Haymana (İç Anadolu) dolaylarında çaldağ formasyonu-tuz-petrol ilişkilerinin incelenmesi
Investigation of Çaldağ formation-salt-petroleum relationships around Haymana, Central Anatolia
Yazar: YASEMİN NEHİR
Danışman: PROF. DR. BÜLENT COŞKUN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Haymana ve dolaylarında yüzeylenen Üst Kretase-Paleosen yaşlı Çaldağ formasyonu resifal karakteri verezervuar özellikleri ile Hayman-Tuzgölü-Polatlı Havzalarında petrol aramaları bakımından en önemlibirimdir.Havza çökelme şartlarına ve tektoniğine bağlı olarak resifal karakterden killi kireçtaşı fasiyesine kadar yanalfasiyes değişmeleri gösteren kireçtaşlarında, genelde KB-GD yönelimli tektonik hareketler rezervuarkarakterlerini etkilemektedir. Üst Kretase-Paleosen dönemindeki havza koşullarına göre Haymana vedolaylarında Çaldağ formasyonu çeşitli fasiyeslerde çökelmiştir.Çaldağ Tepe ve Erif'te Çaldağ formasyonu içinde yapılan ÖSK'lar havza evrimini açıklayıcı sonuçlarvermiştir. Çaldağ kesitinde Çaldağ formasyonunun yaşı Üst Kretase-Alt Paleosen, Erif kesitinde ise Alt-ÜstPaleosen olarak bulunmuştur. Bu yaş farklılığı Çaldağ mevkiinde formasyonun yükselmeden dolayıaşındığını, Erif'te ise havzanın çökmesine bağlı olarak daha derin ve killi seviyeleri içeren fasiyeslerinçökeldiğini ifade etmektedir. nce kesit ve laboratuvar incelemeleri rezervuar karakterlerinin Çaldağ kesitindedaha iyi olduğunu göstermektedir. Havza tektoniğine bağlı olarak gelişen KB-GD yönelimli çatlaklardabiriken ikincil kalsit çökelimleri yer yer kireçtaşlarındaki porozite ve permabilite gelişmelerini azaltmaktadır.Haymana-Tuzgölü havzalarında KB-GD gidişli tektonik hatlar, özellikle Tuzgölü havzasındaki tuzoluşuklarını etkilemektedir. Geç Miyosen tektoniği ile oluşan faylı ve kırık zonlar boyunca tuzlu eriyikler deKB' ya doğru hareket etmelidirler. Çaldağ formasyonu içerdiği iyi rezevuar özellikleriyle bölgede petrolkapanlayabilecek başlıca arama birimi olarak önemli yer tutmaktadır.2006, 76 sayfaAnahtar Kelimeler: Resif, tuz, petrol, tektonik, kapan, göç

Abstract:
The Upper Cretaceous-Paleocene reefoidal Çaldağ formation, with its reservoir properties, is a veryimportant exploration target in the Haymana-Salt Lake-Polatlı basins.Depending on the sedimantological and tectonics of the basin, in which limestones display lateralfacies changes from reefoidal characters to argillaceous limestones, the NW-SE tectonic movementinfluenced the reservoir characteristics in the Çaldağ formation. Different facies in the Çaldağformation were deposited during Upper Cretaceous-Paleocene period in relation with depositionalconditions in the basins. Measured sections in Çaldağ Hill and in Erif permitted to evaluate reservoirconditions in the study area. While Late Cretaceous-Early Paleocene carbonates occur in the ÇaldağHill section, Early-Late Paleocene limestones crop out in the Erif area. This difference of age indicateserosion or non deposition of limestones in Erif section in the uplifted Çaldağ Hill and also depositionof equivalent argillaceous facies in the subsided Erif area. Thin sections and laboratory analysisindicate better reservoir properties in the Çaldağ Hill section. Calcite deposition in NW-SE orientedfractures dimunishes porosity and permability in limestones. On the other hand, NW-SE tectonictrends influenced the salt development in the Salt Lake basin. Migration of salty fluids from the SaltLake to Haymana basin along NW-SE tectonic fractures can be expected. With its better reservoircharacteristics, the Çaldağ formation is the best exploration unit in Haymana and Salt Lake basins.2006, 76 pagesKey Words: Reef, salt, petroleum, tectonic, trap, migration.iTEŞEKKÜR?Haymana ( ç Anadolu) Dolaylarında Çaldağ Formasyonu-Tuz-Petrol lişkilerininncelenmesi? adlı bu tezde çalışmamın her aşamasında bana her konuda yardımcıolup, önerileri ile beni yönlendiren değerli hocam Prof. Dr. Bülent COŞKUN?asonsuz teşekkürlerimi sunarım.ODTÜ Petrol Mühendisliği Bölümünde laboratuar çalışmalarım için bana yardımcıolan Prof. Dr. Suat BAĞCI?ya çok teşekkür ederim.Tez çalışmamın laboratuvar aşamasında yardımcı olan TPAO Araştırma MerkezindenSayın Abdullah ÖNER, Sayın Murat ARAS ve Sayın Feridun Alp UĞUR?a çokteşekkür ederim.nce kesitlerde paleontolojik veriler ve yaş tayini yapmamda yardımcı olan SayınBirkan ALAN ve Sayın Ercüment S REL?e, ince kesit fotoğraf çekiminde Doç. Dr.Yusuf Kağan KADIOĞLU?na ve ince kesit değerlendirmesinde yardımcı olan Doç.Dr. Ümran DOĞAN?a teşekkür ederim.Tez çalışmam esnasında benden her türlü desteği esirgemeyen Eşime ve Ailemeteşekkürü bir borç bilirim.Yasemin NEH RAnkara, Mayıs 2006iiÇ NDEK LERÖZET................................................................................................................... iABSTRACT........................................................................................................ iiTEŞEKKÜR........................................................................................................ iiiS MGELER D Z N .......................................................................................... viiŞEK LLER D Z N ........................................................................................... viiiÇ ZELGE D Z N .............................................................................................. xi1. G R Ş............................................................................................................... 11.1 Kaynak Özetleri............................................................................................ 42. KURAMSAL TEMELLER........................................................................... 82.1 Haymana Havzasının Stratigrafisi............................................................. 82.1.1 Ofiyolitik melanj....................................................................................... 102.1.2 Haymana formasyonu............................................................................. 102.1.3 Çaldağ formasyonu................................................................................. 112.1.4 Kartal formasyonu.................................................................................. 122.1.5 Kırkkavak formasyonu........................................................................... 122.1.6 Ilgınlıkdere formasyonu.......................................................................... 122.1.7 Eskipolatlı formasyonu........................................................................... 132.1.8 Gökdağ formasyonu................................................................................ 132.1.9 nsuyu Formasyonu.................................................................................. 132.1.10 Cihanbeyli formasyonu.......................................................................... 132.1.11 Tuzgölü formasyonu.............................................................................. 132.2 Tuzgölü-Haymana Havzasının Sedimantasyonu...................................... 132.3 Tuz Gölü-Haymana Havzasının Tektonik Evrimi................................. 152.4 Tuz Gölü Havzasının Fay Sistemleri......................................................... 172.4.1 Tuzgölü fay zonu..................................................................................... 182.4.2 Eskişehir-Sultanhanı fay sistemi........................................................... 182.4.3 Altınekin fay zonu................................................................................... 193. MATERYAL ve YÖNTEM.......................................................................... 203.1 Çalışmanın Amacı....................................................................................... 20iii3.2 Çalışma Yöntemi.......................................................................................... 213.2.1 Arazi çalışmaları...................................................................................... 213.2.2 Laboratuar çalışmaları........................................................................... 224. ARAŞTIRMA BULGULARI........................................................................ 234.1 Çaldağ Formasyonu.................................................................................... 234.1.1 Genel tanım.............................................................................................. 234.1.2 Litoloji........................................................................................................ 234.1.3 Kalınlık...................................................................................................... 234.1.4 Alt ve üst kontaklar................................................................................. 244.1.5 Yayılım....................................................................................................... 244.1.6 Yaş.............................................................................................................. 244.2 Ölçülü Stratigrafi Kesitleri......................................................................... 264.2.1 Çaldağ ÖSK?sı.......................................................................................... 284.2.1.1 nce kesit incelemeleri.......................................................................... 294.2.1.2 Laboratuvar analizleri......................................................................... 394.2.1.3 Porozite-Permeabilite gelişmeleri...................................................... 434.2.1.4 Çatlak analizleri.................................................................................... 464.2.2 Çökelme ortamları ve rezervuar........................................................... 484.2.2.1 Çaldağ kesiti.......................................................................................... 484.2.2.2 Erif kesiti............................................................................................... 514.3 Tektonik........................................................................................................ 534.3.1 Üst Kretase hareketleri........................................................................... 534.3.2 Miyosen hareketleri................................................................................. 545. NCELEME ALANI PETROL POTANS YEL ........................................ 595.1 Antiklinaller ve Rezervuar Kayaçlar......................................................... 595.1.1 Haymana antiklinali................................................................................ 595.1.2 Çaldağ antiklinali.................................................................................... 615.1.3 Erif antiklinali......................................................................................... 615.2 Kaynak Kaya............................................................................................... 615.3 Örtü Kaya..................................................................................................... 645.4 Eskipolatlı-1 Kuyusu ve Önemi.................................................................. 64iv6. TARTIŞMA..................................................................................................... 677. SONUÇLAR.................................................................................................... 71KAYNAKLAR.................................................................................................... 72ÖZGEÇM Ş........................................................................................................ 76vS MGELER D Z NKAF Kuzey Anadolu FayıFm. FormasyonGR Gamma RaySEM Taramalı Elektron MikroskopÖSK Ölçülü Stratigrafik KesitTOC Toplam Organik KarbonviŞEK LLER D Z NŞekil 1.1 Tuz gölü-Haymana havzasının genel görünümü................................... 1Şekil 1.2 nceleme alanının basitleştirilmiş jeoloji haritası................................. 3Şekil 2.1 Çalışma alanının genelleştirilmiş stratigrafi kesiti................................ 9Şekil 2.2 Kartal-Çaldağ ve Yeşilyurt formasyonlarının çökelme ortamlarınıyansıtan blok diyagram.......................................................................... 15Şekil 2.3 Tuzgölü Havzası ve civarının neotektonik haritası............................... 19Şekil 3.1 Çalışma alanındaki ÖSK yerlerini gösteren bulduru haritası................ 21Şekil 4.1 Çaldağ formasyonunda ortam göre yanal fasiyesşartlarınadeğişmeleri............................................................................................. 24Şekil 4.2 Çaldağ ölçülü stratigrafi kesitinde paleontolojik incelemelerlebelirlenen fosil dağılımı......................................................................... 25Şekil 4.3 Erif ölçülü stratigrafi kesitinde paleontolojik incelemelerle belirlenenfosil dağılımı.......................................................................................... 26Şekil 4.4 Çaldağ formasyonunun rezervuar özelliklerini ince kesit velaboratuvar analizleri ile incelemek amacıyla, Çaldağ ve Erif ÖlçülüStratigrafi kesitlerinde alınan örnekler.................................................. 27Şekil 4.5 Çaldağ yükselimi kuzey ve güney kanatlarında yapılan ölçülüstratigrafi kesit yerleri............................................................................ 28Şekil 4.6 Saha ve kuyu verilerine göre çalışma alanının bugünküdurumu................................................................................................... 29Şekil 4.7 Çaldağ formasyonunda fosiller ve ince çatlaklar içeren biyomikritler.. 30Şekil 4.8 Çaldağ formasyonunda taneler arası porozite gelişmeleri..................... 30Şekil 4.9 Çaldağ kireçtaşlarında porozite azalmalarına neden olan çatlaklariçindeki kalsit dolguları......................................................................... 31Şekil 4.10 Porozite azalmasına neden olan ve fosiller içinde gelişen kalsitdolguları................................................................................................. 32Şekil 4.11 Sıvı hareketlerine bağlı olarak çatlaklarda biriken killer.................... 32Şekil 4.12 Fosiller içindeki erime boşluklarında biriken kalsit dolguları............... 33Şekil 4.13 Çatlaklar içindeki sıvı hareketleri ile çökelen kuvars ve feldispatlar. 34viiŞekil 4.14 Sıvı hareketleri ile oluşan ve fosil etrafında biriken sparitler............... 34Şekil 4.15 Resifal özellikleri belirleyici tam ve iri fosil gelişmeleri...................... 35Şekil 4.16 Resifal bölgelerde iri ve tam fosiller içindeki sıvı hareketlerineticesinde gelişen sparitler................................................................ 36Şekil 4.17 Çaldağ kireçtaşlarında yanal fasiyes değişmelerini gösteren kumtaşıgelişmeleri............................................................................................. 37Şekil 4.18 Çaldağ kireçtaşları üst seviyelerde zayıf enerjili zonlarda gelişmegösteren mikritler................................................................................... 37Şekil 4.19 Resif ilerisindeki tektonik olayları gösteren ve fosilleri etkileyenküçük ölçekli fay oluşumu..................................................................... 38Şekil 4.20 Tektonik etkenlerle oluşan ve kalsit dolgulu çatlaklar.......................... 39Şekil 4.21 Çaldağ kesiti civa ve helyum analizleri................................................. 40Şekil 4.22 Erif kesiti tabandan tavana laboratuvar analiz sonuçları....................... 41Şekil 4.23 Çaldağ ve Erif kesitlerinde porozite ve permabilite yorumlaması........ 42Şekil 4.24 Çaldağ kesitinde SEM analizlerinde izlenen kalsit kristalleri arasıporozite gelişmeleri............................................................................... 43Şekil 4.25 Kireçtaşlarında hidrodinamik hareketler sonucunda hareket edensıvılar, fosillerde erime boşluklu porozite gelişmeleri......................... 44Şekil 4.26 SEM analizi çatlak görünümü............................................................... 45Şekil 4.27 Çaldağ ve Erif kesitlerinde kesitler boyunca gelişen KB-GD yönlüçatlak sistemleri..................................................................................... 46Şekil 4.28 Erif ve Çaldağ ÖSK?sında ölçülen çatlak yönelimlerinin rezervuaraçısından değerlendirilmesi................................................................... 47Şekil 4.29 Çaldağ kesitinde ince kesit incelemeleri ile belirlenen ortamenerjileri................................................................................................. 49Şekil 4.30 Fosiller etrafındaki mikritik matriks düşük enerji ortamını ifadeederken fosiller içindeki kırıntılı malzemeler düşük enerji ortamınamalzeme taşımının gösterimi................................................................. 50Şekil 4.31 Tektonik hareketlere bağlı olarak resiflerden kopan parçaların düşükenerjili ortama taşınması........................................................................ 50viiiŞekil 4.32 Çaldağ ve Erif ölçülü stratigrafi kesitleri ile Eskipolatlı-1 kuyusununWilson Standart Microfacies Types (SMF) ve Irwin modellerindekiyeri (Wilson 1975?den değiştirilmiştir)................................................. 51Şekil 4.33 Erif kesitinde ince kesit incelemeleriyle belirlenen ortam yorumu....... 52Şekil 4.34 Çaldağ tepe ve Erif kesitlerinde Çaldağ kireçtaşlarındaki rezervuargörünümü............................................................................................... 53Şekil 4.35 Çaldağ Tepe kireçtaşlarında yorumlanmamış ve yorumlanmışfotograflar. Çaldağ antiklinali ve Miyosen hareketleri esnasındaoluşan faylar......................................................................................... 55Şekil 4.36 Erif kesitinde Çaldağ formasyonu....................................................... 56Şekil 4.37 Eskipolatlı-1, Erif, Çaldağ, Eşmekaya-1, Bezirci-1 arası yapısal vesedimantolojik korelasyon.................................................................... 58Şekil 5.1 Haymana antiklinalini gösteren KB-GD yönlü sismik kesit................. 60Şekil 5.2 Hidrokarbon türüm zonu haritası........................................................... 63Şekil 5.3 nceleme alanı ve dolaylarındaki antiklinal yapıların petrolpotansiyelini ve rezervuar durumlarını gösteren şematikkesit........................................................................................................ 63Şekil 5.3 Eskipolatlı-1 kuyusunda Çaldağ formasyonu log özellikleri................ 65Şekil 5.4 Polatlı ve Haymana Havzalarında paleontolojik veriler ile tektonikilişkileri gösteren kesit........................................................................... 66Şekil 6.1 Ankara dolaylarında yüzeyde görülen tuz eriyikleri............................. 68ixÇ ZELGE D Z NÇizelge 5.1 Şeyl örnekleri jeokimyasal analiz neticeleri.......................................... 62x