Kuzey Anadolu fay zonunda oluşan fay killerinin jeokimyasal ve izotopik açıdan incelenmesi
Geochemical ve isotopic analysis on fault gouge forming at North Anatolian fault zone
Yazar: OZAN ATALAY
Danışman: DOÇ.DR. HALİM MUTLU
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
ÖZDünyadaki en büyük doğrultu atımlı fay zonlarından biri olan ve sayısız yıkıcı depremlerinoluşmasına yol açan sismik etkinliği nedeniyle Kuzey Anadolu Fayı Zonu (KAFZ)' nunjeokronolojik evrimini ortaya çıkarmak büyük önem taşımaktadır. Bugüne kadar KAFZ' numeydana getiren fayların yaşlarına ilişkin yapılan tüm çalışmalar tektonik, morfolojik vestratigrafik gözlemlere yöneliktir. Bu çalışmada, KAFZ boyunca oluşan fay killerindentoplanan örneklerin jeokimyasal açıdan incelenmesi amaçlanmıştır. KAFZ' dan toplam 90adet örnek toplanmıştır. Örnekler üzerindeki laboratuar çalışmaları, SEM ve XRD ileyürütülen minerolojik tayinler, duraylı (oksijen) izotop kompozisyonlarının belirlenmesineyönelik izotop çalışmaları ve ayrıca örneklerin major oksit, nadir toprak element ve iz elementbolluklarının tespiti amaçlı kimyasal analizler şeklindedir. Elde edilen sonuçlar, sınırlı sayıdaörnek içinde diyajenetik illit gelişiminin varlığını ortaya koymaktadır. Bu da, fayın kestiğiana kayaçların genellikle kireçtaşı, ofiyolit ve metamorfik olmasından kaynaklanmaktadır.Toplanan örnekler üzerinde yapılan oksijen, hidrojen ve karbon izotop analizleri sonuçları,KAFZ boyunca oluşan ana fay hareketleri sırasında magmatik ve/veya metamorfik kökenliakışkanların hareket ettiklerini göstermektedir. Kuzey Anadolu Fay Zonu boyunca farklılokasyonlardan alınan illitik killerin oksijen izotop kompozisyonları birbirlerine benzerçıkmıştır ve bu da killerin aynı izotop kompozisyonuna sahip akışkanlardan çöktüğünügöstermektedir. Toplanan örneklerin iz element içeriği ise fraksiyonel kristallenmeyigöstermektedir. Kuzey Anadolu Fay boyunca meydana gelen geniş illitik kilmineralizasyonunun, fay killerinin hidrotermal alterasyonu ve psödotaklitlerle alakalı olduğuortaya konulmuştur. Örnekler içersinden, fay zonu dışındaki fay öncesi protolitlerinin, illitikkil mineralleri içermemesi hidrotermal süreçlerin fay zonu içersindeki alanlarla sınırlıolduğunu göstermektedir. KAFZ boyunca oluşan ana fay hareketleri sırasında hareket edenakışkanların bazı bilinen büyük ölçekli fay zonları için daha önce yapılmış çalışmalarlasıkışma tipi orojenik kuşaklar boyunca benzer şekilde gelişmesi ve genellikle mezotermalcevher mineralizasyonu görülmesi ile uyuşma göstermektedir

Abstract:
viSUMMARYThe North Anatolian Fault Zone (NAFZ) one of the best-known and largest active continentalfault systems in the world and its geocronogical evolution is very important because of itsseismic activity. Earlier studies focussing on the age determination of the fault activity haverelied mainly on geological, geomorphological and seismological studies along the NAFZ.The aims are to present new data on the timing of the formation and displacement history ofthe NAFZ, and on the fluid flow history related to the evolution of the NAFZ. Totally 90units sample collected along The North Anatolian Fault Zone. In the present study, weexamine Laboratory studies on samples are mineralogical investigations with SEM and XRD,oxygen and hydrogen isotope compositions determination, REE analysis, trace elementanalysis and major oxide analysis. Based on a detailed petrographic analysis, existentdiajenetic illit is very limited in samples because fault cut the limestone, ophiolite andmetamorfic main rocks. The Î´18O and Î´D values of the calculated fluid isotopic composition(Î´18O = 5.9 â° to 11.2 â°, Î´D = -59 to -73 â°) are consistent with metamorphic andmagmatic origin of fluids mobilised during active tectonism. Oxygen isotope compositions ofthe illitic clays from different locations along the NAFZ are similar, with narrow ranges inÎ´18O values indicating clay precipitation from fluids with similar oxygen isotopecompositions and crystallisation temperatures. Trace element analysis indicate fractionalcrystallisation. Extensive illitic clay mineralisation occurred along the NAFZ related tohydrothermal alteration of the fault gouges and pseudotachylytes. Samples representing thepre-fault protoliths outside the fault zone do not contain authigenic illitic clay mineralsindicating that hydrothermal processes were confined to the areas within the fault zone. Theinterpretation of the fluid flow history of the NAFZ is in agreement with those reportedpreviously for some well-known large-scale high-angle fault zones, which similarlydeveloped along collisional-type orogenic belts and are commonly associated with significantmesothermal ore mineralization.