Yapısal Jeoloji Çalışmaları

Bu başlık altında yapılan çalışmalar, arazi çalışmaları sırasında saptanan faylara ait fay düzlemleri üzerinde belirlenen kinematik göstergelerin tanımlanması, ölçülmesi ve elde edilen sayısal verilerin yorumlanmasını amaçlamaktadır.

Bu çalışmalar kapsamında, (1) fay segmentlerinin uzunluğu, (2) fay zonlarının genişliği ve etki alanı, (3) fayların atım miktarı ve atım miktarının yanal ve düşey yöndeki değişimi, (4) fay geometrisinin belirlenmesi ve segmentasyon tanımı, (5) fay yüzeylerinin doğrultlu-eğiminin ve fay yüzeyindeki rake (yatım açısı, pitch açısı) açılarının ölçümü, (6) fay yüzeylerindeki deformasyon yapılarının ayrıntılı incelenmesi, (7) fay yüzeyinde ve stratigrafik anlamda faylarda reaktivasyona işaret eden verilerin tanımlanması, (8) diri faylanmayı belgeleyen jeolojik-jeomorfolojik parametrelerin tanımlanması, (9) diri fay önü tortullarının geometrisi ve istifsel değişimi, (10) diri faylardaki kırılma evrelerinin saptanması, (11) tavan-taban blok deformasyon özelliklerinin belirlenmesi çalışmaları eşzamanlı olarak yürütülmüştür. Elde edilen veriler bölgesel ölçekte Batı Anadolu tektoniği ile karşılaştırılmıştır.

Yapılan arazi çalışmalarında, bölgenin kinematik özelliklerini ve gerilme rejimi geçmişini belirlemek amacı ile KD-GB ve KB-GD uzanımlı faylar üzerinde kinematik analiz çalışmaları yapılmıştır. Fay yüzeyi üzerindeki hareketin yönü ve fayın reaktivasyonu, fay olukları (corrugations), ridel makaslamaları, sağ veya sol basamaklar, fay çizikleri ve fay kertikleri gibi fay yüzeylerindeki kinematik göstergeler kullanılarak tespit edilmiştir. Farklı fay setlerinin bağıl yaşları, birbirini kesen-kesilen yapı ilişkisine göre yapılmıştır. Fay yüzeyi verileri Angelier’in gerilme terslenme yöntemi (Angelier, 1984; 1991; 1994) ve Hardcastle ve Hills (1991) tarafından geliştirilen program kullanılarak incelenmiştir. Fayın masif karbonatlı temel kayaları Kuvaterner kolüvyumdan ayırdığı düzlemler düz, cilalı ve çizikli kayma yüzeyleri ile karakteristiktir. Fay düzlemi ölçümlerinden dört bileşenli gerilim tensörü elde edilmiştir. Bunlar, üç asal gerilim ekseninin doğrultuları (σ 1>σ2>σ3) ve

asal gerilme eksenleri için eksenel oran (ϕ) ile açıklanan göreceli büyüklüklerdir; ϕ = (σ2- σ1)/( σ3- σ1) ve 0< ϕ <1’dir (Angelier, 1994). Gerilme rejimi, bunlardan

hangisinin düşey düzlemde olduğuna göre yapılmaktadır. En büyük asal gerilme ekseni (σ1) düşey düzlemdeyken genişlemeli, ortaç asal gerilme ekseni (σ2) düşey

düzlemdeyken doğrultu atımlı ve en küçük asal gerilme ekseni (σ3) düşey

düzlemdeyken sıkışmalı tektonik rejimden bahsedilmektedir. Delvaux ve diğer. (1997) gerilme rejiminin 0 ile 1 değerleri arasında değişen gerilim oranının fonksiyonuna bağlı olarak değiştiğini önermektedir: dairesel genişleme (σ 1 düşeyde,

0 < ϕ < 0,25), saf genişleme (σ 1 düşeyde, 0,25 < ϕ < 0,75), transtansiyon (σ1

düşeyde, 0,75 < ϕ < 1 ya da σ2 düşeyde, 1 > ϕ > 0,75), saf doğrultu atımlı (σ 2

düşeyde, 0,75 > ϕ > 0,25), transpresyonel (σ2 düşeyde, 0,25 > ϕ > 0 ya da σ3

düşeyde, 0 < ϕ < 0,25), saf sıkışma (σ 3 düşeyde, 0,25 < ϕ < 0,75) ve dairesel

sıkışma (σ3 düşeyde, 0,75 < ϕ < 1).

Manisa Havzası'ndaki faylarda reaktivasyona ait veriler, kıtasal kabuk ölçeğindeki ana fay zonları üzerinde saptanmış reaktivasyon verileriyle karşılaştırılarak değerlendirilmiştir (Hills 1961; Watterson 1975; White ve diğer., 1986). Bellahsen ve Daniel (2005)’e göre, önceki zayıflık zonlarının reaktivasyonu ve bunların doğrultusu; (1) ana fayın doğrultusunun zaman içerisindeki dağılımının evrimini, (2) aktarım fay zonlarının geometrilerini, (3) küçük ölçekli faylanmaların geometrilerini ve (4) fay denetimli havzaların ve çökelme alanlarının geometrisini ve lokasyonunu denetlerler. Fay/uyumsuzluk ilişkilerini ortaya koyan stratigrafik ölçütler; birbirlerini üzerleyen yapılar gibi kinematik geçmişteki olayları yansıtan yapısal ölçütler; tekrarlanma ile ötelenen jeomorfolojik özellikler, yüzeydeki fay izi denetiminde izlenen jeomorfolojik ölçütler gibi jeolojik kayıtlardaki faylarda reaktivasyonu tanımlayan çeşitli karşılaştırma setleri ayrıntılı olarak örneklerle açıklanmıştır (Holdsworth ve diğer., 1997). Leloup ve diğer. (1995) ve Lin ve diğer. (1998) bu gibi faylardaki yüzey deformasyonlarının genellikle önceki zayıflık zonlarının reaktivasyonları şeklinde geliştiğini ileri sürmektedir. Bununla beraber bu konuda yapılan çok sayıdaki analog modelleme çalışmaları da aynı noktaya işaret etmektedir. (örn. Bellahsen ve Daniel, 2005; Dubois ve diğer., 2002; Viola ve diğer., 2004). Faylarda reaktivasyon iki tip tektonik terslenme ile sonuçlanır: (1) sıkışmalı terslenme, burada litosferik açılma, sıkışma ile reaktive olur ve (2) açılmalı terslenme, burada litosferik kısalma açılmalı reaktivasyona neden olur ve bu önemli

bir jeodinamik süreç olarak çok sayıda örneklerle tanımlanmıştır (Ranalli, 2000; Ziegler ve diğer., 1998). Malavieille ve diğer. (1990)’ne göre, önceki sıkışmalı yapıların, çarpışma sırasındaki ve sonrasındaki açılmalı reaktivasyonu Alp dağ kuşakları üzerinde önemli bir rol oynar (Bozkurt ve Sözbilir, 2006; Martin ve diğer., 1998). Buna ek olarak, Batı Anadolu baskın olarak D-B uzanımlı aktif normal faylar (tipik olarak maksimum uzunlukları 15–25 km arasında değişir) ve KD-GB uzanımlı aktif doğrultu atımlı fayların baskın olduğu sıkışma sonrası açılma bölgesi için iyi bir örnektir (Bozkurt, 2001; Dewey ve Şengör, 1979; England, 2003; Eyidoğan ve Jackson, 1985; Jackson ve McKenzie, 1988; Kaymakcı, 2006; Koçyiğit ve Özacar, 2003; Lenk ve diğer., 2003; Seyitoğlu ve Scottt, 1991; Sözbilir, 2005; Şengör, 1987; Şengör ve diğer., 1985; Şengör ve Yılmaz, 1981). Batı Anadolu’da gerçekleştirilen ve yukarıda atıf yapılan araziye ilişkin çok sayıdaki çalışmada, fay setleri üzerindeki kayma yüzeylerini niteleyen kinematik analizler yapılmamıştır. Bu nedenle, bahsedilen fay segmentleri üzerindeki reaktivasyonlar ihmal edilmiş veya çoğunlukla değerlendirilmemiştir. Bu çalışmada, Gediz grabeni batı kesimi ile doğrultu atımlı faylarca baskın İzmir-Balıkesir Transfer Zonu’na bağlandığı batı ucu boyunca gelişen gerilme değişimlerinin etkisinde oluşan reaktive fay segmentleri çalışılmış ve tanımlanmıştır. Bu zon, KB-GD uzanımlı normal faylar ile beraber gelişen KD-GB uzanımlı doğrultu atımlı fayların reaktivasyonunu içermektedir. Bununla beraber, yapılan çalışmalar Manisa Fay Zonu’nun batı bölgesindeki reaktivasyon ölçütüne odaklanmıştır. Bu kapsamda, stratigrafik ve yapısal ölçütler ışığında; Manisa Havzası’nda reaktivasyona işaret eden zonun tektonik evrimi tartışılmıştır. Manisa Havzası’nda yapılan ayrıntılı arazi çalışmaları, bölgede Neojen’den günümüze kadar olan gerilme rejimindeki terslenmelere de işaret etmektedir.