İstanbul-Sarıyer kuzeyindeki volkanik kayaçların mineralojik-petrografik ve jeokimyasal özellikleri /
Yazar: ORHAN YAVUZ
Danışman: DOÇ. DR. RECEP H. EREN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mineraloji-Petrografi Anabilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1998
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Jeokimya = Geochemistry ; Mineraloji = Mineralogy ; Petrografi = Petrography ; Volkanik kayaçlar = Volcanic rocks ; İstanbul-Sarıyer = İstanbul-Sarıyer

Özet:
ÖZET İnceleme alanının 1/10.000 ölçekli jeoloji haritası hazırlanmış ve bu bölgede yer alan volkanik kayaçlar litostratigrafik özelliklerine göre ayırt edilerek yaklaşık 48 km2 lik bir alan haritalanmıştır. Bu çalışmada Üst Kretase yaşlı volkanik kayaçların litofasiyes özelliklerine göre tanımlaması yapılmış, jeokimyasal analiz sonuçları çeşitli ikili diyagramlarla değerlendirilerek bu kayaçların magma kökenleri hakkında bilgi edinilmiş ve kayaç adlamaları yapılmıştır. Volkaniklerin mineralojik ve petrografik incelemeleri yapılarak alterasyona bağlı olarak oluşan ikincil mineraller X-ışınları yöntemi ile tesbit edilmiştir. Olasılıkla Üst Kretase Maestrihtiyen başlarında bölgede başlayan mağmatik aktiviteye bağlı olarak volkanik ürünler oluşmuştur. Bunlar alttan üste doğru dasitik- riyodasitik tüfler, andezit bileşimli lavlar, aglomeralar ve bunların içinde ara seviyeler olarak bulunan volkanosedimanter seri şeklindedir. İnceleme alanındaki volkaniklerden alınan 20 adet temsili kayaç örneğinin ana, iz ve nadir toprak element analizleri Kanada'da, 5 tanesinin ana element kimyasal analizleri de Türkiye Şişe Cam Sanayii'nin laboratuvarlarında yaptırılmıştır. Bölgedeki volkaniklerin genellikle altere olan üst seviyelerinin ise bazı kesimlerde silisifiye olduğu, demiroksitce zenginleştiği görülmüştür. Volkanik kayaçların alterasyonu iki yolla oluşmuştur. Birinci alterasyon türü hidrotermal kökenlidir, ikincisi de yüzeysel alterasyon koşullarında olan alterasyon türüdür. Aberasyonlarla gelişen ikincil minerallerin genellikle illit, kaolinit, seladonit, kalsit, klorit ve epidot olduğu hem mikroskop çalışmaları, hem de X-ışınları difraksiyon yöntemi ile yapılan çalışmalarla ortaya konmuştur. Muhtemelen Maestrihtiyen sonu Paleosen başlarında bölge tektonik etkilerle havzalaşmaya başlamış ve volkaniklerle arakatkılı olan sığ denizel karbonatlar, volkanojenik kumtaşları çökelmeye başlamışlardır. Volkanizma Maestrihtiyen sonlarına doğru lav ve aglomera ardalanmasıyla aktivitesini tamamlamıştır. Volkanikler üzerine açılı uyumsuzlukla Karaburun Formasyonu gelmektedir. Plaj kırıntılarıyla başlayan istif sığ ve açık denizel kırıntılarla devam ederek üste doğru kömür arakatkılı killerle çökelimine devam eder ve çapraz tabakalı kumlarla son bulur. Karaburun Formasyonu'nun üzerine açılı uyumsuzlukla Çukurçeşme Formasyonu gelir. Gevşek tutturulmuş bloklu çakıl, kum, kil ardalanmasından oluşan bu birim karasal sedimantasyon havzalarında çökelmiştir. Formasyonun tüm litolojileri inceleme alanında görülmemektedir. Volkaniklerden alınan örneklerin analiz sonuçları çeşitli ikili diyagramlarda değerlendirilmiştir. Buna göre volkaniklerin kalkalkalen bileşimde olduğu ve çoğunlukla orojenik andezite karşılık geldiği anlaşılmıştır. Ayrıca iz element içerikleri baz alınarak yapılan değerlendirmelerde volkaniklerin genellikle orta-yüksek potasyumlu orojenik andezit grubunda oldukları vm

Abstract:
SUMMARY The study area is located among Sarıyer-Rumelifeneri, Kilyos, Uskumruköy and Demirciköy in the north of İstanbul and covers an area of 48 square kilometer. The geologic map of the study area in the scale of 1/10.000 was prepared by following the litologic borders. To determine the type of the volcanic rocks in the area, the mineralogical and petrographical studies were performed by using polarizing microscope. On the other hand, 26 rock samples were taken for geochemical investigation and analyzed to reveal the genesis and formation of the mentioned rocks. The stratigraphic sequence begins with sandstone-shale succession at the bottom. Orbitoides medius fossil that characterizes Late Cretaceous-Maestrictien, was found within the succession. Mineralogical and petrographical studies revealed that the volcanics had been highly altered and have some secondary minerals such as iilite, kaolinite, celadonite, calcite, chlorite and epidote. To the top, Karaburun unit is located on the volcanics with an angular discordance. The stratigraphic sequence of the unit includes beach detritics, shallow and pelagic detritics, claystones interbedded with coal and sandstone respectively. Çukurçeşme Formation, located on the Karaburun unit with angular discordance, consists of unconsolidated blocks, gravels, sands and clays. However only a few members of the unit can be observed in the study area. The Paleozoic-Early Carboniferous sandstone-shale sequence has overlaid the Late Cretaceous volcanics probable towards to the end of Late Cretaceous. Regional topography, depending on the types of the tectonic activity has begun to change at the end of Late Cretaceous to the beginning of Oligocene. There is no evidence of sedimentation in the region. Paleozoic sequences have been folded as a result of compressive forces firstly in the east-west direction and second in the north-south direction at the end of Paleocene. The data of the major and trace element analyses of the volcanic samples were evaluated in various binary diagrams. It is inferred from the diagrams that the volcanics have calcalkalen composition and correspond to orogenic andesite with medium to high potassium content (Fig.1-2). There is no consensus on the genesis of the volcanic rocks because of insufficient lithostratigraphic and geochemical data. Therefore a number of volcanic rock samples were collected systematically from the study area for geochemical investigation. The data of major and trace element analyses were plotted on various binary diagrams to figure out the genesis of the volcanic rocks. As seen in Table 1, the SİO2 content of the rocks varies between 49.75 and 76.64 %. The contents of alkali elements (Na20+K20) ranges between 0.53 and 7.39 %. AI2O3 contents varies between 12.09 and 21 % except for the sample 5 with the value of 1.45 %.FeO" Na20+K20 MgO Fig. 1. FeO-(Na20+K20)-MgO variation diagram of the volcanics (Irvine-Baragar 1971). 35 30 - 20 - 15 - 10 4 5 6 Th(ppm) 10 Fig.2. The La-Th variation diagram showing the origin of the volcanics (Gill, 1981). XIThe Late Cretaceous Sarıyer volcanics have been compared with the others, which located in an area extend from Şile-Riva to western Thrace. They had taken place within the group of island arc volcanites derived in a subduction zone that had been developed in the compressional tectonic regime caused by the approximating of the plates. Some alteration products have been developed in glassy components and fill cavities and fissures of volcanic rocks (Fig. 3). Besides, carbonate, chlorit and kaolinite type were also identified in holes and in phenocrysts. Hydrothermal solutions have been effective in the alteration of the volcanics. As a result of the alteration, some secondary minerals such as chlorite, calcite, epidote and quartz were formed (Fig. 4). On the other hand, a few celadonite formation has been determined in altered volcanics by X-ray diffraction method (Fig. 5). As it is widely known, celadonite is formed between clay and mica minerals. Table 1. The chemical analyses of the volcanicsFig. 3. The transformation of glassy matrix to clay mineral. Fig. 4 The alteration products of the volcanics (calcite,chlorite,quartz,epidote). XMQualitative analysis (Peak search) Sample : 47-A File : Comment Smoothing points: 19 K a 2 elimination: BG subtraction : YES Error correction: 2İİ0 2000 isoo 1000 500.A.. -Vl.*~. 3 11 20.000 1 2 3 2 ii 2 2 2 | 1 |. Feldspar | 2 | Celadonite I 3 1 Quartz [~4 I Calcite Wt lİM)\hdK.LjiJaa. 2 3 40.000 50.000 Fig. 5. X-ray diffraction pattern of the altered volcanics XIV