Van Gölü kuzeydoğusunun neotektoniği ve olası jeotermal potansiyel ile ilişkisi
Neotectonics of northeast Lake Van and its relationship with the geothermal potential
Yazar: MUHARREM ALPER ŞENGÜL
Danışman: PROF. DR. HAYRETTİN KORAL ; PROF. DR. MUSTAFA ALİ ELMAS
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Doğu Anadolu Bölgesi ve özelinde Van Gölü Havzası Neotektonik dönemin aktif paydaşlarından biri olarak kabul edilmektedir. Van Depremi (23 Ekim 2011, Mw=7.1), aletsel dönem içerisinde gerçekleşmiş, ters faylanma karakterli en büyük deprem olma özelliğine sahiptir. Van Depremi ve hemen sonrası gelişen bölgesel aktif tektonizma Doğu Anadolu için öngörülen faylanma modellerinin ötesinde yeni yaklaşımlara neden olmuştur. Bu kapsamda, Van Gölü kuzeydoğusu ve civarının Kuvaterner dönemi aktif tektonizmasının ana ve tali süreksizlikleri üzerinden anlaşılması ve bölgenin jeodinamik evriminin içerisindeki konumunun belirlenmesi amaçlanmıştır. 
İnceleme alanı dahilinde, temel kayaları olan Üst Triyas yaşlı kireçtaşı birimlerinin ötesinde, Oligo-Miyosen döneminden Holosen'e kadar, farklı fasiyeslerde oluşmuş bir çok kaya birimi yüzeylenmektedir. Bu kaya birimlerinin büyük bölümü neotektonik dönemin izlerini barındırmaktadır. Özellikle Kuvaterner dönemi volkanitleri ve karasal kırıntılı çökeller içerisinde bu izleri görmek mümkündür. İnceleme alanı kuzey kesimlerinde açılma tektoniği izleri belirgindir. Güney kesimlerde ise sıkışmalı tektonizma hakimdir. Geç Kuvaterner dönemi eski göl ve akarsu çökellerini kesen ana ve tali fayların oluşum yaşlarına yaklaşım yapmak amacıyla kırıntılı çökel örnekleri alınmış ve optik uyarmalı lüminesans yöntemi (OSL) ile yaşlandırma yapılmıştır. Elde edilen veriler inceleme alanının kuzey kesimlerinde 10-34ka, güney kesimlerde ise 26-83ka arasındadır. Bu veriler, Geç Pleyistosen ve Holosen dönemi aktivitesinin kuzey kesimlerde daha güncel olduğunu işaret etmektedir.   
İnceleme alanı içerisinde gözlenen fay düzlemlerinin mekanizma çözümleri ve kinematik analizleri yapılmış, fayların karakterleri ve asal gerilme eksenleri ortaya konmuştur. Bu düzlem verileriyle birlikte, kuzey kesimlerde gözlenen fayların bütünü Erciş Fay Zonu kapsamında değerlendirilmiştir. Zonun, doğu kesiminde kalan faylar ile batıda Erciş civarında gözlenen ana ve tali faylar ayrı birer segment olarak tanımlanmıştır. İnceleme alanının güney kesimlerinde ise önceki çalışmalarda belirtilen ana faylar ile birlikte yeni tali faylar tanımlanmış ve bölge Çakırbey-Timar Fay Zonu olarak adlandırılmıştır. Bu fayların bazıları bölgenin jeodinamik modelinin yeniden tanımlamasında önemli rol oynamıştır. 
Bölgede gelişmiş jeodinamik süreçlerin kayaçlar üzerinde bıraktığı izlerden biri olan eklemler üzerinden stres yönlerinin dağılımı ve değişimi üzerine analizler yapılmış ve genel olarak kaya birimlerine en az üç yönde eklem takımının geliştiği gözlenmiştir. Eklem düzlemlerinin oluşumunda etken asal sıkışma yönlerinin tayininde ise genellikle iki ayrı yön tespit edilmiştir. Bu durum farklı yaş aralıklarını temsil eden kaya birimleri üzerinden deneştirilmiş ve bölgedeki stres rejiminin döndüğü saptanmıştır. Özellikle inceleme alanının güney kesimlerinde Erken Pliyosen dönemi için K20D, Geç Pleyistosen dönemi için ise K50B yönü asal sıkışma yönü olarak belirlenmiştir. Bölgede son on yılda gerçekleşmiş ve düzlem çözümleri yapılmış depremlerin mekanizmaları da bölgesel olarak dönmeye işaret etmekte ve de sahada morfolojik ve tektonik verileri kesinleştirilmiş düzlemler ile benzerlikler sunmaktadır.    
Stres dağılımındaki bu değişimin, bölgedeki ana fayların, Erciş Fayı doğu segmentinin ve de özellikle ters faylanma karakterli olanların, Van Gölü kuzeydoğusunda yeralan bölgenin saat yönünün tersine doğru gelişen döngüsel (rotasyonel) bir deformasyonun etkisi ile oluştuğu düşünülmektedir. Doğu Anadolu'da litosferik mantonun bulunmadığı veya çok ince olduğundan yola çıkarak, astenosferin daha sığ derinliklere Pliyosen öncesi yerleşmesi, bölgedeki ısı akısının boyutunu ve özellikle yönünü değiştirmesi nedeniyle, daha sığ kalınlıklardaki, üzerinde volkanik örtü bulunmayan yığışım kompleksi içerisinde rotasyonel deformasyonun gözlenmesine neden olduğu düşünülmektedir. 
Diğer morfolojik ve tektonik veriler ile birlikte değerlendirildiğinde; Erken Pliyosen dönemi başlayan ve Kuvaternere kadar devam eden volkanizmanın kabuk altındaki ısı değişimleriyle sığ derinlikteki kabuk deformasyonlarını hızlandırdığı ve bölgedeki bu rotasyonel deformasyonun Geç Pliyosen - Geç Pleyistosen aralığında başlamış olmasında ve günümüzde devam etmesinde etken olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
The Eastern Anatolia Region and specifically the Lake Van Basin are considered as one of  active parts of the neotectonic framework. The Van Earthquake (23 October 2011, Mw=7.1) was the largest earthquake with reverse faulting character and occurred in the instrumental period. The regional active tectonism that developed in the aftermath of the Van Earthquake led to new approaches beyond the projected faulting models for Eastern Anatolia. In this context, this thesis is aimed to study the Quaternary active tectonism of the northeast Lake Van and its vicinity via the main and secondary discontinuities and to determine its place in the geodynamic evolution.
Within the study area, aside from the Upper Triassic limestone bedrock unit, many rock units in different facies ranging in ages from the Oligo-Miocene to the Holocene are exposed. Most of these rock units contain features of the Neotectonic period. It is possible to see these especially in the Quaternary period volcanics and terrestrial clastic sediments. Traces of extensional tectonics are evident in the northern parts of the study area. Compressive tectonism is dominant in the southern parts. In order to approximate ages of the main and secondary faults cross-cutting the old lake and stream sediments of the Late Quaternary period, clastic sediment samples were taken and geochronological dating was performed with the Optically Stimulated Luminescence method (OSL). The data obtained are between 10ka - 34ka in the northern parts of the study area and 26ka - 83ka in the southern parts. These data may suggest the Late Pleistocene and Holocene period activity is much more recent in the northern parts.
The mechanism solutions and kinematic analyzes of the fault planes observed in the study area were made and the characteristics of the faults and the principal stress axes were revealed. Together with these plane data, all of the faults observed in the northern part of the study area were evaluated within the scope of the Erciş Fault Zone. The faults in the eastern part of this zone and the main and secondary faults observed around Erciş town in the west have been defined and evaluated as separate segments. In the southern part of the study area, new secondary faults were identified together with the main faults mentioned in the earlier studies and it was named as Çakırbey-Timar Fault Zone. Some of these faults have played an important role in redefining the geodynamic model of the region.
Analyzes have been made on the distribution and variation of the stress directions on the joints, which are one of the structural features developed during the geodynamic processes in the region, and it has been observed that the joint sets have developed in at least three directions in the rock units. Generally, two different orientations have been observed in the determination of the principal compression directions that are effective in the formation of joint planes. This situation was evaluated over the rock units representing different age ranges and it was determined that the stress regime in the region oriented in different directions. Especially in the southern parts of the study area, the N20E direction for the Early Pliocene period and the N50W direction for the Late Pleistocene was determined as the principal compression direction. The mechanisms of the earthquakes that have occurred in the region in the last decade and whose plane solutions have been made point to regional rotation, and they present similarities with the planes with morphological and tectonic data in the field.
With this change in the stress distribution, it is thought that the main faults in the region, the eastern segment of the Erciş Fault, and especially those with reverse faulting character, were formed by the influence of a rotational deformation that develops in the counterclockwise direction east of Lake Van area. Considering that there is no lithospheric mantle in Eastern Anatolia or it is very thin, the emplacement of the asthenosphere to shallower depths before Pliocene changes the size and especially the direction of the heat flux in the region, causing rotational deformation in the accretion complex with no volcanic cover to be suggested.
It is thought that the volcanism that started in the Early Pliocene period and continued until the Quaternary, accelerated the surface deformations with the temperature changes under the crust, and this rotational deformation in the region, when evaluated together with other morphological and tectonic data, started and continued in the Late Pliocene - Late Pleistocene.