Beykoz (İstanbul) bölgesinin jeolojisi ve erken paleozoyik çökeliminin özellikleri
Geology and early paleozoic depositional features of Beykoz (İstanbul) region
Yazar: SÜLEYMAN KARACA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSAK YILMAZ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
İstanbul Zonu, İntra-Pontid kuşağı olarak adlandırılan bu kıtasal blok içerisinde, volkanik yay ve kıtasal kabuk kalıntıları içeren Neoproterozoik yaşlı orta - yüksek dereceli metamorfizmadan etkilenmiş temel kayaçlardan oluşur. Bu kayaçlar İstanbul'un doğusunda Bolu ve Zonguldak çevresinde gözlenir. Temel, Alt Ordovisiyen'den Alt-Orta Karbonifer'e kadar devam eden sürekli, iyi gelişmiş bir tortul istifi ile örtülmüştür. Özellikle, Karbonifer flişi, kısalma regresif ilerleyişini yansıtan önemli bir dönemi temsil etmektedir. Bu dönemde meydana gelen Kaledoniyen Orojenizi, Paleozoyik istifin kıvrılanması ve faylanmasına neden olmuştur. Üst Permiyen ile Alt Triyas arasında oluşan kırmızı kumtaşları ve konglomeralar, bu süreci uyumsuz bir şekilde örterek bölgenin jeolojik evrimini etkileyici bir şekilde belirlemiştir. İstanbul Paleozoyik istifi, Alt Ordoveysiyen-Tramadosyen'den Üst Silüriyen-Ludloviyen'e evrimleşen bir çökel havzasının örneğini sunmaktadır. Bu evrim süreci, çeşitli sedimentasyon ortamlarının ve tektonik olayların etkileşimleriyle karakterizedir. İlk olarak, açık deniz derince şelf ortamında başlayan çökelim, Kocatöngel Formasyonu'nun çökelmesiyle temsil edilmektedir ve bu süreçte özellikle killi siltli şeyller belirgin bir şekilde biriktirilmiştir. Şelfin sığlaşması, Bakacak Formasyonu'nun siltli kum ve şeyl ardalanmalarının çökelmesi ile gerçekleşir. Bölgenin kara halini alması ve nehir ortamında çökelimin devam etmesi, Kurtköy Formasyonu'nun nehir ortamında arkozik çökelmesi ile regresif sürecinin tamamlanmaktadır. Daha sonraki evrelerde, bölgenin alçalması ve pelajik birimin çökelmesi, Aydos Formasyonu'nun kuvarsarenitten oluşan çökelleri ile belirlenir. Gözdağ Formasyonu'nun çökmesi, resifal ve sığ şelf açık denize yakın bir ortamda gerçekleşirken, Dolayoba Formasyonu'nun oluşumu ise havzanın resifal seviyesine ulaşmasına bağlıdır. 
Ağır mineral analizleri ve petrografik incelemeler ile Erken Paleozoyik birimlerinin provenans süreçi ortaya konulmaya çalışılmıştır. Kocatöngel Formasyonun düşük mertebeli kontakt ve bölgesel metamorfik kayaç kaynaklardan beslenmiştir. Bakacak Formasyonun havzasını besleyen elementlerin felsik magmatik kayaçlardan türediğini göstermiştir. Kurtköy Formasyonun havzasını besleyen elementlerin genellikle metamorfik, düşük mertebeli metamorfik, eski sedimenter kökenli metamorfik, volkanik ve felsik kayaçlardan geldiğini göstermektedir. Minerallerin taşınma sırasında yüksek aşınma derecelerine ve yuvarlak şekillerine dayanarak, Bakacak formasyonu için kaynağın uzak taşıma mesafesi, Kurtköy formasyonu için ise kaynağın uzak olduğunu ve taşıma mesafesinin orta ile uzun arasında değişkenlik gösterdiği ortaya çıkarmıştır.
Tektonik anlamında çalışma bölgesinin Erken Paleozoyik döneminden sonraki Kuzeydoğu-Güneybatı yönlü tektonik sıkışması, Kuzeydoğu-Güneybatı yönlü bir sıkışma ve Kuzeybatı-Güneydoğu yönlü bir gerilmeli tektonik rejiminin etkisi altında kalmıştır.

Abstract:
Within the continental fragment termed the Intra-Pontid Shelf, the Istanbul Zone is composed of mid- to high-grade crystalline basement rocks of Neoproterozoic origin. These rocks encompass volcanic arc remnants and fragments of continental crust, primarily observed to the east of Istanbul. This foundational complex is subsequently covered by a continuous and well-developed sedimentary sequence extending from the Lower Ordovician to the Lower-Middle Carboniferous. Notably, the foliation during the Carboniferous period signifies a crucial phase denoting a regressive shortening progression. The Calidonian Orogeny, a significant tectonic event during this epoch, led to the folding and faulting of the Paleozoic succession. Overlying this process, red sandstones and conglomerates formed between the Upper Permian and Lower Triassic, creating an unconformity that distinctly outlines the geological evolution of the region. The Istanbul Stack is an example of a sedimentary basin that evolved over a defined time span from the Lower Ordovician-Tramadocene to the Upper Silurian-Ludlovian. This evolutionary process is characterized by the interactions of several sedimentation environments and tectonic events. Initially, sedimentation started in an offshore deep shelf environment, represented by the deposition of the Kocatöngel Formation, during which clayey silty shales were particularly prominently deposited. Shoaling of the shelf and transformation to shelf is realized with the deposition of silty sand and shale successions of the Bakacak Formation. The regressive process is completed with the land formation of the region and the continuation of sedimentation in the river environment and the arkosic deposition of the Kurtköy Formation in the river environment. In the later stages, the lowering of the region and the deposition of the pelagic unit is determined by the quartz arenite deposits of the Aydos Formation. The deposition of the Gozdag Formation takes place in a reefal and shallow shelf near the open sea, while the formation of the Dolayoba Formation depends on the basin reaching the reefal level.
Heavy mineral analyses and petrographic studies reveal the provenance process of Erkan Paeozoic units. It is determined that the source of the deposited material of the Kocatöngel Formation varies in four stages from lower to upper part. The lower part is fed by high-grade regional metamorphic and granitic felsic igneous rocks, while the second sedimentary band originated from low-grade metamorphic and ultramafic rocks. In the middle levels, the deposited material was generally fed by basin low-grade metamorphic sources. The upper parts of the formation were mostly fed by contact and regional metamorphic rocks. It is shown that the elements feeding the basin of the Bakacak Formation are derived from the material of acidic igneous and felsic rocks. It shows that the elements feeding the basin of the Kurtköy Formation are generally derived from the material of metamorphic, low-order metamorphic, metamorphic and felsic rocks of old sedimentary origin. Based on the high degree of abrasion and rounded shapes of the minerals during transportation, it is concluded that the source is distant and the transportation distance is long for the Bakacak Formation, while the source is distant and the transportation distance varies between medium and long for the Kurtköy Formation. 
In tectonic terms, the study area has been under the influence of two Northeast-Southwest trending tectonic compression, Northeast-Southwest trending compression and Northwest-Southeast trending tensional tectonic regimes after the Early Paleozoic.