Kırıntılı Kayaçlarm Dokusal Parametreleri Yardımıyla
Taşınma Mekanizması ve Çökelme Ortamlarının
Saptanması
Determinkdion of depositioncd environment and transportation- mecha-nism the clastic seounces by means of teœtural parameters*
SUNGU L. GÖKÇEN HALUK ÇETÎN İSMAİL H, DEMtKEL
Ç.U.M.M. Fakültesi, Jeoloji Bölümü, Adana
H.Ü. Mühendislik .Fakültesi, Jeoloji Bölümü, Ankara H.Ü. Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Bölümü, Ankara
ÖSZ : Kum boyu kırıntılı kayakların taşınma mekanizmaları ve çökelme ortamlarının saptanması sediman-ter yapılar, fosil içerimi ve benzeri gibi 'belirli sedimantolojik özelliklerle yapılabilmektedir. Bununla bera-ber bu özellikleri içermeyen veya, yüzeyde mostra vermemiş istiflerde bu işlemlerin yapılabilmesi ancak bazı t dokusal yöntemlerle mümkündür.. Bu makalede, özellikle ince kesitlere uygulanabilecek dört sedîmantolo-jik. dckusal yöntem tanıtılmakta ve bunlar yardımıyla istifi oluşturan kırıntılı: materyalin taşınma mekaniz-ması ve çökelme ortamlarının nasıl saptanacağı sunulmaktadır*
ABSTRACT ; The transportation mechanism and the dcterminaton of the sedimentation environments of the stand-size elastics earn he carried, out 'through examination of their certain gedimentological characte-ristics such as. sedimentary structures, fossil contents and sfgnilar properties. However, these procedures im sequences thai do not outcrop, or do mot have tlie above properties, can. only be possible by ecrtain textural meliw&, In the present paper, ax© introduced four' sedinoentological-textaral methods that can be applied especially to thin sections, and the transportation mechanism and the determination of the -sedi-mentary environments for the elastic material forming the séquence- are presented.
GÎRÎŞ ve AMAÇ
Jeolojik incelemelerde ayrıntılı sedimantolojik ve sedimanter petrolojîk çalışmalar sonucu ortamsal yo-ruma gidilmesi ve daha ileri bir adım olarakta ortam sediznanlarının taşınma mekanizmasının saptanması arazi ve laboratuvar uygulamalarının birlikte değer-lendirilmesi ile mümkündür. Ancak saha çalışmalarının yapılamayacağı koşullarda örneğin, litolojinin, sondaj karotlarıyla temsil edilebildiği istiflerde, dokusal ça-lışmalar büyük önem taşımaktadır.. Bu nedenle, prob-leme çözüm getirmek için sedimantologlarca yaklaşık 30 yıldır birçok, yöntem geliştirilmeye çalışılmış ve bu çalışmalarda özellikle matematik-istatistik işlem-lere ağırlık verilmiştir., Sedimanter kayaç ve oluşum-ların dokusal parametreleri yardımıyla taşınma me-kanizması, türü ¥e çökelme, ortamlarıyla alt ortam-ların saptanması için günümüzde kullanılan belli baş-lı, dört dokusal yöntem olup, bunlar -sırasıyla. Pasre-ga'nın "CM Diyagramları* Fasısega, (1&57, 1964) Fas-sega ve Byramıijee, (1969') PasFas-sega, (1.977), VISHER (1969-)'un "Tane Boya Dağıtanları Modeli11, Mc
Ma-nus < ve Buller (1973)fün "QDarMd Analfaderi" ile
Gök-çen ve özkaya (19ı81)'e ait **Diskrtoılnant Analiz!*"
yöntemleridir.
Bu çalışmanın, amacı, yazarlarca. ayrıntılı sedi-manter jeolojik ve petrografik incelemeleri yapılmış
beş farklı bölgenin (Şekil-1) seçilmiş kırıntılı örnek-lere üstteki dokusal yöntemlerin uygulanması ve bu çalışma: sonuçları ile arazi gözlemlerinin beraberce de-ğerlendirilmesidir. Sonuç olarak araştırma bölge is-tifleri kırıntılarının taşınma mekanizmaları ile çökel-me ortamlarının yeniden yorumlanması, ayrıca yak-laşık .200 örnek üzerinde uygulanmış bu çalışmalar sonucu dört dokusal yöntemin irdelenmesini öngör-mektedir,
ÇALIŞMA YÖNTEMLERİ
Zara<-Hafik (Sivas)-,, Erzincan-Refahiye yöresi ile Ankara-Haymana Baseninde; üç farklı bölge ve
Edirne-Şekil 1 ::: Buldum Haıitagı. Figure 1 ; Location map.
Keşan Tersiyer türbîditlerinden seçilmiş toplanı 200 kırıntılı örnek üzerinde dokusal incelemeler yapılmış-tır. Bu bölgelere ait jeolojik, stratigrafik ve sediman-tolojik özellikler daha önceki yayınlarda verilmiştir (Gökçen ve Ataman, 1973; Gökçen, 1914; Gökçen, 1976 a ve b; Gökçen, ve diğerleri, 1978; Gökçen, 1980; Gök-çen, 1981; Çetin, 1983; Demirel, 1983). Bu beş bölge-ye ait örnekler sedimanter yapılarına göre fasîbölge-yesleri 'belirlenmiş ve ince kesitleri yardımıyla da dokusal pa-rametreleri 0 birimi ve mm, cinsinden., yöntemleri il-gili yayınlarda anlatıldığı biçimde saptanmıştır.. İnce-leme alanları rösedimante örneklerinin tane boyu da-ğılım eğrilerinden elde edilmiş l. ve 50. yüzdeler (mm,
cinsinden) Passega (1977)'nin "CM .Diyagramı"ndaJ
25., 50. ve 75 yüzdeler (mm. cinsinden) McManus ve Bililer (19-73)'ön "QDa-Md Diyagramı"iıda, 5., 50, 05.
yüzdeler i!e ,Mzt Bp Sk.j ve KG değerleri (0
cinsin-den) ise Gökçen, ve Özkaya (1981) 'in "Dîskriminant Analizi" yöntemlerinde kullanılmıştır (Şekil-2, 3, 4,, 5 ve 6). Visher (1969)'un. modeli için bu araştırmada sadece örneklere ait tane boyu dağılım eğrilerindeki genel görünümden yararlanılmıştır.
Vteher (1968) Yöntemi.
Bu yöntemde, örneklerin logaritmik kâğıtlara çi-zilmiş tane boyu dağılım eğrilerinde bir diğerini izle-yen, tane boyu değerleri doğrusal hatlarla birleştiril-mekte; bu düz çizgilerin kesişmelerinden oluşmuş kı-rıkh şekillere göre çökelme ortamı hakkında yorum-lara gidilmektedir. 'Visher (1960), güncel ortamlardan alınmış- örneklerde dokusal çalışmalar yapmış ve ör-neklerin log-olasılık eğrilerini çizmiştir (Şekil-2). Bil eğriler yardımıyla incelenmiş sedimanların çökeldiği
ortamlar hakkında, bazı somut yorumlarda bulunmuş-tur.. Araştırmacının varsayımına göre tek bir örneğin tane boyu dağılım eğrisi île ele ortam hakkında, yo-rum yapılabilmekte .taşınma mekanizması ve türü ' hakkında yaklaşımda bulunulmaktadır. Bölge örnek-lerinde bu yöntem, uygulanarak yapılmış dokusal ana-lizler sonucunda genelde türbidit fasiyesinde çökel-dilleri anlaşılmıştır.
CM Diyagramları (Passaga, 1957, 1977)
Passega (1957, 1964), Passega ve Byramjee (1969) ve Passega (1077)'nin yayınlarında ayrıntıları veril-miş yön teni, güncel s edi manlar üzerinde yaptığı ça-lışmalarla paleo-örneklerin oluşum mekanizması, ve çökelme' ortamını saptamayı amaçlamıştır. Çift loga-ritmik kâğıdın kullanıldığı, bu yöntemde tane boyu da-ğılım parametrelerinde 50'. yüzde (M) apsise ve 1.. yüz-de (C) ordinata mm. yüz-değerleri olarak yerleştirilir. Çi-şim, kullanım, v.b., ayrıntıları üstteki yayınlarda bu-ïunan diyagramın orijinali Şekil-3- ile verilmiştir., Şe-kildeki A ve B: bölgeleri türbiditleri, C bölgesi kıyı çekellerini, D ve E bölgeleri süspansiyonlarından gö-kelmiş ince pelajik sedimanları, F bölgesi ise moloz akıntısı türü yatak yükü ("Bedload") çökeltilerine karşılık gelmektedir. Şekil-3'den de görüleceği gibi bu. yöntemde^, C = M doğrusuna paralel. U şekli gruplan.-wialar, bu sedimanlarm turbid akıntılarla, taşınıp
çö-/celtilmik kırıntılılar olduğunu gösteril1,. Passaga'nın bu
yöntemi ile kırıntılı örneklerin çökelme ortamları ve taşınma mekanizmaları, kolaybkla saptanaMImekte ; ayrıca, daha ayrıntılı jeolojik yorum da ışık tutmak-tadır. Ancak CM' dyagramının sağlıklı sonug verebil-mesi için dokusal çalışmaların en. az 25 örneklik grup-lara, uygulanması gereklidir.
Yazarların, çalışma, alanlarına ait klastik kayaç-lardan seçilmiş örneklerin tane 'boyu dağılım eğrile-rinden, çıkarılmış C ve M değerleri diyagrama yer-leştirildiğinden C=M doğrusuna paralel, graplandığı görülmüştür (ŞekiI-4). Bu kayaçların türbid akıntılar-la taşınıp- çökeltlmiş sedimanakıntılar-lar olduğu arazi, •verile-riyle saptanmıştır.
ramın yaklaşık fi-35'lik. bir kesimi sağlıksız olmakta-dır,. Bu. nedenle adı geçen yazarlara ait QDa-Md di-yagramı ile çeşitli rösedimante fasiyeslerin kesin ayı-rımı oldukça .zordur, mm, cinsinden tane boyu değer-lerinin kullanılması halinde daha sağlıklı sonuçların alındığı, 'bu yöntem., inceleme, alanları örneklerine uy-' gulanmis., yukarıda adı geçen koridorlara düştüğü sap-tanmıştır.
msteiniinant Analizi (Glkeem ve üzkaya 1981) Ayrıntısı Gökçen ve Özkaya (1981)'de verilmiş bu
yöntemde, 5., 50. ve 95., .yüzdeler ile Mz, Sp Skj, KG
dokusal parametrelerinden, türetilmiş Jf{ ve F2
fonksi-yonlarından apsise ¥1 ordinata F2 ( 0 ) gelecek
şekil-de yerleştirildiğinşekil-de, örneğin hangi, tür rösedimante
fasiyes olduğu g'ikartılmaktadır. Gökçen ve !Özkaya
(1981)'n bu. yön terni ile verilmiş Bölge Haritasına
(Şe-kil-6) çalışma alanları örneklerinin P1 ( F2; değerleri
yerleştirilmiş ve bunların hangi tür sualtı kütle çe-kimi ürünleri olduğu çıkartılmıştır. Bu sonuçlar, ara-zi, verileriylede karşılaştırılarak Diskriminant Ânali-zindeki Distal, Pro-ksimal ve O-lîstostrom
fasiyesleri-niıı doğruluğu görülmüştür.. Arazide Aledyal (O!rta.
Ya-tak.) türbidit oldukları sedimanter yapılarla saptan-mış örnekler bu analizde kesinlikle: ayrılamamakta ve Distal-Proksimal türbidit bölgeleri arasına düşmekte-dir (gekil-6). Bu nedenle yazarların önerdiği bölge haritasına ve ProksîmaLDîstal türbidit hattının iki yanını kapsayacak .şekilde bir medya 1 türbidit kori-dorunun konması da yararlı olacaktır,.,
Şekil S : QDa-Md diyagramı. Figure 5 : Diagram of QDaJfcfd.
Şekil i : IMskriıııiııa.ai analizi. Figure ê : BiscFiiiîlaııııt method.
Gökçen ve özkaya ( 1:981 )'nin üstü. anlatılan yön-temine, ait. matematiksel bağıntılar bilgisayar ortamı yardımıyla kolayca hesaplanabilmektedir.
TARTIŞMA ve SONTJÇLAB
özellikle sondaj' örneklerinde yapılacak dokusal çalışmalar sonucu kırıntılı istifin taşınma
ması ve çökelme ortamlarının, saptanmasını amaçla-yan bu araştırmanın ana, sonuçlan alttaki gibi özet-lenebilir:
1 — Bu dört yöntem içerisinde önce CM diyag-ramı kullanılarak, örneklerin hangi ortamda çökeldîği saptanmalıdır,
2 — Visher (196&)'un Tane Boyu Dağılım Yönte-mi, kesikli eğriter üzerinde yapılan yorumlamaların uzun. zaman aîmau ve farklı .sonuçlara varılmasından dolayı,, pratik değildir. Ayrıca aktlısl sedimanlar üze-rinde geliştirilmiş bu yöntemin paleosecll.man.lara uy-gulanmasında bazı hatalar olabileceği de doğaldır. Ay-rıca .yazarlar bu yönteminde bir tek değil, en az 15-20 örnek üzerinde denenmesi gerektiğine inanmaktadır-lar,
3, — QDa-Md diyagramında hernekadar Fiakso-türbidit, Distal-Proksimal türbidit olmak üzere iki koridor bulunuyor ise de, bu yöntemin ancak %65 .ge-çerli olarak Flaksotürbiditleri (Olistostrom ve Çakıllı çamur taşı) normal türbiditlerden ayrılabileceği görül-mektedir,
4 — Gökçen ve özkaya (1981) 'in geliştirdiği Disk-riminant Analizi Yöntemi tek bir örnek üzerinde da-hi uygulanabilirliği açısından çok önemlidir. Bununla beraber bu yöntem sadece mikrokonglomera veya 8-zellikle îcu.nı boyu kırıntılı sedimanlara
uygulanabil-mekle ve bunların, kütle akımıt proksinıal, distal ve
kısmen medyal türbidit olarak sınırlayabilmektedir, 5 — Kırıntılı kayaçların dokusaı parametreleri 3rard.1m.iyla, taşınma mekanizması ve depolanma bölge-lerinin saptanmasında en geçerli yöntem olarak Fas-sega'nın CM metodu; röseäimante fasdyeslerin gnıp-lanmas ıiçin Lse Gökçen ve Özkaya (1981)'in Dîskri-minant Analizi kullanılmalıdır.
TEŞEKKÜR
Birinci yazar Erzincan-Refahiye, AnkaraJSayma-na ve Edirne-Keşan bölgelerinde yaptığı çalışmalara ekonomik ve lojistik destek sağlamış bulunan. MTA Genel Müdürlüğü, TÜBİTAK Genel Sekreterliği ve NATO Araştırma Konseyi ile Ankara-Hacettepe ve Adana-Çukurova Üniversiteleri Jeoloji Mühendisliği Bölümlerine içten teşekkürü bir borç bilir.
DEĞİNİLEN BELGX3JBK
Çetin H., 1983,. Haymana (SW .Ankara,) doğusundaki Üst Kretase-Alt Tersiyer istifinin sedimantolo-jik ve sedimanter petrolosedimantolo-jik incelenmesi. H.Ü. Master Tezi,,,, 106 s.
Demirel, Î.H., 1983.. Haymana (SW Ankara') batısın-daki Üst Kretase - Alt Tersiyer istifinin sedi-mantolojik ve sedimanter petrolojik incelenme-si,, H.Ü. Master Tezi,, 147 s..
Gökçen, S-JU, 1974, Erzincan-Refahiye Bölgesi sedi-manter jeolojisi I. Hacettepe Fen., Mili, Bilim. Derg., 4, 179-205.
Gökçen, S.IJ,, 1976 a. Ankara-Haymai'a güneyinin se-dîmantolojik incelenmedi I: Strati grafik, birimler ve tektonik., Yerbilimleri., 2, 161-190.,
Gökçen,, S.I*., 1976 b. Ankara-Haymana güneyinin, se-dimantolojik incelenmesi II: Sedimantolojî ve Paleoakıııtılar.. Yerbilimleri.,, 2, 201-235. Gökçen, S.L., 1980.. Petrology of Paleogene Blysch
sandstones of the Haymana Basin, Central
Ana-tolia-Turkey. Froc. First European Meeting1 I.
A. S,. (Abst.) 127-130' (Bochum-Germany). Gökçen,. S.L-., 1981. Zara-Hafik günevindeki Faleojen
istifinin sedimantolojisi ve paleocoğrafik evrimi. Yerbilimleri.,, 8, 1-2% 1 Elk,
Gökçen, S.L, ve Ataman, G., 1973,. Sedimantologie des roches détritiques -de la formation, de Keşan (Paleogene) : Un faciès a turbidites au sud-ouest de la Thrace Turque. Sediment,.. Geol., 9» 235-260.,
Gökçen, S.L., Bulutoğlu, Ö.F. ve Unsal, A., 1078. Urztn-can-Reahiye bölgesi sedimanter jeolojisi IV: 'Fi-liş klastikleri petrolojisi. Yerbilimleri., i, 154-175. Gökçen,, S.L. ve özkaya, t,,,, 1981. Olistostrom ve tür-bdit fasiyeslerinin Diskriminant analizi ile ayı-rımı. Yerbilimleri., 8, 5S-6D.
McManus, J. ve Buller, A.T.,,, 1973.. Modes of turl>idîte deposition deduced from grain-size analyses;. Geol. Mag,. 109, 491-500.
Passega, R., 1957'., Texture as characteristic of clastic deposition,.. Bull. Am,. Ass. Petrol. Geol., 41,, 1952-19B4,
Passega, R., 1.964. Gran, size 'representation by CM patterns- as- a geological tool. I. Seçtim,. Petrol,, 34, 830-847.
Passega, R,, 1977. Significance of CM diagrams of sediments^ deposited by suspensions.
Sedimento-logy..r 24, 723-733.
Passega, R. ve Byrainjee, R., 1969.. Grain-size image
of clastic deposits. Sedimentology.r 13, 233-252..,
Visher, G,.S-., 19*69'. Grain, size distributions and depo-sitional processes., J. Sedim. Petrol,, 39, 1074-1106.
JEOLOJİ MÜHENDtSIıt6î/OCAK 1986
