Mut havzası'nda alt miyosen yaşlı kırıntılı kayaçların sedimantolojisi

Abstract

Orta Torosların GD'sunda yeralan Mut Havzasında alt Miyosen yaşlı kırıntılı kayaçlarda yapılan bu sedimantolojik çalışmada inceleme alanında erken Miyosen'den itibaren Mesozoyik yaşlı temel kayaçlan üzerleyen ve farklı sedimenter ortamlarda gelişmiş kırıntılı kayaçlarm ayrıntılı sedimantolojisi yapılmıştır. Sedimantolojik çalışmalarda birimlerin fasiyesleri, depolanma işlevleri ve depolanma ortamları belirtilmiştir. Bu ortamlar erken Miyosen'den önce allokton Mesozoyik temelin yerleşiminden itibaren bölgenin sedimenter depolanma ortamları ile birlikte geçirdiği jeolojik evrimi incelenmiştir. İnceleme alanında Paleozoyik-Mesozoyik temel kayaçlarm yerleşiminin ardından Orta Torosların batısında Üst Eosen- Alt Oligosen sıkışmak fazının bölgeyi yükseltmesine karşılık olarak Mut ve Ermenek havzalarında Üst Oligosende küçük akarsu evresinde Yenimahalle Formasyonu'nun oluşumu ile Neojen Mut havzası açılmaya başlamıştır. Havzanın Oligosende açılması sonucunda Akitaniyen'de gölsel bir havzanın gelişmesiyle Fakırca Formasyonu oluşmuştur. Bu gölsel ortam Akitaniyen sonuna kadar devam etmiş ve hemen ardından Üst Eosen-Alt Oligosen sıkışmak fazının Akitaniyen- Burdigaliyen süresince devam etmesiyle inceleme alnında ortaç ve ıraksak fasiyesde akarsu ortamı gelişmeye başlamıştır. Orta Torosların batısında Üst Eosen-Alt Oligosen sıkışmak fazının devamı olarak Akitaniyen- Burdigaliyen süresince Ermenek- Hadım arasında kalan bölge güçlü sıkışmak tektonizmaya maruz kalmış ve bunun sonucunda bölge yükseltilmiştir. Bu yükselmeler bölgedeki Mesozoyik kayaçlarm parçalanmasına ve aşınmasına sebep olmuştur. Mesozoyik kayaçlarm uğradıkları bu deformasyon sonucunda bölgede çeşitli graben sistemleri meydana gelmiştir. Bu graben sistemlerinin gelişimi muhtemelen Ermenek K/KB'sında Alt Burdigaliyen 'de alüvyal yelpaze oluşumuna sebep olmuştur. Alüvyal fandaki kaynak bölgeyi oluşturduğu düşünülen Mut havzasının KB'sında inceleme alam dışmda kaldığından incelenememiştir. rv Alt Burdigaliyen'de gelişmiş alüvyal yelpazenin ortaç ve ıraksak fasiyeslerinde Mut havzasında akarsu sistemlerinin gelişimi ile Derinçay Formasyonu gelişmiştir Derinçay Formasyonu'nu oluşturan akarsu çökellerinde yapılan sedimantolojik çalışmalarda alınan ölçülü stratigrafik düşey kesitlerde gözlenen makroform ve mesoform yapılar belirlenmiştir. Akarsu çökellerinde ayırtlanan makroform ve mesoform yapıların sunduğu karekteristik yapısal ve geometrik özellikler ayrıntılı olarak incelenmiştir. Makroform ve mesoformlardaki yapısal ve geometrik özelliklerin saptanması yoluyla bunların çeşitleri ve kanal-içi fasiyesindeki konumlan ve akış işlevleri belirlenmiştir. Ayrıca makroform ve mesoformlarda gözlenen yapısal ve geometrik özellikler ve bu formların çeşitlerinin belirlenmesiyle bunları oluşturan akarsu sistemlerinin içerdiği farklı rejimler saptanmıştır. Ayrıca gözlenen bu farklı akarsu rejimlerinin gelişimine etki eden iç ve dış etkenler belirlenmiştir.. Bütün bu gözlemlerin ve bulguların ışığında Alt Burdigaliyen'de Mut havzasmda farklı akarsu rejiminde gelişmiş istiflenmeler, ölçülü stratigrafik düşey kesitlerin yanal olarak korelasyonu ile havza boyunca akarsu sistemlerinin yatay ve düşey yönde gelişimi ve yayılımı saptanmıştır. Alüvyal yelpazenin gelişimi kaynak bölgede ilk olarak kanyon morfolojisi sunan bir vadinin kazılmaya başlanmasıyla (Entrenchment) vadinin geliştiği graben boyunca yakınsak konglomeratik fasiyesteki çökelleri biriktirmiştir. Bu ilk başlangıç döneminde akışın çok yüksek olmasıyla bölgenin KB'sında ortaç fasiyesinde başlangıç evresinin devamı olan yaygı-çökelleri gelişmiştir. Ani ve güçlü taşkınlar ile yakınsak fasiyesdeki çökeller alüvyal yelpazenin bu bölgesinde nispeten daha ince taneli ve yaygı geometrin' fasiyeste alüvyal düzlüğü sedimanlanm oluşturmuşlardır (Ek 1 -ünite A). Akarsu yatağı gelişminin ileri evrelerinde alüvyal yelpazenin ortaç ve ıraksak kesimlerini oluşturan akarsu evreleri gelişmiştir. Bu evrelerin zaman içerisinde farklı akarsu rejimleri ile gelişmiş ve rejimin zaman içerisinde akarsu yatağında değişimini iç ve dış faktörler belirlemiştir. Dış faktörlerden tektonik etkenler, havzanın KB'smda kaynak bölgedeki yükselmeye bağlı olarak akarsu kanalındaki sediman yükünün miktarını ve akarsu profili üzerindeki genel temel seviye değişimlerini belirlemiştir. İklimdeki değişiklikler kaynak bölgedeki anakayanın aşınmaya karşı kohezyonunu artırarak sediman yükündeki miktarı ve tane-boyunun artmasına sebep olmuştur. Akarsu profili boyunca gelişen genel temel-seviye değişimleri akarsu profilinin tüm uzantısı boyunca eğimin değişmesine ve yersel temel-seviye değişimleri ise akarsu profilinin bazı kesimlerinde etkili olmuştur. Temel-seviyedeki değişiklikler, gelişen akarsu rejiminin ve akarsu kanalı içinde makroform ve mesoform yapıların çeşitlilik sunmasına yolaçmıştır. İç etkenler sonucunda meydana gelen değişiklikler, akarsuda kanal-göçü ile akarsu yolunun değişmesine ve ayrıca yanal-göçleri ile kanal-içi fasiyesteki makroform ve mesoform gelişimlerine sebep olmuştur. Akarsu evrelerinin geliştiği süreçte çökellerin depolanması, havzada hem düşey ve hemde yanal yönde akarsu profili boyunca gerçekleşmiştir. Alüvyal yelpazenin gelişminin ilk evresinde inceleme alanında gözlenen yaygı çökellerin ardından alüvyal yelpazenin ortaç ve ıraksak fasiyesinde gelişen çökeller inceleme alanında yüksek sinüslü menderesli rejimde akarsu evresinde gelişmiştir (Model 6: Miall, 1996). Akarsu kanalındaki yanal ve otojenik göçler ile (Avulsion) kanal-içi fasiyesde kanal- dolgulan ve nokta-barlan gelişirken, kanal-dışı fasiyeste taşkın-ovası düzlüğü çökelleri düşey yönde devresellikler sunmaktadır. Akarsu profili eğiminin düşük olduğu bu evrede (Model 6), yaygın olarak nokta-ban gelişiminin yanısıra bank-üzeri (natural- levee) ve kanal-yanğı (crevasse splay and channel) çökelleri gözlenmiştir. Bu evrede gelişen akarsu kanalının havzada GD'ya doğru gelişmesi ile (progradational) akarsu çökelleri daha ziyade yanal-yönde depolanmıştır. VI Akarsu profilinin eğimi genel temel-seviyedeki yükselme ile artmış ve yüksek sinüslü menderesli rejimden nispeten daha düşük sinüslü menderesli rejimde akarsu evresi gelişmiştir (Model 5: Miall,1996). Bu evreye geçişte akarsu çökellerindeki tane-boyu ve yatak yükünün artmasıyla farklı geometrilerde makroformlar gelişmiştir. Çakıllı-kum (Model 5) menderesli akarsuyun geliştiği bu evrede rejimdeki değişiklik sonucu kanal-içi fasiyeste gelişen makroformlardan barlar, bölgenin KB'sında nispeten daha yakınsak fasiyeste yanal-yığışım üniteli nokta-barlan halinde gelişmiştir. Kanallar nispeten merceksi geometrili ve duraylı ribbon tipde gelişirken, kanallardaki sinüslülüğün giderek azalması ile duraysız tabular geometrili kanallar gelişmiştir. Bu evrede akarsu çökellerinin yanal-yönde depolanması sonucunda akarsu profili boyunca kanal-içi fasiyeste gelişen barlar ve kanallar, özellikle yersel temel-seviye değişimleri sonucunda farklılıklar sunmaktadır. Buna göre alüvyal yelpazenin yakınsak ve ortaç kesimleri arasında kalan Kızılkaya'da yanal-yığışım üniteli makroformlar gelişirken, ortaç kesimde Zincirkaya mevkiinde akarsu profilindeki eğimin artmasıyla kanal-içi fasiyesteki makroformlar da değişikliler sunmaktadır. Akarsu profilindeki eğimin arttığı Zincirkaya'da makroformlar yanal-yönde yığışmadan ziyade düşey-yönde birikerek ve depolanarak gelişmiştir. Ayrıca duraysız gelişen kanalların düşey-yönde depolanması ile (Amalgamated / Vertically Stacked channels) makroformlarm tabular geometride gelişmesi bu kesimde sinüslülüğün azaldığını göstermektedir. Çakıllı-kum menderesli akarsu rejiminin geliştiği bu dönemde akarsu profilinde ıraksak kesimlere doğru profildeki eğimin tekrar azalması ile makroformlarm geometrileri ve tipleri değişmiştir. Eğimin azalması ile kanalın sinüslülüğü nispeten artmış ve böylece gelişen kanal-içi fasiyesteki makroformlar yanal- yığışım üniteli nokta-barlan ve akış- yönünde yığışımlı kum-düzlüğü barları düşey istif boyunca ardalanmalı olarak gelişmiştir. Makroformlardaki tabaka kalınlıkları ve taşkın-ovası düzlüğü çökellerindeki artışın gözlendiği bu kesimde tane-boyunda bir değişme hemen hemen olmamıştır. Bu evrede alüvyal yelpazenin ıraksak kesimlerinde sediman-biriktirme lracminin daha fazla artması ile ince taneli sedimanlarm birikimi nispeten daha fazla eğimin az olduğu alanlarda gelişmiştir. Sediman-biriktirme hacminin sürekli olarak bu evrede artması, kaynak bölgedeki yükselmelerin sonucu olarak ortaç ve ıraksak kesimlerde kalan bölgenin çökemesiyle gelişmiştir. vn Alüvyal yelpazenin yakınsak kesiminde kaynak bölgedeki yükselmelerin ve bunun yanısıra Miyosen'de denizin havzaya doğru muhtemelen GD'dan yaptığı transgresyonu ile düşük sinüslü menderesli rejimde geriye (KB 'ya ) doğru sedimalan depolaması ile transgresif akarsu evresi gelişmiştir. Denizin havzaya olan sürekli transgresyonu sonucunda akarsu profilinin uzanımı akış-yukan (KB 'ya doğru), iç kesimlere doğru göçetmektedir (Retrogradational). Miyosen'de denizin havzada ilk etkileri, bölgenin güneyinde akarsu taşkın- düzlüklerinin ve flüvyo-deltaik ortamlann gelişmesiyle gözlenmektedir. Göreceli deniz seviyesindeki sürekli yükselimler ile bölgenin ıraksak kesiminde geçiş ortamları gelişirken, akarsu-düzlüğündeki çökeller daha kuzeyde gelişimini sürdürmüştür. Denizin kuzeye doğru havza boyunca sürekli ilerlemesi süresince karasal ve geçiş ortamları daha iç kesimlere doğru göçetmek suretiyle yanal-yönde fasiyes değişimleri sunmaktadır. Göreceli deniz seviyesinin havzada en yüksek seviyeye ulaştığı Üst Burdigaliyen'de, havzanın güney ve daha iç kesimlerinde tamamen denizel fasiyes etikisinde geçiş ve literal ortamlar gelişmiştir. Bu ortamlar üzerinde maksimum sellerime yüzeyinin geliştiği dönemde havzanın iç kesiminde açık-denizden bir sut ile sınırlı şelf ortamı oluşmuştur. Göreceli deniz seviyesindeki sürekli artışlar ile şelf-üzerinde resif gelişimleri başlarken, karadan getirilen dağıtıcı kanallar ile havzanın bazı kesimlerinde delta gelişimi sürmüştür. Resif gelişimleri isole-resif fasiyesinde paleotopoğrafik yükseltilerde gelişirken, şelfin açık-deniz tarafında sırtı oluşturan oolitli kireçtaşı bariyerleri üzerinde yama resfileri gelişmiştir. Resiflerin gelişimi sırasında resif-ardı, resif-önü ve resif-arası ortamları farklı fasiyeslerde gelişmiştir. Resif-ardı fasiyesde yüksek sıklıklı deniz seviyesi değişimlerine (High-frequency sea-level change) bağlı olarak otokton ve allokton fasiyeste lagünel ortamlar gelişmiştir. Resif-arası bölgelerde sedimantasyon allokton fasiyeste lagün gelişimi ile başlamış, sediman-biriktirme hacminin yerterli olması ile otokton fasiyeste Köselerli Formasyonu gelişmiştir. Ayrıca havzada sırtlı-şelfin açık-deniz tarafındaki sedimantasyon, aynı süreç içerisinde pelajik fasiyesde Köselerli Formasyon 'unun gelişimi sürmüştür. VIII Havzada aynı depolanma sürecinde Köselerli Formasyonu sırtlı-şelfin açık-deniz tarafinda marn ve killi kireçtaşı fasiyeslerinde gelişimini sürdürmüştür. Bölgede denizel ortamların gelişimi Langiyen'e kadar sürmüş ve bölgenin bu dönemden sonra yükselmesi ve deniz seviyesindeki sürekli azalmalar sonucunda deniz Langiyen sonunda gerileyerek havzadan çekilmiştir.

The Neogen Mut basin is located in Central Taurides in south of Turkey. Sedimantological study of the basin have revealed various sedimentary enviroment that allowed to reconstruct the model of the Neogen sedimantation. After folding and consilidation of the Mesozoic basement that the Neogene Mut basin began to devolop in response to late Eocene-early Oligocene compression affected the western part of the Central Taurides. The development started with a minor allüvial cycle that created the Yenimahalle Formation. In the early Miocene (Aquitanian), the Fakırca Formation accumulated in a lacustrine environment during the post Oligocene widening of the basin. The lacustrine enviroment persisted untill the end of the Aquitanian. The new phase of compression in the early Burdigalian caused the formation of alluvial fan (Derinçay Formation), Its proximal (Üsolgun Formation), middle and distal facies (Derinçay Fm.) stretch along the Southern side of the basin. Within the studied area this compression lead to the uplift of the region between Ermenek and Hadım, and strong erosion of the Mesozoic basement as a result of the compression a ragged topography was created and narrow trough system was filled with the proximal facies (Üsolgun Fm.). To the southest of the uplift within the Mut Basin, the central and distal facies of the alluvial fan (Derinçay Fm.) were accumulated. The sedimentological studies with taking 13 vertical stratigraphic sections of the Derinçay Formation have been measured in the field in order to observe various macroform and mesoform structures. Defining the architectural and geometrical characteristics of these forms allowed to recognize the facieses and regimes of the fluvial system across the basin. Different types of channel and bar morphologies along the river-belt with a various fluvial regimes have been established. The different types of regime in the fluvial system was resulted from otocyclic and allocyclic affects during the river belt development. These affects defined a various geometries of these forms showing a different channel and bar morphologies along the river-belt. Various regimes are established in the vertical sections in different locaties were correlated across the studied area in order to find out lateral continutiy of the time-lines which are defined by the different regimes along the whole basin. The formation of the alluvial fan started with an entrenchment phase in the source region and deposited of the proximal facies accross a valley which probably posessed a conyon morphology. During this first stage, middle facies accumulated in the Northwestern part of the studied area that was the central part of the allüvial-plain reveal sandy-bedforms and laminated-sand body (LA) as a fine-grained sheet-flood deposits indicating high-flow regime by catastrophic and strong floods. These facies is interpreted in an ephemeral sheet-like deposits (ek 1 -unite A). During the following stages the distal facies accumulated down the valley. Their regime of sedimentation was different due to the change of the internal (autocyclic) and the external (allocyclic) conditions of the valley. With the new regime the dip of the river profile smaller than the upstream side. Lateral and otogenic migration of the channels along the river profile created various macro-and mesoforms indicating channel-fill, point-bar and flood-plain sediments. In the vertical stratigraphic sections these forms show the cyclic repetition that suggest the frequent aggradation into the channels. The external (allocyclic) effects were caused by frequent changes of uplift rate of the source region during the lower Burdigaliyen that in turn controlled the dip of the river profile along the allüvial-plain.. The uplift also contributed to sediment-discharge into the Mut basin for reworking by the river. XI From the other hand, climatic changes was resulted in a runn-off giving way to the main rock being eroded from the hinterland. All these effects lead the dip of the profile to be increased due to carrying the increased sediment-discharges. As a result, macro and mesoforms showed a different types of geometries and morphologies in the case of different regimes. Tectonic uplift changed the general-base-level along the alluvial-plain. Besides consistents pattern of facial changes within the same time-lines allows to infer along the river profile. The main role in the creation of the macro-and mesoforms belonged to the otocyclic effects that occured due to channel-belt movements along the allüvial-plain in terms of the lateral and the otogenic migrations of the channels. During the accumulation of the Derinçay Formation, the channel movements along the allüvial-plain was resulted in an aggradation of the river deposits both laterally and vertically. Following the first stage with the sheet-flood deposits, high-sinuosity sandy meandering regime devoloped in the middle and distal facies and produced the progradational unit (model 6, Miall, 1996). This unit is characterized by predominance of laterally aggraded deposits. After accumulation of this unit the continuous uplift of the hinterland caused the rise of the general-base-level, relatively low sinuosity meandering river regime was established (5. model, Miall 1996). In this stage with the increasing discharge, the macroforrns were created different from the previous regimes with development of the laterally- and downstream-accreted elements resulted from higher channel-belt aggradation. Along the river profile the architecture with these elements generated the point-bar and sand-flat macroforrns. Internal geometries in thsese forms are varied considerably along the river profile depending on channel depth, grain size and amount of sediment discharge that controlled by the changes in the general-and local-baselevel. XII The channels show various geometries with respect to the allogenic changes along the profile. These channels may he classified as fixed and mobile types that are characterized by different paleohydrology of the flow. The fixed channels show a lenticular geometry with massive-fill in the point-bars. However, the mobile channels have a tabular geometry with more laterall continuity that generated amalgamated and vertically stacked channel sand bodies. The further rise in general-base-level let the regime to change in a low sinuoisty coarser-grained meandering system (4. Model, Miall, 1996). This change in the regime affected the type of the channel morphology and architectural elements in the macro- mesoforms. This stage is the last retrogradational unit in the flüvial system during the lower Burdigalian. The macroform and channel sand body aggraded in a thinner packages with nearlly the same grain-size. In this stage the river deposits were deposited retrogradationally upstream, and to the downstream the proximal fades developed with the distributary channels on the flood-plain havig a increased fine-grained sediments. The increase in the accomadation space in the distal zone was resulted from a subsidence in the distal region with response to the rise in both general and local baselevel. The increasing accomadation space let fine-grained sediments to reach a thicker units particularly accross the flüvio-deltaic enviroments in the distal part of the allüvial-plain. However, Miocene-sea transgressed to the basin during this time in the begining of the upper Burdigalian, and than flooded the basin to generate the transition fades with the flüvio-deltaic and the eustarine enviroments. Continuously increasing in the relative sea-level was resulted in a flooding of the basin further upstream so that the fliiviatile enviroments migrated to northwest of the basin and stayed in a fluvio-deltaic facies similutaneously. The continuous rise in a relative sea level finally flooded the whole basin in which completely marine facies occured with the generation of lagonal and shallow-marine sedimentation. The generation of the maximum flooding in the basin that became to a rimmed-shelf in middle and south of the study area. xm The isolated reefs began to accumulate on the highest paleotopography accross the shelf-area with a various facies around them. During this time on the lower paleotopography, deltaic-input filled the lagonal enviroments in the back-reef environments. Lagonal sedimentation was also generated in an inter-reef area with the otocthon Köselerli Formation. However, southern part of the Mut Basin just around the rimm the pacth reefs were generated over the oolithic sandy shoals with correspond to the progradational cycle. Moreover, the Mut Formation covered the transitional sediments with reefal limestone and siliciclastics accross the basin. Around the isolated reefs, back-reef and fore-reef facieses were developed with allocthon and otocthon sedimentations in response to high-frquency sealevel changes. Köselerli Formation is composed of marly sediments deposited in the inter-reef areas and in the open-shelf toward to offshore. This formation was being accumulated laterally and vertically passed with the Mut Formation particularlly in the inter-reef areas during upper Burdigalian. The continuous rise in the relative sea level generated the last stage reef development in the Langian to northern part of the basin especially around Alahan region in which platform margin developed. At the end of the Langian the Miocene-sea was contemporaneously being reggresed and left the Mut Basin.