İstanbul kuzeyi volkanitlerinin jeolojik ve petrolojik incelenmesi
The geological and petrological investigation of volcanics in the north of Istanbul
Yazar: ORHAN YAVUZ
Danışman: PROF. DR. YÜCEL YILMAZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
İstanbul Boğazı'nın doğu ve batı yakasında Karadeniz sahili boyunca yeralan volkanitlerin bugüne kadar petrolojisi ve kaya birimlerinin fasiyes özellikleri açısındandan ayrıntılı bir biçimde incelemesi yapılmamıştır. Genel jeolojik amaçlı yapılan çalışmalarda volkanik kayalar tek bir topluluk halinde gösterilmiştir.İnceleme alanında farklı oluşum ortamlarında gelişmiş farklı yaşlarda ve farklı litolojik özellikler gösteren kayaçlar bulunmaktadır. Kaya birimleri yaşlıdan gence doğru sıralanmış, alt çökel kaya grubu, volkanik topluluk ve üst çökel kaya grubu olarak ayrılmıştır. Alt çökel kaya grubu Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı çökel istiften oluşur. Volkanik topluluk ise kendi içinde değişik fasiyeslere ayrılmıştır. Üst çökel istif Tersiyer yaşlı genç çökellerden oluşur. Bu incelemenin asıl konusunu volkanitlerin jeolojik ve petrolojik özellikleri oluşturduğundan incelemeler volkanik kayalar üzerinde yoğunlaştırılmıştır.Bu tez kapsamında; İnceleme alanının 1/25.000 ölçekli ayrıntılı jeoloji haritası hazırlanarak volkanik istif stratigrafik özellikleriyle tanımlanmış ve ayrıntılı örnekleme yöntemi ile sahadaki lavlardan, dayklardan ve volkanoklastikler içindeki lav bloklarından toplam 342 adet kaya örneği derlenmiştir. Kimyasal analizlere uygun en az altere olan 52 kaya örneğinin yurtdışındaki laboratuvarlarda ICP-MS ve XRF yöntemleri ile jeokimya analizleri yapılmıştır. Derlenen kaya örnekleri üzerinde yapılan major, iz ve nadir toprak element analizleri ve mineral kimyası (mikroprob) çalışmalarıyla volkanizmanın petrokimyasal özellikleri belirlenmiştir. Mikroprob analizleri 2006 yılında University og Georgia'da yapılmıtır. Analiz sonuçları çeşitli üçgen diyagram ve ikili diyagramlar yardımıyla değerlendirilmiş ve yorumlanmıştır. Sahadan elde edilen tüm jeolojik veriler, laboratuvarda polarizan mikroskop ile gerçekleştirilen petrografik ve mineralojik bulgular ve jeokimyasal analiz sonuçlarıyla karşılaştırmalı olarak yorumlanmıştır. Özellikle altere kayalarda ikincil olarak yeralan ve mikroskopta tanınamayan çok ince taneli mineraller XRD yöntemiyle belirlenmiştir. Tüm bu bilgiler ışığında volkanik istifin gelişimi açıklanmış ve volkanizmanın petrojenetik özellikleri ortaya konmuştur. Ayrıca iki volkanik kaya örneği üzerinde K-Ar yönemiyle mineral ve tüm kaya radyometrik yaş tayini Georgia Institute of Technology'de yapılmıştır.Volkanik faaliyetin sonlanması ile bölgede başlayan aşınma evresinde çeşitli büyüklüklerde aşınma düzlükleri ve akarsu vadileri gelişmiş ve aynı zamanda oluşan çanak şekilli göllerde Neojen yaşlı kum ve kil serileri çökelmiştir. Neojen yaşlı bu kaya grupları bölgedeki üst çökel istifi oluşturur. Üst Kretase sonunda Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı temel kayaları volkanik istif üzerine kuzeye doğru itilmiştir. Bölgede volkanik kayaların alterasyonu (hidrotermal+yüzeysel) ile ekonomik önemi oldukça büyük olan kil yatakları oluşmuştur. Aşınma ve tortullaşma işlevleriyle oluşan kum serileri de oldukça geniş alanlar kaplamakta ve ekonomik önem taşımaktadır.

Abstract:
The detailed investigation of volcanics exposed along the east and west coasts of the Black sea in view of petrological and facial features of the rock units have not been studied. The volcanic rocks have been shown as a single unit in the purpose of general geological studies. The studied area has the rock types evolved in different environment in different age and showing different lithological characteristics. The rock unit have been classified from lower to the uppermost and differentiated lower sedimentary group, volcanic sequence and upper sedimentary group. Lower sedimentary rock group consist of paleozoic and mesozoic sedimentary sequences. The volcanic sequence have been classified to different rock facial. The upper sedimentary sequence consists of Tertiary in age younger sedimentary units. As the main subject of this investigation is the geological and petrological characterictics of volcanics, the studies have been concentrated on volcanic rocks.Ln the scape of this thesis; 1/25.000 sealed detailed geological map of the study area has been done 342 samples from lavas, dykes and the volcanic blocks in the volcanoclastics and collected defining the volcanic sequence stratigraphically. The geochemical analyses of 52 rock samples suitable for the analitical studies have been done using ICP-MS and XRS methods in the outside laboratories. The petrochemical characterictics of volcanism have been defined on the analyses of major, trace and rare earth elements and microprobe studies of rocks colloected from the field. The microprobe analyses were done in the University of Georgia in 2006. The analitical results have been evaluated and interpreted using different triangle and binary diagrams. The geological data obtained from the field and petrographic and mineralogical findings and geochemical analysis done on the microscope have been interpreted comperatively. The fine grained minerals have been determined by XRD especially in the altered rocks and undefinable under microscope. In the light of these data the evolution of volcanic sequence have been explained and petrogenetic characteristics of volcanism have been revealed. Additionaly two whole rocks K-Ar age dating have been done in Georgia Institute of Technology (Gatech).ln erosion stage in the region at the end of volcanic activity erosion plateaus and river valleys in different sizes evolved and at the same time sand and clay deposits have been deposited Neogene in age in the pot shaped lakes. This kind of rock groups Neogene in the age constitute upper sediment sequence in the region. At the end of upper Cretaceous the basement rocks Paleozoic and Mesozoic in age were trusted on volcanic sequence through the north. The important clay deposits have been occured by alteration of volcanic rocks. The sand sequeces occured by erosion and sedimentation also cover wide area and have the economic importance.