Fay kayaçlarının fay mekaniği üzerine etkileri: Doğu Anadolu fayı'nın Hazar Gölü ve Palu arasında kalan kesiminden bulgular
Fault rocks and fault mechanics: Implications from the East Anatolian fault between Palu and the Lake Hazar (Elazığ, Türkiye)
Yazar: İREM ÇAKIR
Danışman: DOÇ. DR. CENGİZ ZABCI
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Anadolu Bloğu'nun doğu sınırını oluşturan Doğu Anadolu Makaslama Zonu (DAMZ) ve onun ana yer değiştirme makaslaması olan Doğu Anadolu Fayı (DAF), kuzeydoğuda Karlıova (Bingöl) ile güneybatıda Türkoğlu (Kahramanmaraş) arasında toplam 450 km uzunluğa sahiptir. Bu sol yanal transform fayın Palu ve Hazar Gölü (Elazığ) arasında kalan kesimi üzerinde günümüze kadar gerçekleştirilen GNSS, InSAR ve sismoloji çalışmaları, genel tektonik yüklemeye göre kayda değer miktarda asismik kayma (krip) meydana geldiğine işaret eder. Bu tez çalışmasının konusu, DAF'ın yüzeyleyen fay kayaçlarının, fayın çok yakın tarihini temsil eden bu krip hareketi üzerinde etkisinin olup olmadığıdır.
Bu çalışma kapsamında, uzaktan algılama ve saha tabanlı jeoloji verileri deneştirilerek DAF'ın Palu ve Hazar Gölü (Elazığ) arasında kalan kesiminin jeoloji haritası derlenmiştir. Bunun için ilk olarak önceki çalışmalarda elde edilen uzaktan algılama bulgularına ek olarak yeni tarihli Landsat 8-OLI görüntüleri bant kombinasyonu, bant oranlaması, temel bileşenler analizi (PCA) ve minimum gürültü fraksiyonudan (MNF) oluşan dört farklı teknik kullanılarak işlenmiş ve jeolojik birimlerin analizi için yeni yalancı renk haritaları üretilmiştir. Yapılan saha çalışmaları ile formasyonların mekânsal dağılımı kontrol edilmiş ve DAF'ın ilgili kesimindeki fay yüzlekleri belirlenmiştir. Bu fay zonları boyunca temsili kayaç numuneleri alınmış ve X-ışını kırılımı (XRD) incelemeleri yapılarak bu kayaçların içinde fay killerinin çeşitleri belirlenmiştir.
DAF'ın Palu ve Hazar Gölü arasında kalan kesiminin, genel olarak ofiyolitik (ultramafik ve mafik) kayaçlar ve yığışım karmaşıklarından (şeyl, kumtaşı, volkanikler, ofiyolit parçaları) oluştuğu görülür. Bu temel kayaçlar özellikle çalışma bölgesinin orta kesimlerinde genç alüvyonlarla örtülmüştür. Fay zonu boyunca toplanan fay kayacı örneklerinin XRD incelemeleri, deformasyon zonlarında baskın mineral birliğinin vermikülit, simektit ve klorit kil gruplarından oluştuğunu ortaya koymuştur. Fay kayaçlarının belirtilen kil türlerinden oluşması, boşluk suyu basıncındaki değişime bağlı olarak DAF'ın ilgili kesimi boyunca mekanik zayıflamaya ve bunun bir sonucu olarak sığ seviyelerde asismik kaymaya neden olabileceğine işaret eder.

Abstract:
The East Anatolian Shear Zone (EASZ), which forms the eastern border of the Anatolian Block, and its principal displacement shear, the East Anatolian Fault (EAF), has a total length of 450 km between Karlıova (Bingöl) in the northeast and Türkoğlu (Kahramanmaraş) in the southwest. Tectonic geodesy (GNSS and InSAR) and seismological studies suggest a significant amount of aseismic slip (creep) with respect to total tectonic loading especialy for the fault section between Palu and Hazar Lake (Elazığ). In tthis study, I correlate fault rock petrophysics and creeping fault sections in order to evaluate any possible control of fault rock properties on the earthquake cycle.
First, I compiled the geological map for the region between Palu and Hazar Lake (Elazığ) along the EAF by using the multi-spectral satellite images of previous studies, my own pseudo-colour maps based on LandSAT 8-OLI images and field based studies. For processing the Landsat 8-OLI images, I used four different techniques, including band combination, band ratio, principal component analysis (PCA) and minimum noise fraction (MNF) to produce my own pseudocolour maps. The spatial distribution of the formations was controlled by field studies and the fault outcrops in the relevant part of the EAF were determined. I sampled fault zones and used X-ray diffraction (XRD) to determine the fault clay mineralogy.
The fault rocks of the EAF, collected between Palu and Lake Hazar, are generally from ophioltic (ultramafic and mafic) rocks and accretionary complexes (shale, sandstone, volcanics, ophiolite fragments). These basement rocks are covered with young alluvium, especially in the central parts of my study area. XRD analysis of these fault rock suggest that the dominant clay mineral associations in the deformation zone are composed of vermiculite, smectite and chlorite. The fact that the fault rocks are composed of the specified clay types indicates that mechanical weakening along the relevant section of the EAF are most possibly due to the change in pore water pressure may cause aseismic slip at shallow.