilmiştir. 1.3.1. Saha Öncesi Büro Çalışmaları 2008-2009 yılları kış aylarında, çalışma alanı ve yakın çevresi ile ilgili literatür taraması yapılarak bölge hakkında değişik görüş ve değerlendirmeler tespit edilmiş ve eksik olan çalışma, uygulama ve yöntemler saptanmıştır. Yine bu aşamada MTA Genel Müdürlüğü'nden temin edilen, çalışma alanımızı kapsayan 1/30.000 ölçekli hava fotoğrafları yardımıyla, bölge hakkında ön bilgi edinilmiş ve bölgedeki ana yapısal unsurların belirlenmesine çalışılmıştır. Ayrıca arazi çalışmalarında kolaylık sağlamak amacıyla Google Earth ten elde edilen görüntüler üzerindeki çizgisellikler belirlenerek hedeflenen arazi çalışmalarının yapılacağı kritik bölgeler tespit edilmiştir. 1.3.2. Saha Çalışmaları Saha çalışmalarına 2008-2009 yılları yaz aylarında devam edilmiş olup toplam yaklaşık 5 aylık arazi çalışmasını kapsamıştır. Çalışmalar sırasında bölgenin 1/30.000 ölçekli hava fotoğrafları ve 1/25.000 ölçekli topografik haritalarından faydalanılmıştır. Ayrıca çalışma bölgesinin stratigrafisi, birimler arasındaki ilişkiler ve mevcut kuyu logları incelenerek, tespit edilen kritik bölgelerin ayrıntılı tektoniği haritaya işlenmiştir. 1.3.3. Büro Değerlendirme ve Tez Yazımı Çalışmaları Büro ve sahada elde edilen verilerin değerlendirilmesi ve yorumlanması büro çalışmalarında gerçekleştirilmiştir. Sonuçların ve jeolojik olayların açıklanabilmesi amacıyla grafik, şema, çizelge, şekil ve jeolojik enine kesitler hazırlanmış ve 5

sonuçta tez yazımı gerçekleştirilmiştir. 1.4. Önceki Çalışmalar İnceleme alanı ve çevresinde değişik amaçlı yapılan birçok çalışma mevcut olup bunlardan bazıları şöyle sıralanabilir; Romieux (1942), inceleme alanını da içine alan Sivrihisar, Paşadağları ve Emirdağları bölgelerinin 1/100 000 ölçekli jeoloji haritasınıda çıkarmış ve çalışmasında özellikle tektonik durum üzerinde ayrıntılı olarak durmuştur. Sivrihisar doğusunda KB-GD gidişli masiflerin bir granit antiklinal çekirdeği etrafında kurulu olduğunu, bu olayında Karakaya-Sivrihisar plütonundan ileri geldiğini belirtmiştir. Weingart (1954), Eskişehir-Sivrihisar civarında yeralan metamorfikleri Paleozoik e dahil etmiştir. Erol (1955), inceleme alanında kristalize kalkerlerin genelikle metamorfik şistler üzerine geldiğini ve bunların şistlerin arasında bazen mercekler bazende şeritler halinde bulunduğunu söyleyerek, bunların rekristalize kalkerlerden ayrılmasının gerekli olduğunu belirtmiştir. Erişen (1974), Hamamkarahisar (Sivrihisar) kaplıcasına ilişkin MTA tarafından hidrojeoloji etütleri programı çerçevesinde yapılan incelemede, çalışma alanındaki kaynaklardan biri olan Çardakhamamın kaynağının yer aldığı sahanın jeolojik yapısını incelemiş ve kaynağın KD-GB uzanımlı bir fay ile DB uzanımlı bir fayın kesim noktasından çıktığını ileri sürmüştür. Ünalan ve Yüksel (1978), inceleme alanının devamı niteliğindeki Haymana-Polatlı Havzası nın Paleosen Erken Eosen aralığında gelişmiş KB GD doğrultulu bir graben olduğunu ve Neojen karasallarının bu grabeni açısal uyumsuzlukla örttüğünü belirtmişlerdir. Ayrıca Sakarya Nehri nin faylarla denetlenen dirseklerinin 6

varlığı, Neojen volkanizması ve sıcak su kaynakları ile meydana gelen depremlerin (örn: 1974 Yenimehmetli depremi) bu fayların bir bölümünün halen aktif olduğunu kanıtladığına değinmişlerdir. Kulaksız (1981), bölgede yer alan metamorfikleri kuzey ve güney metamorfikleri olarak ikiye ayırmış ve Paleozoyik yaşını vermiştir. Kulaksız ve Philips (1983), Sivrihisar, Kaymaz civarındaki glokofan şistleri Tetis denizinin kapanması esnasında eski bir adayayı kökünün Avrupa kıtası ile çarpışmasına ait bir veri olarak değerlendirmişlerdir. Ölmez ve Yücel (1985), Eskişehir ve yöresinde jeotermal enerji arama amaçlı çalışmalarında bölgede Neojen yaşlı kayaçların örtü, kristalen şist ve ofiyolitlerin hazne kaya niteliğinde olduklarını vurgulamışlardır. Ercan (1986), Orta Anadolu daki tüm Senozoyik volkanizmasını çalışmış, bunlardan inceleme alanının güneyinde yer alan Konya ve Karaman volkaniklerinin Miyo Pliyosen yaşlı, kalkalkalen karakterde kabuksal kökenli bir volkanizma olduğunu belirtmiştir. Tekin ve Çetiner (1988), Hidrojeoloji çalışması kapsamında Gümüşkonak kasabasında yaptıkları ön incelemede kaplıcanın debisinin ve sıcaklığının arttırılması için hidrojeoloji etüdü yapılmasını önermişlerdir. Umut ve diğerleri (1991), İnceleme sahasını da içine alan geniş bir alanda yaptıkları çalışmalarında, bölgeyi oluşturan en alt birimin şistler olduğunu belirtmişlerdir. Çemen ve Dirik (1992), Tuzgölü Havzası nın bölgedeki Maastrihtiyen öncesi temel kayaçlar üzerinde gelişmiş, genişlemeli bir havza olabileceğini öne sürmüşlerdir. Ölmez ve Uzel (1993), Sıcak sulara yönelik hidrojeoloji çalışmalarında Paleozoyik 7

yaşlı kristalize kireçtaşı ve mikaşist; senozoyik yaşlı linyit arakatkılı kil, kumtaşı, kireçtaşı ve marn ardalanması (Tersiyer) ile yamaç döküntüsü ve alüvyon (Kuvaterner) bulunduğunu belirmişlerdir. Gençoğlu ve İrkeç (1994), Sivrihisar civarındaki sedimanter sepiyolit oluşumlarının ortamsal yorumunu yapmıştır. Neojen çökelerinin ekonomik sepiyolit yataklanmaları açısından önemli olduğunu belirtmiştir. Tunoğlu ve diğerleri (1994), Neojen serinin en üst seviyesindeki gölsel kireçtaşlarının fosil içeriğini çalışarak birimin yaşının Pliyosen olduğunu belirlemişlerdir. Tokay (2001), Yüksek mühendislik tez çalışmasında Eskişehir fay zonunun İnönü- Dodurga segmentinin yaklaşık BKB-DGD doğrultusunda uzanan normal faylanma karakterinde olduğunu ve KB-GD doğrultulu sağ yanal atımlı fayların bu fayla kesilip havzayı güneyden sınırladığını belirtmektedir. İnönü Dodurga fay segmentinin Geç Miyosen den bu zamana kadar aktif olduğununun düşünüldüğünü ileri sürmüştür. Dirik ve Erol (2003), Tuzgölü ve çevresinin tektonomorfolojik evrimi üzerine yaptıkları çalışmada, gelişimi Geç Kretase de bir graben olarak başlayan Tuzgölü Havzası nın ilk kez Eosen de sıkıştığını ve Geç Miyosen Erken Pliyosen de batıya kaçmaya başlayan Anadolu Levhası nın daha önceden çalışmış olan fayları tekrar harekete geçirerek fay kontrollü iç havzaların oluşmasını sağladığını belirtmişlerdir. Koçyiğit (2005), Batı ve Orta Anadolu yu kapsayan çalışmasında Cihanbeyli fay zonunun 60 km uzunlukta ve 2-4 km genişlikte bir graben olduğunu belirtmiştir. Ocakoğlu (2007), Anadolu plakası içindeki ana aktif yapılardan biri olan Eskişehir Fay Zonu (EFZ) nun, Eskişehir civarında, Alpu ve Bozüyük arasındaki 100 km lik bir bölümünde incelemelerde bulunmuştur. Morfotektonik gözlemler ile çalışma 8

alanı boyunca Eskşehir Fay Zonu (EFZ) nun BKB yönünde 15 km genişliğinde bir zon olarak uzandığını ve 5-25 km uzunluğundaki yaklaşık 21 fay seğmentinden oluştuğunu belirtmiştir. Özsayın ve Dirik (2007), İnönü-Eskişehir Fay Sistemi nin Yeniceoba-Cihanbeyli (Konya-Türkiye) bölümündeki yaptığı incelemede, bölgede yayılım gösteren kayaçları Neojen öncesi temel ve Neojen ve sonrası örtü birimleri olmak üzere iki ana grupta toplamış, Neojen birimlerini ayrıntılı olarak incelemiş ve sınırlı yayılıma sahip Cihanbeyli Formasyonu nun Kuşça üyesini ilk kez bu çalışmada tanımlamıştır. İnönü-Eskişehir Fay Sistemi nin güney doğudaki uzantısını oluşturan Cihanbeyli ve Yeniceoba fay zonlarını, neotektonik dönemde meydana gelen deformasyonları tespit etmek için kırıklar halinde incelemiş ve fay düzlemleri üzerinden alınan kayma verilerinin kinematik analizler sonucunda değerlendirilmesiyle Yeniceoba fay zonunun iki, Cihanbeyli fay zonunun tek evreli bir deformasyon geçirdiğini bulmuştur. Ayrıca her iki fay zonu üzerinde tespit edilen ve güncel çökelleri kesen kinematik analiz sonuçlarına göre günümüzde bu bölgenin KKD-GGB doğrultusunda açıldığını tespit etmiştir. Akıl (2008), Çalışma alanında yer alan Yeniceoba fay zonu, Yeniceoba ovasının güney kenarından başlayarak kuzeybatıya doğru Günyüzü kasabasına kadar devam ettiğini, bu zonun, KB-GD doğrultulu genelde kuzeye eğimli faylardan oluştuğunu ve hem temel hem de örtü birimlerini kestiğinden bahsetmektedir. Yeniceoba fay zonu üzerinde meydana gelen deformasyonları tespit etmek için segmentler halinde incelemiş. Yeniceoba fay zonundan alınan fay-kayma verilerinin kinematik analizleri sonucunda fay zonunun üç evreli bir deformasyon geçirdiği ortaya koymuştur. Yeniceoba fay zonunun, ilk deformasyon evresinde, Orta-Geç Miyosen döneminde KKB-GGD doğrultulu sıkışmaya bağlı olarak sağ yanal karekterde olduğunuda ortaya koymuştur. Fay zonunun birinci sıkışma evresinin ardından çalışma alanında alt-orta Pliyosen döneminde kısa süreli KKD- GGB doğrultulu ikinci bir sıkışma evresi saptanmış. Yeniceoba fay zonunun son deformasyon evresinde ise Geç Pliyosen de KD-GB açılmaya bağlı olarak normal 9

fay karekterli olarak çalıştığını tespit etmiştir. Demiroğlu (2008), Havzada, geçirimsiz ortam olarak sınıflandırılan metamorfik şistler, granitik kayaçlar ve diyabaz dayklarıyla sınırlanan Paleozoyik yaşlı mermerler, sıcak ve soğuk sular için ana rezervuar kayaç olduğunu ve havza içindeki Neojen yaşlı kireçtaşları, konglomeralar ve Kuvaterner yaşlı alüvyonların ise diğer önemli akiferler olduğunu belirmiştir. Yüksek kotlarda yer alan gelişmiş kırık çatlak sistemine sahip mermerlerin üst akiferi oluşturduğunu ve sığ dolaşımlı bir kısım kaynaklar bu akifer sistemini drene ettiğini söylemiştir. Havzanın toplam yıllık beslenimi 29,6*106 m³/yıl, boşalımı ise 31,8*106 m³/yıl hesaplamıştır. Günyüzü havzası akiferleri geçirimsiz birimlerle sınırlandırıldığı için ortaya çıkan beslenme-boşalım arasındaki boşalıma yönelik artı değer (beslenme eksikliği), mermerlerdeki dike yakın tabaka doğrultuları, kırık çatlak sistemi nedeniyle noktasal beslenmeler ve kar yağışı ile açıklamıştır. 10

2. BÖLGESEL JEOLOJİ Bu bölümde, bölgenin genel stratigrafisi verilecek ve bunun yanında tektonik gelişimi önceki çalışmalara göre daha geniş bir çerçevede özetlenecektir. 2.1. Bölgesel Stratigrafi Bölgede, en yaşlı birimleri Paleozoyik yaşlı ayrılmamış gnays, metagranit, şist, mermer, amfibolit ve benzeri kayaçlar oluşturur. Bu birimlerle geçişli olan Paleozoyik yaşlı kristalize kireçtaşı ve dolomitik kireçtaşları daha üstte yer alır. Paleozoyik yaşlı birimleri Mesozoyik yaşlı granodiyorit, granit türünden derinlik kayaçları keser. Temel birimlerin üzerinde uyumsuzlukla Neojen çökelleri yer alır. Neojen, yer yer jipsli, yer yer de turbalı seviyeler içeren, kabaca kil, marn ve kireçtaşlarından oluşan Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı birimler ve açık kahve, kırmızımsı kahverengi, kırmızımsı renkli çamurtaşı, kumtaşı ve konglomeralardan oluşan Pliyo-Kuvaterner birimleri ile temsil olunur. İstifin en üstünde ise Kuvaterner yaşlı traverten, yamaç molozu ve alüvyonlar yer alır (Şekil 2.1). 2.2. Bölgesel Tektonik Kuzeybatı Anadolu sınırları içinde kalan Sakarya havzası, oldukça karmaşık tektonik özellikler sergileyen bir bölgedir. Genel olarak İzmir-Ankara-Erzincan okyanus kolunun Geç Kratese de kapanması ile bir araya gelmiş üç ana tektonik birlik ve bu birliklerin otokton ve para-otokton örtüleri yer almaktadır. Kuzeyden güneye sırayla İstanbul zonu, İntra-Pontid sütur zonu, Sakarya zonu, İzmir- Ankara-Erzincan sütur zonunun güneyinde Anatolid-Torid platformuna ait metamorfik birimler ve bu birimlerin üzerinde Tersiyer çökelleri yer almaktadır (Göncüoğlu ve diğ., 1996). 2.2.1. Paleotektonik dönem Tetis in Geç-Paleozoik te açılmış ve Geç-Triyas ta kapanmış bölümüne Paleo- Tetis, Triyasta açılıp Tersiyerde kapanmış olan kesimine de Neo-Tetis denilmiştir. Tetis okyanusunun gelişiminin devamında, modellere göre (Şengör,1991; 11

Dercourt,1993) Gondwana kıtasının kuzeyi Pasifik türü aktif bir kenar olarak kabul edilirken, Tetis tabanın kuzeyden bu kıtanın altına dalarak sürekli bir şekilde yay adalarının kıtadan kopmasıyla aralarında Neotetis okyanusları (İntra Pontid, Vardar, İzmir-Ankara-Erzincan ve İç Toros okyanusları) oluşmuştur. Geç Kretase- Eosen aralığında olan Neo-Tetis Okyanusunun kuzey kesimi Sakarya kıtacığı altına dalarak, bölgenin temel jeolojisi ve tektoniği oluşmuş ve bugünkü konumunu kazanmıştır (Şengör, 1979, Şengör ve Yılmaz, 1981). Kuzey Anadolu da İzmir-Ankara-Erzincan kuşağı boyunca yay önü havzalarının geliştiği saptanmıştır. Bu kuşak boyunca gelişen havzaların istifleri iki kaya grubu tarafından altlanmakta olup, bunlar Anadolu Napı ya da daha yaşlı olan Karakaya Napıdır. Sığ deniz çökellerinin altında kıtasal temel kayaların bulunması (Karakaya) Tetisin daha çok kıtasal bir deniz olduğuna işaret etmektedir. İki kıta arasında, Tetis okyanusunun içinde yer alan ve Gondwana kuzeyinde riftleşme sonucu oluşan kıtacıklar (Rodop-Pontid, Sakarya kıtası ve Anatolid) iki büyük kıta arasındaki yakınsama ile aralarındaki Tetis okyanusları kapanmış ve bu kenetlenme sonucu Alp-Himalaya orojenik kuşağı ve orta kesiminde yerleşen tektonik birimlerden Anadolu plakası oluşmuştur. 2.2.2. Neotektonik dönem Türkiye de neotektonik devre, Bitlis Kenet Kuşağı boyunca Anadolu-Arap kıtası çarpışması ile başlamıştır. Şengör e (1980) göre Türkiye nin neotektonik dönemini şekillendiren 5 ana yapı ve bu ana yapıların belirlediği üç ana neotektonik bölge bulunmaktadır (Şekil 2.2). Buna göre neotektonik dönemini şekillendiren ana yapılar; 1-Ege-Kıbrıs yayı 2- Sağ yönlü Kuzey Anadolu Fay Zonu 12

3-Sol yönlü Doğu Anadolu Fay Zonu 4- Bitlis-Zagros Kenet Kusağı 5- Ölü Deniz Fayı dır Bu ana yapıların şekillendirdikleri üç ana tektonik bölge ise; 1- Doğu Anadolu sıkışma bölgesi 2- Ege graben sistemi 3- Orta Anadolu ovalar bölgesidir (Şekil 2.2). 1- KAFS ve DAFS nun kesiştiği Karlıova kavşağının doğusunda ve Bitlis-Zagros kenet kuşağının kuzeyinde kalan bölge Doğu Anadolu sıkışma bölgesini oluşturur. Bu bölge K-G yönlü sıkışma tektoniği altında deforme olmaktadır. 2- Isparta üçgeninden kabaca K-G yönlü bir hattın batısında kalan bölge Batı Anadolu genişleme bölgesidir. Bu bölge K-G yönlü gerilme etkisi altındadır. 3- İki bölge arasında ise Orta Anadolu ovalar bölgesi yer alır. Bu bölge kuzeyde KAFS güneydoğuda DAFS ile sınırlı ve Karlıova ekleminin batısında kalan bölgedir. Oblik faylarla sınırlı gerilme kökenli havzalardan oluşur. Ege graben sisteminin doğuya doğru gittikçe zayıflayan bir devamıdır. Bunlar en geniş anlamda Türkiye nin Neotektonik bölgeleridir. Isparta açısının KB kanadını sınırlayan Fethiye-Burdur fay zonu ile Eskişehir Fayının kesistiği bölgenin batısı ile Helen yayının kuzeyinde kalan bölge KD genleşme bölgesidir (Barka vd, 1995; Barka ve Reilinger, 1997). Bu bölge KD-GB yönlü gerilme etkisi altındadır ve Batı Anadolu, Ege Denizi, Marmara bölgesi ve Yunanistan ı kapsamaktadır. 13

14 Şekil 2. 1. Çalışma Alanı ve yakın çevresini gösterir jeoloji haritası (1:500.000 ölçekli (Ankara paftası) Türkiye Jeoloji Haritası MTA Gen. Md. lüğü 2002 den alınmıştır).

15 Şekil 2. 2. Türkiye ve çevresinin ana neotektonik bölgelerini ve ilişkili yapıları gösteren harita. Renk kodları kendine ait deformasyon türünü ve buna bağlı olarak ortaya çıkan sedimanter havza tipini temsil eden ana tektonik bölgeleri göstermektedir. (Koçyiğit ve Özacar (2003), Woolside vd. (2002), Zitter vd. (2005); Çiftçi (2007) den değiştirilerek alınmıştır).

Batı Anadolu genişleme bölgesinin doğu sınırı kama şekillidir. Batı Anadolu da D-B ve BKB-DGD gidişli riftler ve ilişkin faylar egemen yapılardır. Genişleme rejimi aynı zamanda Marmara ve Kuzey Ege bölgesinde üç kola ayrılan KAFS yi de etkiler. Kuzey-Güney sıkışması Oligo.-Miyosen (Gökten ve diğ., 1988) ve erken Pliyosen (Koçyiğit ve diğ., 1995) boyunca sürmüştür. Bu görüşe karşı olarak Seyitoğlu vd. (1997) ile Yürür ve diğ. (2002) bölgenin Orta-Geç Miyosen boyunca genişleme rejiminden etkilendiğni ortaya koymuşlardır. Orta Anadolunun kuzey bölgesindeki Sakarya kıtası ile Toros sistemi arasındaki sıkışma bölgede KKD-GGB gidişli geniş bir molas çukurluğu oluşturmuştur. Bu havza sıkışmanın devamında ters faylarla daha küçük havzalara bölünmüştür. Bu havzalarda sedimantasyona kalkalkali ve alkali volkanizmalar da eşlik etmiştir. Sıkışma rejimi sonrası geç Pliyosen den itibaren yeni bir tektonik rejim bölgede hakim olmuştur. Ankara bölgesinde yapılan tektonik çalışmalara göre Sakarya kıtası ile Menderes-Toros ve Kırşehir sistemi arasındaki yakınlaşma Koçyiğit vd. (1995) ne göre Oligo-Miyosen ve Pliyosen; Seyitoğlu vd. (1997) ve Yürür vd. (2002) ne göre Erken Miyosen de sona ermiştir. Bu yakınsama sonucu KKD-GGB doğrultulu dağ arası havzalar oluşmuş ve bu havzalarda çökelen malzemeye volkanizma da eşlik etmiştir. Çalışma alanı, Orta Anadolu nun batısında yer almaktadır. Orta Anadolu bölgesinin en önemli yapısal unsurları: güneyde sol yanal doğrultu atımlı Ecemiş fay zonu, orta kesimde KB-GD doğrultulu Tuzgölü fay zonu, hemen doğusunda Kaman-Kırşehir fayı, batıda İnönü-Eskişehir Fay Sistemi (İEFS), KD da ise Kırıkkale-Erbaa fayı ve bu faylara bağlı havzalardır. Sağ yanal Kuzey Anadolu Fayı Zonu ve Kırıkkale-Erbaa Fay Zonu tarafından yaratılan KB-GD sıkışma sonucu Çankırı havzasının batı kenarında Neo-Tetis kenet zonu tektonik kama şeklinde yeniden hareketlenmiştir. Eldivan-Elmadağ Kıstırılmış Tektonik Kaması (EKTK) adı verilen bu neotektonik yapı, bindirme faylı doğu kenarına ve normal faylı batı kenarına sahip olup, Geç Pliyosen den beri 2.8 km lik kısalmayı karşılamaktadır. Bu sonuç Anadolu levhasının GB dan çekilmesi modelinden ziyade doğudan itilmesi modeli ile uyumludur (Seyitoğlu ve diğ., 2009). 16

İnönü-Eskişehir Fay Sistemi (İEFS) BKB-DGD gidişli İnönü-Eskişehir fay sistemi oldukça fazla normal bileşen kapsayan sağ yönlü bir fay sistemidir. Uludağ dan Sultanhanı na kadar uzanır. İnegöl ile Sultanhanı arasında 430 km uzunluğa ve 15-25 km genişliğe sahiptir. Batı yarısı BKB, doğu yarısı ise KB gidişlidir. Bu fay zonunun önemli yapısal unsurları batıdan doğuya doğru, İnegöl, Bozüyük grabenleri, Orta kesimde Sivrihisar yükselimi (horstu), kuzeyde Eskişehir güneyde Çifteler-Akgöl grabenleri, doğuda ise Tuzgölü grabenidir. İEFS diri bir fay olup küçük ve orta büyüklükte deprem üretir. Son yüzyıl içinde 1956 Eskişehir depremi (M:6.5) depremi ile bu zon kırılmıştır (Özsayın, 2007). Neojende gelişen tektonik olaylar (K-G yönlü gerilmeler) neticesinde de İnönü- Eskişehir-Sivrihisar istikametinde gelişen düşey faylar oluşmuştur. Bu faylar Eskişehir'in güneyinden geçmekte olup, bir sistem oluşturmaktadır. Bu düşey fay sistemi üzerinde sintetik ve antitetik fayların da gelişmiş oldukları izlenmiştir. İnönü-Eskişehir Fay Sistemi ni Dirik ve Erol (2003) Eskişehir-Sultanhanı Fay Sistemi ve Koçyiğit ve Özacar (2003) İnönü-Eskişehir Fay Zonu olarak adlandırılmıştır. Fay sisteminin tip lokalitesinin İnönü ilçesi olması, ancak bu geniş makaslama zonunun özelliklerinin batıdan doğuya doğru değişmesi ve farklı birçok fay zonundan oluşması nedeniyle sistem seviyesinde değerlendirilmesi uygun görülmüş ve İnönü-Eskişehir Fay Sistemi olarak yeniden isimlendirilmiştir (Özsayın, 2007; Özsayın ve Dirik, 2007). İEFS, Ege-Batı Anadolu bloğunu, kuzeydoğuda Orta Anadolu bloğundan ayırmakta olup, genel karakteri sağ yönlü doğrultu atımlıdır ve bir miktar normal bileşene de sahiptir. Bu zon içerisinde Pleyistosen ve Holosen birimlerinde görülen depolanma sırasına ve sonrasına ait faylanmalar bölgenin en az Pleyistosen den beri aktif olduğunu kanıtlamaktadır (Altunel ve Barka, 1998). Sivrihisar a kadar bir dizi segment halinde bulunan bu sistem, Sivrihisar dan sonra güneydoğuya dönerek üç fay zonuna ayrılmaktadır. Bunlar sırasıyla Ilıca, Yeniceoba ve 17

Cihanbeyli fay zonlarıdır (Koçyiğit, 1991, 2005; Çemen vd., 1999; Dirik ve Erol, 2003; Dirik vd., 2005) (Şekil 2.3). Bu fay zonları Cihanbeyli nin güneydoğusunda Dirik ve Erol (2003) tarafından tanımlanan Altınekin fay zonuyla kesişmektedir. Cihanbeyli ile Sultanhanı arasında KB-GD gidişli birbirine paralel faylar ise Özsayın ve Dirik (2005) tarafından Sultanhanı Fay Zonu olarak adlandırılmıştır. Tersakan Gölü nün batısından başlayıp Sultanhanı ilçesinin güneydoğusuna kadar devam eden bu zon yüzeyde belirgin bir fay morfolojisi sergilememektedir. Şekil 2. 3. Orta Anadolu ve çevresinin tektonik haritası (Dirik ve Erol, 2003; Dirik, 2001; Dirik ve Göncüoğlu, 1996; Göncüoğlu vd., 1996; Koçyiğit ve Özacar, 2003 ten ve Özsayın, 2007 den alınmıştır). Kuzeyde Günyüzü, güneyde Çifteler havzası olarak bilinen bu havzaları Yaltırak 18

ve diğ., (2005) Trakya-Eskişehir fay zonu üzerinde gelişen havzalar olarak göstermişlerdir. Bu hat birçok araştırmacı tarafından Eskişehir fay zonu olarak bilinmektedir. Birkaç fay zonundan oluştuğu için Eskişehir-Sultanhanı fay sistemi olarak adlandırılan bu yapı, Tuz gölünün güneyinde Sultanhanı civarından itibaren gözlenir (Dirik ve Erol, 2000). KB yönünde Cihanbeyli-Günyüzü ve Eskişehir e kadar uzanarak muhtemelen Eskişehir fay zonu ile birleşir. Bu zon ilk olarak Koçyiğit (1991) tarafından Haymana güney batısında Ilıca Fay Zonu olarak adlandırılmıştır. Yaklaşık KB-GD doğrultulu olan fay zonu, Yeniceoba ovasının kuzey kenarına kadar izlenmekte olup, Ilıcaözü vadisinin çizgisel yapısı ve sıcak su kaynakları bu fay zonu boyunca gözlenen önemli özelliklerdendir. Yeniceoba ve Cihanbeyli fay zonları ilk olarak Çemen ve diğ. (1999) tarafından adlandırılmıştır. KB-GD doğrultulu fay zonları, birbirlerine paralel-yarı paralel, yüksek açılı normal fay bileşenli sağ-yanal doğrultu atımlı faylardır. Fay zonu boyunca temele ait birimlerde dahil olmak üzere yaşlı birimler Miyosen-Pliyosen yaşlı çökellerle yan yana gelmiştir (Dirik ve Erol, 2000). Maastrihtiyen'de geliştiği düşünülen Eskişehir- Sultanhanı fay sistemi, Miyosen'de bölgedeki havzaların gelişimini kontrol etmiştir. Bu çalışmaların dışında Yaltırak (2002), Eskişehir-Tuz gölü arasında yer alan KB- GD doğrultulu söz konusu fayların devamı tek bir zona ait sağ yanal bir doğrultu atımlı fay zonu olduğunu öne sürmüştür. Yaltırak (2002), Trakya-Eskişehir fayı adı verdikleri bu fay zonunun, Kuzey Anadolu fayı tarafından Marmara bölgesinde üç yerden kesildiğini ve fay zonunun doğrultu atımlı işlevini yitirdiğini, artık KAF ile ilişkili bir normal fay zonuna dönüşerek faaliyeti sürdürdüğünü belirtmişlerdir. Bu fay zonunun üzerindeki genç havzalarda yer alan DSİ kuyularında, 1999 depremleri öncesi ve sonrası ölçülen değişimleri, KAF etkisinin fay zonu üzerinde yarattığı deformasyona bağlamıştır (Yaltırak ve diğ., 2005). 19

3. STRATİGRAFİ Bu çalışma kapsamında bölgede yer alan birimler temel kayaçlar ve örtü birimleri olmak üzere iki ana grup altında incelenmiştir. Temel kayaçların en yaşlı birimi Paleozoyik yaşlı kristalize kireçtaşı ve mikaşist-kuvarsit, kalsit oluşturur. Bu birimlerle geçişli olan Paleozoyik yaşlı kristalize kireçtaşı ve dolomitik kireçtaşları daha üstte yer alır. Paleozoyik yaşlı birimleri Mesozoyik yaşlı granodiyorit, granit türünden derinlik kayaçları keser. Temel birimlerin üzerinde uyumsuzlukla Neojen ve Kuvaterner yaşlı çökellerden oluşan örtü kayaçları yer alır. Neojen, yer yer jipsli, yer yer de turbalı seviyeler içeren, kabaca kil, marn ve kireçtaşlarından oluşan Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı birimler ve açık kahve, kırmızımsı kahverengi, kırmızımsı renkli çamurtaşı, kumtaşı ve konglomeralardan oluşan Pliyo-Kuvaterner birimleri ile temsil olunur. İstifin en üstünde ise Kuvaterner yaşlı traverten, yamaç molozu ve alüvyonlar yer alır (Şekil 3.1). 3.1. Temel Kayaçlar Paleozoyik yaşlı birimler çalışma alanının temelini oluşturur (Şekil 3.1). İlk defa Romieeux (1942) tarafından yapılan 1/100 000 ölçekli bölge haritasında metamorfik masif olarak tanımlanmıştır. Çalışma alanında gri, kahverenkli, mikaşist, kuvars-kalkşist-mikaşist, kalkşist-mikaşist, kuvarsşist ve diğer şistler ile bunlar arasında ara seviyeler şeklinde yeralan kristalize kireçtaşları ve kuvarsitler ve ayrıca gri, açık gri, beyaz ve siyah renkli, ince-orta kalın katmanlı, kristalize, yer yer de dolomitik kireçtaşlarından oluşan birimlerle temsil olunur. Weingart (1954), Eskişehir batısına kadar yaygın bir alanda gözlemlediği bu masifi oluşturan şist ve mermerlere Permo-Karbonifer yaşını vermiştir. Erol (1955), çalışmasında metamorfik masifin içindeki ince mermer dilimlerinin daha kalın tabakalı açık renkli mermerlerden metamorfizma derecesine göre ayrılması gerektiğini söylemiştir. Erdinç (1978) ise metamorfik masifi ayrıntılı haritalamış ve özellikle mermerlerin metamorfik istifle ilişkisinin tektonik olmadığını birbütün olduğunu ileri sürerek KB- GD doğrultulu Sivrihisar yükseliminde yüzeylenen masifin metamorfizma derecesini kuzeyden güneye doğru arttığını ifade etmiştir. 20

Şekil 3. 1. Çalışma alanına ait genelleştirilmiş stratigrafik kesit. 21

3.1.1. Paleozoyik Şist (Pzş) Çalışma alanında gri, yeşil, kahverenkli, mikaşist, kuvars mikaşist, kuvars şist, kalkşist ve diğer şistler ile bunlar arasında ara seviyeler şeklinde yer alan kristalize kireçtaşları ve kuvarsitlerle temsil olunur. Metamorfik şistler ayrıntılı olarak mikaşist, kloritoidli mikaşist, kuvars-muskovit şist, kloritli kuvars-mika şist, kuvars-serizit şist, epidotşist, kloritşist, kalk-serizit şist, muskovitli kalkşist, serizitli kuvarsit şist, kloritli ve serizitli kuvarsit (Erişen, 1974), kuvars-kalkşist-mikaşist-kalkşist-mikaşist, mikaşist, kalkşist, serizit-kalkşist, serizitkuvarsşist (Umut ve diğ., 1991) şeklinde tanımlamışlardır. Çalışma alanının güney kısımlarında KB-GD doğrultulu bir yükselim şeklinde kendini gösterirler. Ankara J27 a2 paftasında Hamamkarahisar, Dutlu ve Eskiyazır köyleri güneyinde, Ankara J27 b1 paftasında Gecek köyü batısında ve Ankara J27 b4 paftasında Atlas, Kavacık ve Kuzören köyleri ile Kayakent güneyinde geniş alanlarda yüzeyler (Ek-1). Sahada Paleozoyik temelin alt seviyelerini oluşturan birimde mikaşistler hakim durumdadır. Mikaşistler ince, kalkşist ve kuvarsşistler ise orta kalınlıkta foliasyon sunarlar. Birim, ara seviyeler şeklinde ince kuvarsit ve kristalize kireçtaşı bantları içerir (Şekil 3.2). Kireçtaşları beyaz, açık gri, gri ve koyu gri renkli olup orta-kalın tabakalı, kırık ve çatlaklı ve kristalizedir. Şistler içinde ara seviyeler olarak bulunan kireçtaşları alt ve üst dokanaklarında şistlerle geçişlidirler. Bu geçişler pek çok yerde rahatlıkla görülmekle birlikte özellikle Ankara J27 a2 paftasında Eskiyazır Köyü doğusundaki Çaleteği Mevkii nde rahatlıkla gözlenmektedir (Şekil 3. 3). 22

Şekil 3. 2. Çakış Tepe deki (Dutlu köyü ve Kadıncık Köyü arası) (J27 a2 paftası) Palezoyik şistler (Pzş) ve kuvarsit (Q) görünümü (doğudan bakış). Şekil 3. 3. Çaleteği Mevkii, şistler (Pzş) ve kristalize kireçtaşı (Pzk) ara seviyeleri (güneyden bakış). 23

Kuvarsitler Ankara J27 a2 paftasında ve Ankara J27 b4 paftasında haritalanmıştır. Özellikle Ankara J27 a2 paftasında morfolojik olarak yaklaşık K-G doğrultulu olarak ve yer yer kesintilere uğrayarak uzanırlar. Tabaka doğrultuları içinde bulundukları şistlerin tabaka ve şistozite doğrultuları ile uyumludur. Özellikle Harmankaya Sırtları nda mercekleşmeler göstermektedirler. Sertliklerinin fazlalığı ve dayanıklılıkları nedeniyle morfolojik olarak çıkıntılar oluştururlar. Kuvarsitler, kırıklı, çatlaklı olup camsı, gri, pembemsi ve süt beyaz renkler sunarlar. Atmosferik etkilere maruz kalan dış yüzeylerinde ve çatlaklarında oksidasyon nedeniyle pembemsi, kahverengimsi bir renk gözlenmektedir. Çoğu yerde şistler arasında ince-orta kalınlıklı tabaka ve mercekler şeklinde gözlenirler (Şekil 3. 4, Şekil 3. 5 ve Şekil 3. 6). Metamorfik şistler bölgesel metamorfizmanın etkinliğinde oluşmuş tortul kayaç kökenli, epizona ilişkin metamorfiklerdir. Muskovit, serizit, klorit, epidot, kloritoid, albit, aktinolit kuvars mineralleri içerirler. Hemen tümüyle metamorfizmanın yeşilşist fasiyes grubu minerallerini içermektedirler. Bu nedenle çalışma alanındaki metamorfiklerin Yeşilşist fasiyes grubu ve düşük basınç yeşilşist fasiyes serisi ne ait oldukları anlaşılır (Erişen, 1974). Metamorfik şistlerin alt sınırı görülmemektedir. Üst sınırında ise tedrici geçişlerle birlikte kristalize kireçtaşları izlenmektedir. Umut ve diğ. (1991), birimin yaşının olasılıkla Paleozoyik olduğunu belirtmişlerdir. Erişen (1974) de Afyon-Çay bölgesinde yapılan çalışmalarda metamorfik şistlerle ardışıklı olan kristalize kalkerlerin içinde Permo-Karbonifer fosilleri saptanmış olması nedeniyle, Hamamkarahisar Kaplıcası çevresinin metamorfik şistlerinin, Afyon bölgesindekilere birçok yönden benzemesi nedeniyle Devoniyen yaşlı olabileceğini ve metamorfizmanın yaşının Paleozoyik sonu veya Mesozoyik başı olduğunu söylemiştir. 24

Şekil 3. 4. Çakışık Tepe (J27 a2) 500 m GB sı, kuvarsitlerin görünümü (doğudan bakış). Şekil 3. 5. Şist (Pzş) ve kuvarsit (Q) merceklerinden görünüm (Çakışık Tepe 500 m GB sı, J27 a2) (güneydoğudan bakış). 25

Şekil 3. 6. Şistler (Pzş) arasındaki süt beyaz renkli kuvarsitlerden bir görünüm (Şelbelik Sırtı, J27 b4), (güneyden bakış). 3.1.2. Paleozoyik kireçtaşları (Pzk) Birim Erişen (1974) in metamorfik şistler başlığı ile verdiği birimlerle ve Kertek formasyonu ve onun kristalize kireçtaşı üyesi ile deneştirilebilir (Umut ve diğ., 1991). Kavacık ve Gümüşkonak arasındaki Kurudağ Tepe de, siyah, gri, koyu gri renkli, kristalize kireçtaşları arasında yer yer siyah renkli dolomitik kireçtaşları görülür. Kavacık-Kuzören arasında kalan bölgede (Çomardağ civarı ve Şelbelik Sırtı güneyi) gri, açık gri, kirli beyaz renkli, orta-kalın katmanlı kristalize kireçtaşları, Kayakent (Holanta) güneyindeki Ardıçburnu Tepe ve Arayıt (Eryiğit) Dağı nda ise gri, açık gri ve beyaz renkli, ince-kalın katmanlı kristalize kireçtaşları şeklinde izlenir (Şekil 3. 7 ve Şekil 3. 8). Andıkini Tepe çevrelerindeki kristalize kireçtaşları ise genellikle beyaz, koyu gri renklerde olup şistozite gösterirler. 26

Şekil 3. 7. Arayıt Yükselimi nin batı ucundan Paleozoyik kireçtaşı (Pzk), Paleozoyik şist (Pzş) ve Granodiyoritin (Gr) uydu görüntüsü (Bakış GD ya). Şekil 3. 8. Kayakent güneyi Hasanbaba Tepe (J27 b4), Paleozoyik kristalize kireçtaşıları (Pzk) genel görünümü, kristalize kireçtaşı (Pzk) Pliyokuvaterner çamurtaşı, konglomera (Tpa) dokanağı (güneyden bakış). 27

Pek çok yerde çok iyi tabakalanma gösteren birim kırıklı, çatlaklı bir yapı sunar. Kırık ve çatlaklı yapısı sonucu gelişen ikincil gözenekliliğe sahiptir. Yer yer erime boşlukları gözlenmektedir. Birim içinde, Kayakent güneyinde İningediği Mevkii nde birkaç mağara oluşumu söz konusudur. Birim Paleozoyik şistler üzerinde ve onunla düşey geçişlidir. Bu geçiş açık olarak Arayıt (Eryiğit) Dağı kuzeyinde, Kuzören doğusunda, Andıkini Tepe, Yiğitleryatağı ve Çal Tepe civarında izlenir. Şistler kristalize kireçtaşı ara seviyelerinden sonra tamamen kireçtaşlarına geçer. Alt sınırında metamorfik şistlerle tedrici geçişli olan kristalize kireçtaşlarının üst sınırında uyumsuz olarak Neojen ve daha genç yaşlı birimler yer alır. Genel olarak Neojen çökelleri ile örtülü olan birim Kayakent güneyinde yamaç molozları tarafından örtülmüştür. Şistler üzerinde ve onunla düşey geçişli olan birim olasılıkla Paleozoyik yaşlıdır. Erişen (1974) Afyon bölgesi ile gerek stratigrafik pozisyon gerekse litolojik benzerlikler sunması nedeniyle söz konusu kristalize kireçtaşlarının Permo- Karbon, kısmen de Mesozoyik yaşlı olabileceğini belirtmiştir. Birim Erişen (1974) in kristalize kalkerler başlığı ile verdiği birimlerle ve Umut ve diğerleri (1991) nin Eryiğit formasyonu ile deneştirilebilir. 3.1.3. Derinlik Kayaçları Çalışma alanında derinlik kayaçlarını granodiyoritler oluşturmakta olup, bunları granitporfir (aplitgranitik), pegmatit (alkali granit) damar kayaçları ve hidrotermal kuvars filonları kesmektedir. Granodiyorit (γ) Kocaş Köyü güneybatısında ve Babullu Köyü batısında yaygın olan granodiyoritler, kataklastik doku gösteren biyotitli ve hornblendli granodiyoritlerdir. Bunlar hipidiyomorf oluşumlar halinde ve kataklastik tekstür gösteren oligoklas, 28