LEE- Jeoloji Mühendisliği-Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/19328

Gözat

Başlık ile LEE- Jeoloji Mühendisliği-Doktora'a göz atma
  • Öge
    Evaluation of seismoturbidite generation in various tectonic settings: Implications for assessing short-term and long-term seismic cycles
    (Graduate School, 2022-12-16) Yakupoğlu, Nurettin ; Uçarkuş, Gülsen ; 505162308 ; Geological Engineering
    In subaqueous paleoseismology, sediment-gravity flow deposits are used as a tool for determination of past earthquakes in marine basins. Decade long investigations of various regions provided important indicators on how to use turbidites in paleoseismology. Earthquake-triggered turbidite deposits (seismoturbidites) are mainly distinguished by their textural, physical, sedimentological and geochemical aspects from the classical turbidites are not classified properly. In this study, variable methods are used to accurately determine the stratigraphic nuances of the sub-units of turbidites using a multi-proxy approach. This approach also helped to construct the depositional model of turbidite generation in various tectonic settings. Turbidites are composed of a coarse basal part that results from the turbulent currents which then overlain by laminar current deposits. Head and body of the turbidity currents carry the coarse sediments followed by turbidity tail flows. These slow-moving currents form a suspension cloud that leads the formation of a homogeneous mud. These homogenous cap deposits are named as homogenites. During the deposition of seismoturbidites, the boundary between homogenites and overlying background sediments become ambiguous. Identification of this boundary is crucial in order to establish accurate age-depth models in the service of paleoseismological usage. Therefore, this thesis tested the demarcation of these boundary with different techniques in different sedimentary settings. This thesis project evaluates three different depositional environments and tectonic settings in terms of seismoturbidite generation. Detailed synthesis of multi-proxies allows differentiating depositional differences of turbidite and homogenite units between confined basin, oceanic margins and lacustrine environments. Multi-proxy approach comprises physical, geochemical and dating methods. Grain size analyses, computed tomography, x-ray radiography, gamma density, magnetic susceptibility, magnetic folation and lineation values are used as physical precursers to determine the turbidite-homogenite units and their lower and upper boundaries within the core stratigraphy. Geochemical precursers are total organic carbon analyses, x-ray fluorescence and x-ray diffraction analyses. These methods have been conducted to show climatic-oceaongraphic periods of the core stratigraphy as well as a strong indicator for demarcation of turbidite-homogenite units. Dating of the sediment cores comprise radiocarbon and radionuclide analyses. All dating outcome is computed in age-depth models for each core to produce robust chronostratigraphy by using "clam" script. Turbidite-homogenite units are neglected during the age-depth model construction since they display instantaneous deposits. Kumburgaz basin, as a confined basin, is located along the North Anatolian Fault in Sea of Marmara, is investigated by a giant piston core covering the last 15 kyrs long sedimentary record. Seventy turbidite-homogenite units were identified in this core by their sedimentological, elemental, magnetic parameters to show the difference between occurrence rates and thicknesses over marine and lacustrine phases of the Sea of Marmara. Within the marine phase, two Holocene sapropelic layers have been detected. Variation of turbidite occurrence is 174 yrs, 114 yrs, 287 yrs and 235 yrs in non-sapropelic marine units, upper sapropel, lower sapropel and lacustrine unit respectively. Turbidite homogenite units are distinguished from the core stratigraphy by using magnetic foliation and elemental distributions showing abrupt drop at the boundary between homogenites and overlying background sediments. Moreover, thesis focuses on Çınarcık and Central basins of Sea of Marmara as well in order to show the depositional differences between sedimentary basins. Turbidite occurrence rates compared between three basins varies within the last six kyrs sedimentary record. Within the same period of time occurrence rates are different in each basins since it is related with the sediment input of the basins, their submarine canyon activity and the location of the coring as well. An oceanic margin, Hikurangi trough is located at the east of Northern Island in New Zealand. Four sediment cores were recovered from different locations to test the detrital differentiation and depositional variations. Number of detected turbidites are not constant between the studied cores even though the cores cover the same amount of time. Physical characteristics and extensive geochemical proxies of the sediments reveal the transition between homogenites and overlying hemipelagites. Demarcation is determined by the combination of elemental and mineralogical distribution of sediments. In homogenites, generally detrital plagioclase and K-feldspar is enriched however in hemipelagic sediment organic calcite is the dominant mineral which is supported by high Ca and Sr count levels. Lake Hazar is located along the East Anatolian Fault at in eastern Turkey. Eleven gravity cores were recovered from various parts of the lake providing a great laboratory to evaluate different depositional processes. The 6 kyrs long sedimentary record is correlated with historical earthquake catalogues showing accurate correlation between turbidites and the last 1500 yrs of large earthquake activity. The sedimentary traces of the most recent 2020 Sivrice and 1971 Bingöl earthquakes were recorded as several turbidite units within the lake basin. Because of the dense coverage of gravity cores it was possible to differentiate four depositional facies based on our analysis. Accordingly, massif, graded, laminated and fluctuated turbidites were detected that represent various depositional conditions. Distribution of facies is done by extensive grain size analyses of the sediments. Mean grain size, sorting, skewness formulations and their cluster distributions showed the boundary between turbidite and overlying lacustrine sediments as well as their depositional patterns. Consequently, this thesis discusses the depositional parameters that control the turbidite-homogenite generation by investigating three different sedimentary environments a confined basin, Sea of Marmara, a lacustrine environment, lake Hazar and an oceanic margin, Hikurangi trough. An important conclusion shows that earthquake triggered turbidites, their occurrence rate and turbidite thicknesses differ based on the detrital component of the catchment area, sediment budget, climatic factors and morphological variations. Seismoturbidites are currently the only tool to evaluate earthquake recurrence on submarine fault systems. However, since these deposits are an indirect precursor of earthquake faulting, they need to be discussed carefully when assessing earthquake recurrence of a certain fault system. Seismoturbidites can be a robust tool if; a) a reliable age-depth model can be constructed, b) multiple cores can be recovered strategically location-wise, c) the time period spans max 6 kyrs to avoid the climatic and oceaongraphic effects of turbidite deposition.
  • Öge
    Felahiye - Özvatan (Kayseri) bölgesi alkali kayaçları ile ilişkili kompleks cevherleşmelerin (NTE-Th-U) mineralojik ve jeokimyasal yönden incelenmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-02-08) Ünlüer, Ali Tuğcan ; Budakoğlu, Murat ; 505162304 ; Jeoloji Mühendisliği
    Bu çalışmanın amacı, Kayseri ili Özvatan ilçesi güneyinde yer alan alkalen karakterli Özvatan nefelin siyenit-karbonatit kompleksinin petrojenetik özelliklerini ve Nadir Toprak Element (NTE), Toryum (Th) ve Uranyum (U) cevherleşme karakteristiklerini ortaya koymaktır. Son yıllarda gelişen bilgi teknolojileri ve farklı endüstrilerdeki yaygın kullanımı ile hızla artan NTE ihtiyacı yüksek oranda alkali kayaçlar ve karbonatitik komplekslerden sağlanan üretim ile karşılanmaktadır. Özellikle hafif nadir toprak elementleri (HNTE) açısısından zengin karbonatitik kompleksler bu elementlerin yanı sıra yüksek oranda fosfat (P), demir (Fe), niyobyum (Nb), toryum (Th), ve uranyum (U), baryum (Ba), stronsiyum (Sr) gibi elementleri içerebilmektedir. Alkalen-karbonatitik kompleksler ve ilişkili metasomatik zonlar (fenitler) yüksek tenörlü NTE cevherleşmelerine ev sahipliği yapmaları nedeniyle son yıllarda geniş bir bilimsel merak uyandırmışlardır. Çoğu karbonatitik kompleks kıtasal rift vadilerindeki ekstansiyonel rejim ve ilişkili ultra-alkali magmatizma ile ilişkilidir. Bununla birlikte çarpışma sonrası gelişen ortamlardaki alkali magmatizma ile ilişkili karbonatitik intrüzyonlara da rastlanılabilir. Bu bağlamda Orta Anadolu Kristalen Kompleksi (OAKK) içerisinde bulunan ve çarpışma sonrası gelişen Üst-Kretase-Paleosen yaşlı alkalen magmatizma NTE açısından zengin karbonatit kompleksler veya alkali pegmatitlerin gelişimi için uygun koşullara sahip olduğu düşünülebilir. Bu çalışma kapsamında ele alınan Özvatan nefelin siyenit-karbonatit kompleksi OAKK'nın alt masiflerinden olan Akdağ masifinin meta-karbonat türü kayaçlarının içerisine yerleşmiş ve genellikle silika açısından fakir bir ultra alkali-potasik magmatik kayaçlardan oluşan bir kütledir. Kompleksin silikatik kayaçları nefelin siyenitler ile temsil edilirken, bu kayaçların içerisine dayk ve damar benzeri şekilde yerleşen ve genellikle kalsit minerallerinden oluşan karbonatitik kayaçlar tanımlanmıştır. Kompleksin karbonatitik kayaçları mineralojik ve jeokimyasal bileşimleri itibarıyla kalsit-karbonatitler ve siliko-karbonatitler şeklinde iki ana başlık altında incelenebilir. Kalsit-karbonatitler genellikle iri taneli kalsit mineralleri açısından baskın olup bir miktar florit ve sülfid grubu (pirit, kalkopirit, molibdenit veya sfalerit) mineral de gözlenmektedir. Siliko-karbonatit intrüzyonları ise yaklaşık eşit oranda silikat ve karbonat grubu minerallerden oluşmaktadır. Özvatan kompleksinde bulunan karbonatitik kayaçlar silikatik magmanın alkali elementler ile bilirkte gerçekleşen bir desilisifikasyon sürecinde oluşmuştur. Bu elementlerin azalması ile orantılı olarak lantan (La), seryum (Ce), neodimyum (Nd) gibi NTE'lerin yanı sıra, Th ve U gibi radyoaktif elemenler ile Ba, Sr ve Rb gibi büyük iyon yarı çaplı elementlerin de zenginleştiği gözlemlenmiştir. Özvatan karbonatitleri C ve O izotopik bileşimleri, ilksel magmatik köken ve sonrasında gerçekleşen fraksiyonlaşma ve hidrotermal süreçlerin etkilerini göstermektedir. Kalsit-karbonatit türü kayaçlar daha hafif C ve O izotop bileşimlerine sahipken siliko-karbonatitler hidrotermal süreçlerin de etkisi ile O izotopları açısından daha ağır değerlere sahiptir. Bu durum Özvatan karbonatitlerinin, ilsel magmasının karbonat açısından zenginleşmiş bir alkali silikat magması olduğunu ve magma evrimi sırasında fraksiyonlaşma ve fenitleşme süreçleri ile karbonatitik kayaçların geliştiğine işaret etmektedir. Sr ve Nd izotopları ise Özvatan karbonatitlerini oluituran magmanın kıtasal kabuk ile yoğun bir etkileşime girdiğini ve sonrasında yoğun bir magmatik fraksiyonlaşma geçirdiğini göstermektedir. Tüm bu izotopik çalışmalar sonucunda Özvatan karbonatitlerindeki NTE, Th ve U zenginleşmelerinin bu fraksiyonel süreçler sırasında artık magmada kalan uyumsuz element fazlarının karbonatitlerin kristallenmesi ile bu kayaçlarda zenginleştiğine işaret etmektedir. Karbonatitlerdeki sıvı kapanım çalışmalarında ise ilksel karbonat fazlarının yüksek homojenleşme sıcaklıkları ile birlikte yüksek tuzluluk içeren kapanımlar içerdiği gözlemlenmiştir. Floritlerin gelişminde ise meterik çözeltilerin de ilksel magmatik çözeltiler ile karışımı gözlemlenmiştir. Özvatan kompleksindeki karbonatit kayaçlarının etrafındaki metasomatik zonlar ise mineralojik ve jeokimyasal özellikleri dolayısıyla fenit olarak tanımlanmıştır. Bu zonlarda genellikle sodik fenitleşmeyi gösteren ojit-ejirin dönüşümleri ile potasik fenitleşmeye işaret eden yarı özşekilli ikincil K-feldispatlar izlenmektedir. Bununlar birlikte en yüksek dereceli fenitleşmeyi gösteren breşik potasik fenitlerde kompleksteki en yüksek NTE bileşimlerinin yanı sıra Nb açısından da zenginleşme görülmektedir. Bu çalışmanın sonucunda Özvatan kompleksinin NTE, Th, U gibi elementler açısından önemli zenginleşmeler içerdiği, karbonatitlerde bulunan sülfid fazları ile fenit zonlarında gözlemlenen yüksek Pb değerlerinin önemli olabileceği kanısına varılmıştır. Ayrıca tektonik olarak benzer kuşakta bulunan diğer alkalen magmatik kütlelerde de benzer karbonatitik kayaçların ve ilişkili fenit zonlarının bulunması konusunda literatüre bir katkı sunulması amaçlanmıştır.
  • Öge
    Geçki araştırmasında jeolojik-jeoteknik ve diğer etmenlerin geçkiye etkilerinin karar matrisi ile belirlenmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-10-13) Öztürk, Onur ; Bozkurtoğlu, Erkan ; 505142302 ; Jeoloji Mühendisliği
    Ulaşım yollarına ilişkin güzergahı belirlerken; proje hızına bağlı olarak belirlenen minimum kurp yarıçapı, maksimum eğim gibi sınırlayıcı ve zorlayıcı geometrik standartlar önemlidir. Kurp yarıçapı büyüyünce, eğim azalınca yolcu konforunda ve yol kalitesinde artış olur. Bu değerlerin dışında çalışma yapılan bölgenin zemin yapısının karakteristik özellikleri de etkili olmaktadır. Bu özellikler topografik yapı, geoteknik yapı ve jeolojik yapıdır. Bu özelliklerin oluşturacağı etkiler yol güzergahının en uygun biçimde belirlenebilmesi için geometrik standartlarla birlikte ele alınmalıdır. Bu özelliklerden topografik yapının etkisi daha çok dolgu yarma oranlarını ve sanat yapılarını kapsadığı için proje maliyetini doğrudan etkiler. Topografik yapı fazla dalgalı ise, bölgedeki dolgu-yarma oranını ve sanat yapısı sayılarını ve uzunluğunu arttırması proje maliyetini yükseltmekte, aksi durum ise maliyeti düşürmektedir. Güzergahın geçtiği bölgenin zemin özelliklerinin ve jeolojik özelliklerinin yol yapımına elverişli olması durumunda yapım maliyetleri düşer, elverişli değilse bazı yapısal önlemler almak gerekir ve maliyetler artar. Bu açıdan zeminle ve jeolojik yapıyla ilgili ilgili faktörlerin en uygun güzergahın seçimine etkisi daha belirgin olarak araştırılmalıdır. Geçki belirlemek için oldukça farklılık arz eden yöntem ve programlar olmakla birlikte, geçki seçenekleri arasından en uygununu belirlemeye yönelik araştırmalar oldukça az olup, çalışmada çok kriterli karar verme yöntemi (ÇKKVY) olan ''Karar Matrisi'' yöntemi kullanılması nedeniyle, farklılık ortaya konulmaktadır. Ulaşım yollarının geçeceği noktaları gösteren alternatif güzergahlar arasından uygun olanını seçme sürecinde birçok parametre dikkate alınır. Birden fazla güzergah araştırması yapıldıktan sonra, alternatifler arasından en uygun olanı belirlenir. Klasik çözümü gerçekleştirmek için; teknik etüt, trafik-işletme etütleri, jeolojik-jeoteknik etütler, fizibilite-ekonomik etütler yapılır. Jeolojik, jeoteknik ve altyapısal özelliklerin, yol ömrünün uzun olması ve bakım problemlerinin minimize edilmesi için, güzergah seçimine etkisinin fazla olması gerekir. Bu çalışmada bu özelliklerin ağırlığını artırarak, uygun güzergaha karar vermeyi sağlayacak çok kriterli karar vermeye dayanan bir yöntem araştırılmıştır. Tezin ilk kısmında detaylı literatür taraması yapılarak, güzergah araştırmasında kullanılan yöntemler incelenmiştir. Karayolu konusunda iyi durumda olan ülkelerden örnekler alınarak yapılan yeni uygulamalar ve çok kriterli karar verme yöntemleri (ÇKKVY) ile ulaştırma alanında yapılan çalışmalar özetlenmiştir. Güzergahın oluşturulmasına ilişkin çalışmalar incelenip, yeni yaklaşımlar, algoritmalar, formülasyonlar ve yazılımlar araştırılmıştır. Çalışmada 'uygun güzergah belirlenmesi' konusuna farklı bir yaklaşım getirilmesi amaçlanmıştır. Belirlenen geometrik standartlar çerçevesinde ve arazi yapısına göre, belirlenen başlangıç-son noktaları arasında 5 adet güzergah araştırması yapıldıktan sonra, uygulanacak en uygun güzergah seçilirken çok kriterli karar verme yöntemi kullanılmıştır. ÇKKVY'den olan ''karar matrisi yöntemi'' ile jeolojik yapı, jeomorfolojik yapı, geoteknik, çevre, altyapı özellikleri etkin şekilde seçim sürecine dahil edilmiştir. Bu açıklamalara bağlı olarak yeni bir yol güzergahını alternatifler arasından belirlerken, ''karar matrisi yöntemi'' kullanılarak, belirtilen özelliklerin etkin olduğu çözüm şeklini araştırmak, hedeflenmiştir. Tezde, Fatih Sultan Mehmet Köprüsü çıkışından İstanbul Havaalanı'na kadar olan kesimde 5 alternatif güzergah oluşturulup, geliştirilen yaklaşım kullanılmak suretiyle, en uygun güzergah belirlenmektedir. Yüksek standartlı (ekspres/otoyol) yol için KGM tarafından belirlenen geometrik standartlar kullanılarak, "Civil 3D" programı yardımıyla 5 adet güzergah seçeneği plan ve boykesiti ile tanımlanmıştır. Örnek kesim için enkesit tipleri ve hattın inşaa maliyeti belirlenmiştir. Gerekli kısımlarda ArcGIS programıyla 3 boyutlu çalışma yapılarak, güzergah araştırması gerçekleştirildikten sonra, herbir güzergah için geometrik standartlardan yararlanılarak, bölgeleme (zonlama) işlemi yapılmıştır. Ayrıntılı literatür, bölgeye yakın bazı yollar için yapılan jeolojik, jeoteknik etütler, raporlar, saha çalışmaları, Kurumlardan alınan bilgiler dikkate alınarak matris etmenleri puanlanmıştır. Çözüm için puanlamaya katılan etmenler, 4 matris içinde toplanmış olup, bunlar; -Geçkinin jeoloji ve jeomorfoloji ile uyumluluk matrisi, -Geçkinin çevresel uyumluluk matrisi, -Geçkinin mühendislik jeolojisi ve geoteknik ile uyumluluk matrisi, -Geçkinin altyapı ile uyumluluk matrisidir. Çalışmanın devamında, ''karar matrisi yöntemi'' bu 4 grup uyumluluk matrisleri için kullanılarak, ele alınan tüm etmenler açısından uygun olan güzergahın nasıl belirleneceği ortaya konulmuştur. Güzergahların yaklaşık inşa maliyetleri de belirlenerek, inşa maliyetine göre yapılan sıralama sonucu, karar matrisine göre olan sıralama sonucu ile karşılaştırılmıştır. Karayolu güzergahları için herbir uyumluluk matrisi ve oluşturulan herbir zona ilişkin hazırlanan sorular da dikkate alınarak, etmen puanları ortaya konulmuştur. Sayısal haritalar üzerinde ArcMap programının Buffer, Overlay, Proximity, Statistics gibi analiz özellikleri uyumluluk matrisleri etmenlerinin puanlamalarında kullanılmıştır. Bu işlemin ardından, her bir güzergahın alt bölümleri için üretilmiş olan karar matrislerinin her birine ait "etki ağırlığı (fe)" değerleri, "etkileme derecesi (Ni+Ei)" ve "etkilenme düzeyi (Ni-Ei)" ilişkisi incelenmiştir. Her bir uyumluluk matrisi zonlama detay değerlendirme çizelgelerine ait "dengeleme çarpanı (fd)" değerleri hesaplanmıştır. Sonra her bir güzergahın alt bölümleri için üretilmiş olan her bir uyumluluk matrisi için "ağırlık katsayısı (AK=fexfd)" değerleri bulunmuştur. AK değerleri hesaplanırken, ilk önce "zonlama haritaları için detay değerlendirme çizelgeleri" ile verilmiş olan her bir detaya ait (fexfd) değerleri hesaplandığı için, bu değerlerin aritmetik ortalaması alınarak, ilgili kısıma ait AK değeri elde edilmiş olmaktadır. Her bir güzergahın alt bölümleri için üretilmiş olan her bir uyumluluk matrisi için "ağırlık katsayısı" (AK) değerlerinden ilgili değerlendirme matrisi için "sonuç ağırlık katsayısı'' (SAK) değerleri hesaplanmaktadır. SAK değerleri ilgili güzergahın tüm matrisleri için belirlenmekte ve SAK değerlerinin geometrik ortalaması alınarak, önerilmiş olan her bir güzergahın "sonuç karar sayısı'' (SKS) elde edilmektedir. SKS değerlerinin en küçüğü en uygun, en büyüğü ise en uygun olmayan güzergah olmaktadır. Karar Matrisine göre yapılan değerlendirmenin sonucunda ve yol inşa maliyetine göre yapılan inceleme sonucunda en uygun güzergah 4. güzergah olarak saptanmıştır. Ayrıca Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) de aynı geçkilere uygulanarak önemli faktörler açısından uygun güzergah araştırılmıştır. Bu araştırmaya göre de bulunan sonuç doğrulanmıştır. Böylece bu etmenler açısından en uygun olan ve bakım maliyetinin de minimize edilmesini sağlayabilecek olan güzergahın belirlenmesinin önü açılmış olmaktadır. Bu yöntem karayolunun yanısıra demiryolu ve boru hatları için de uygulanabilir bir yöntemdir. Sonuçlar örtüşmese bile uygulanan yöntemin sonucu dikkate almaya değerdir. Kentiçi raylı sistem güzergah alternatifleri arasından en uygununu belirlemek için aynı yöntem ve parametreler uygulanabilir. Banliyö hattı güzergahlarının geometrik özellikleri karayoluna benzerlik gösterdiğinden, aynı çalışma banliyö hattı olarak da ele alınabilir. Gerekse başlangıç-son (O-D) mesafeleri, gerekse güzergah özellikleri nedeniyle çalışma kapsamına ve bölgesine en uygun raylı sistem türü banliyö hattıdır. Bu nedenle banliyö hattına yönelik de makale çalışması yapılmıştır.
  • Öge
    İstanbul Büyükçekmece Küçükçekmece gölleri arasındaki kütle hareketlerinin türü ve mekanizmasının incelenmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-08-24) Şans, Gökhan ; Karagüzel, Remzi ; 505042207 ; Jeoloji Mühendisliği
    Bu çalışmada, İstanbul'da yayılım gösteren jeolojik birimlerin dağılımları, mühendislik özellikleri ve jeoteknik parametreleri; literatürden ve onaylı raporlar ile bu çalışmada üretilen bilgilerden yararlanılarak irdelenmiş ve yerleşim açısından değerlendirilmiştir.Çalışma alanında Marmara Bölgesi iklim koşulları mevcuttur. Yazlar sıcak ve kurak geçerken kışlar ılıman ve yağışlıdır. Yağış miktarı bölgenin mikro klimasını en iyi temsil eden Florya meteoroloji istasyonu verilerine göre 649.0 mm/yıl dır. İstanbul' un önemli yerleşim alanlarından birisi olan Küçükçekmece-Büyükçekmece gölleri arasındaki bölgede Oligosen Gürpınar, Miyosen Çukurçeşme, Güngören ve Bakırköy formasyonları yüzeylenmektedir. Çalışma bölgesinde Tersiyer sedimanter birimleri yüzeylenmektedir. Bu birimler Eosen Kırklareli formasyonunun üzerine gelmiştir. Kırklareli formasyonu, resifal kireçtaşı ve kil-marn litolojilerinden oluşmaktadır. Bu formasyonu düşük açılı uyumsuzlukla kiltaşı ve tüf ile temsil edilen Oligosen yaşlı Gürpınar formasyonu üzerler. Gürpınar formasyonunu uyumsuz olarak, alttan üste doğru çakıl ve kumlarla temsil edilen Çukurçeşme formasyonu üzerler. Bu formasyonun üzerine silt ve killerden oluşan Güngören formasyonu ve kil ara tabakalı kireçtaşları ile marn litolojili Bakırköy formasyonu gelir. Özellikle Haramidere vadi tabanları ile Küçükçekmece Gölü batı kıyılarındaki alüvyonlar tutturulmamış ya da gevşek tutturulmuş çakıl, kum, silt ve kil türü malzemeler ile temsil olur. Çalışma alanındaki litolojiler, geçirimsiz veya az geçirimlidir. Bu durum yağışın büyük miktarını yüzey drenajı ile Büyükçekmece ve Küçükçekmece göllerine ve Marmara denizine ulaştırmaktadır. Tabandaki Kırklareli formasyonu ise karstik akiferdir. Gürpınar formasyonunun yüzeyden beslenebildiği tüf seviyeleri ile Çukurçeşme ve Bakırköy formasyonlarında yeraltısuyu gözlenir. Ayrıca alüvyonlarda da yeraltısuyu bulunur. Kuzey Anadolu Fay' ının etki çeperinde bulunan inceleme alanındaki aktif ve yüksek potansiyelli kütle hareketlerinin çoğu Oligosen ve Miyosen yaşlı birimlerde görülmektedir. Göller arası bölgedeki kütle hareketleri, litolojik özellikleri dikkate alındığında Çukurçeşme formasyonunun siltli kumlu seviyeleri ile Gürpınar formasyonunun kil ve tüf seviyelerine denk gelen bölgelerde görülmektedir.İstanbul Büyükçekmece Küçükçekmece göller arası alan Kuzey Anadolu Fayı' nın Marmara denizi koluna yakın olmasından dolayı depremsellik açısından dikkate değerdir. Özellikle Büyükçekmece gölü ve körfeze bakan sahil kesimi bir paleoheyelan bölgesidir. Bu alanda yer yer aktif kütle hareketleri de izlenmektedir. Mekansal kullanımların bu aktif kütle hareketi izlenen alanlarda bulunması nedeniyle bölge, kütle hareketlerinin mekanizmasının anlaşılmasına yönelik araştırılması için seçilmiştir. İnceleme alanındaki kütle hareketlerinin mekanizmasının anlaşılmasına yönelik çalışmalar, jeoloji, yeraltısu durumu ve mühendislik jeolojisi çalışılmıştır. Üretilen bilgiler yüzeye daha yakın bölgelerde karma kütle hareketlerinin çevre koşullarına bağlı olarak geliştiklerini derine doğru süregelen bir zamana bağlı kütle hareketi (krip) gelişiminin mevcut olduğunu göstermektedir. İnceleme alanı kütle hareketleri açısından Mühendislik Jeolojisi değerlendirmeleri amacı ile araştırma sondajlarından elde edilen koordinat bağımlı in-situ ölçüm ve gözlemler ve laboratuvar deneyleri kullanılarak veritabanı türetilmiştir. Her birimin yayılım ve derinlikle değişimleri de göz önünde bulundurularak istatistiksel dağılımları ile ortam sayısallaştırılmıştır. Litolojik birimlerin mühendislik özellikleri açısından benzerlikler ve karşılaştırmalar ile jeolojik ortamın değerlendirmesi yapılmıştır. Ayrıca, yapay sinir ağları yönteminden yararlanılarak kütle hareketleri (heyelan) duyarlılık analizleri gerçekleştirilmiştir. Duyarlılık analizi sonuçlarından kütle hareketi türleri ve mekanizmasının tanımlanmasına yönelik gerçekleştirilen analizlere ait kritik hesap kesitlerinin doğrultuları seçilmiştir.İnceleme alanındaki kütle hareketlerinin türünün ve meknaizmasının belirlenmesine yönelik belirlenen hidro-jeomekanik parametreler hidrojeolojik bulgular ve mühendislik jeolojisi değerlendirmeleri göz önünde tutularak her bir hesap kesiti için özgün olarak seçilmiştir. Analizler; sonlu elemanlar (RocScience RS2) kullanılarak tamamlanmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi ile ortam koşulları gerilme-deformasyonlar açısından değerlendirilmiştir. Bu sayısal sonuçlar, çalışma alanındaki kritik yenilme yüzeylerinin belirlenmesine yardımcı olmuştur. Sonlu Elemanlar Yöntemi uygulanarak gerçekleştirilen analizler statik ve dinamik koşullar için yapılmıştır. Analizlerden elde edilen yer değiştirmeler inklinometre ölçümleri ile deneştirilmiştir. Bu tez kapsamında yapılan araştırma bulgularından; inceleme alanında aktif hareketlerin devam ettiği, bunların derin uzun süreli hareket (deep creep) ve sığ karma hareketleri içerdiği, jeoteknik koşulların denetiminde olmayan teknik girişimlerin de duraylılığa olumsuz etkisinin olduğu sonucuna varılmıştır.
  • Öge
    İzmit havzasının hidrojeoloji incelemesi ve yeraltısuyu akım modellemesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-10) Topçuoğlu Erdoğan, Meral ; Karagüzel, Remzi ; 505132304 ; Jeoloji Mühendisliği
    Bu çalışma; İTÜ Bilimsel Araştırma Projeleri Birimince desteklenmiştir. Doktora tezinin amacı böylesine zor hidrojeolojik koşulların egemen olduğu İzmit Havzasında, yeraltısuyunun yönetilmesine yönelik hidrojeolojik incelemelerin yapılması ve YAS akım modelinin oluşturulmasıdır. Bir başka ifade ile İzmit Havzası hidrojeoloji incelemesi kapsamında taneli akiferde kontrolsüz yeraltısuyu çekimine bağlı seviye düşümleri sonucunda Sapanca Gölü ile olası etkileşim için kritik çekim miktarının (eşiğin) belirlenmesi hedeflenmiştir. Arazi çalışmalarına başlamadan önce İzmit Havzası ve yakın çevresinde daha önceden yapılmış çalışmalar literatür araştırması kapsamında derlenmiş ve bölge hakkında bilgiler edinilmiştir. Ekim 2016 ve Mayıs 2017 tarihlerinde arazi çalışmaları kapsamında havzanın jeolojik özellikleri incelenmiş, jeoloji haritası revize edilmiş, havzaya ait sayısal yükseklik modeli (DEM) oluşturulmuştur. İzmit Havzası, jeolojik ve tektonik özelliklerine göre Örtü Birimleri, İstanbul Zonu (Kuzey İstif) ve Armutlu-Almacık Zonu (Güney İstif) olmak üzere 3 başlık altında incelenmiştir. Paleozoyik istifler, arkoz-kumtaşı-silttaşı ardalanmalı akarsu birimleri olan Kurtköy Formasyonu ile başlar. Üzerinde uyumlu olarak kıyı-sığ denizel kuvars kumtaşı, çakıltaşı olan Aydos Formasyonu yer alır. İstif üste doğru lagün-şelf çökeli şeyl-kumtaşı ardalanmalı Gözdağ Formasyonuna geçer. Permo-Triyas yaşlı birim kumtaşı-çakıltaşı-çamurtaşı ardalanmalı Çakraz Formasyonudur. Triyas istifi üzerinde kırıntılarla başlayan Geç Kretase yaşlı çökelim izlenir. Bu bölgede Jura çökelimi yoktur. Kretase istifleri, kumtaşı-şeyl ardalanmalı Teksen Formasyonu ve Hereke Formasyonudur. Geç Kretase daha üst düzeylerde kireçtaşı ve killi kireçtaşı litolojilerden oluşan kalın Marn-kireçtaşı ardalanmalı Akveren Formasyonu ile temsil edilir. Eosen istifi ise kumtaşı-killi kireçtaşı ardalanmalı Çaycuma Formasyonu ve aglomera, tüf, andezit, bazalt ve volkanik kumtaşından oluşan Yığılca Formasyonundan oluşur. Yarımadada kıyı şeridi ve kıyı düzlüğü boyunca az tutturulmuş Pliyosen yaşlı kırıntılar (Örencik Formasyonu) ve Kuvaterner'e ait alüvyal çökeller ile yamaç molozu vardır. Armutlu Yarımadası'nda yer alan kaya stratigrafi birimleri iki ana grupta toplanabilir. Bunlardan birincisi düşük ya da nispi olarak daha yüksek dereceli metamorfik kayalar, diğeri ise metamorfik kayalar üzerinde Senomaniyen-Türoniyen yaşlı kireçtaşlarıyla uyumsuz olarak yer alan Kretase-Pliyosen yaş aralığındaki metamorfik olmayan magmatik ve çökel kayalardan oluşur. Armutlu-Almacık zonunda birbiriyle tektonik ilişkili olan Permiyen-Triyas yaşlı Sultaniye Metamorfitleri, Üst Jura-Alt Kretase yaşlı Keltepe Mermeri, Üst Kretase yaşlı Akçay Metamorfitleri bulunmaktadır. Bunlar üzerinde açısal uyumsuz olarak Üst Kampaniyen-Alt Eosen yaşlı Abant Formasyonu tarafından açısal uyumsuzlukla örtülür. Erken-Orta Eosen yaşlı Çaycuma Formasyonu ve Yığılca Formasyonları, Abant Formasyonu ve diğer birimler üzerinde ise uyumsuzdur. Çalışma alanının içerisinde ve yakın çevresinde bulunan Devlet Meteoroloji İstasyonlarının (DMİ) uzun yıllara ait ölçümleri değerlendirilerek, havzanın bilanço elemanları ortalama yağış, potansiyel ve gerçek buharlaşma ile toplam akışa (yüzeysel ve yeraltı) geçen su miktarları hesaplanmıştır. İzmit Havzası'nda, ortalama yağış ve buharlaşma hesaplamalarında 6 adet devlet meteoroloji istasyonuna ek olarak, havzayı temsil ettiği düşünülen 4 adet İSAŞ meteoroloji istasyonu da değerlendirilmeye katılmıştır. Buna göre, eşbuharlaşma eğrileri yöntemi ile ARCGIS programı kullanılarak İzmit Havzası için ortalama buharlaşma değeri hesaplanmıştır. Havzadaki yüzeysel ve yeraltı akışının ayırımının gerçeğe yakın hesaplanması için SCS-CN yöntemi tercih edilmiştir. SCS-CN yöntemi kullanılarak Kocaeli Meteoroloji İstasyonunda ve Sakarya Meteoroloji İstasyonunda yüzeysel akış hesaplanmıştır. Alüvyon içerisinde resmi kurumlar ve özel kişilere ait çok sayıda sondaj kuyusu ve keson kuyu mevcuttur. Kuyular ile çekim, kaynaklar ile boşalım hesaplanmıştır. Sonuç olarak; ölçümlerde ve hesaplamalarda olabilecek hatalar dikkate alındığında emniyetli kullanılabilecek yeraltısuyu miktarı beslenme-boşalma farkının % 60'ı olarak hesaplanmıştır. Arazi çalışmaları sırasında kayaç-su etkileşimi, birimlerin hidrojeolojik özelliklerinin ortaya konulması için havzadaki formasyonlar hidrojeolojik olarak da incelenmiştir. Su numunelerinin fiziksel karakterlerini uzun süre koruyamadıklarından dolayı sıcaklık (T), pH ve elektriksel iletkenlik (EC) gibi fiziksel özellikleri in-situ (yerinde) ölçülmüştür. Su numuneleri laboratuvardaki kimyasal analizler için uygun saklama ve taşıma koşullarında alınmıştır. Kocaeli Havzasında, 2016-Ekim ve 2017-Mayıs aylarında detaylı arazi çalışmaları sonucunda konumları belirlenen, havzayı temsil ettiği düşünülen lokasyonlardan 41 adet kurak döneme ve 35 adet yağışlı döneme ait su örneği alınmıştır. Havzadan temsili lokasyonlardan alınan 76 adet su numunesinin kimyasal analizi ACME Laboratuvarlarında; NO3 ve SO4 analizleri ise İstanbul Teknik Üniversitesi Hidrojeoloji laboratuvarında yapılmıştır. Suların kimyasal özelliklerine göre kalitelerini belirlemek için Schoeller Diyagramı, Piper Diyagramı, Durov Diyagramı, Gibbs Diyagramı ve Schoeller Yarı Logaritmik Diyagramı hazırlanmıştır. İzmit Havzasında en önemli kirlilik kaynağı yoğun olarak yapılan sanayi, tarımsal faaliyetler ve hayvancılıktır. Ayrıca, ovada yeraltısularının kirlilik tespiti için iz element analizleri (As, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn) Acme (Kanada) Laboratuarında yaptırılmıştır. Ağır metal analiz sonuçları Türk İçme Suyu (TSE 266) ve Dünya Sağlık Örgütü (WHO) standartlarında müsaade edilen maksimum sınır değerlerin aşılmadığı tespit edilmiştir. Yeraltısuyunun kirlenmeye karşı hassasiyet haritalarının oluşturulması amacıyla USEPA (United States Environmental Protection Agency) için geliştirilen DRASTIC Model (DM) İzmit Havzasına uygulanmıştır. DRASTIC Model; Yeraltısuyu Derinliği (D), Net Beslenme (R), Akifer Tipi (A), Toprak Sınıfı (S), Topoğrafya (T), Vadoz Zon Etkisi (I) ve Hidrolik İletkenlik (C) gibi jeolojik, hidrolojik ve hidrojeolojik parametreler ile yeraltısuyunun kirlenmeye karşı hassasiyet derecesinin belirlenmesini sağlayan bir yöntemdir. D, R, A, S, T, I ve C değişkenleri yeraltısuyu kirlenebilirliğine etki eden parametreleri temsil etmektedir. Sınıflandırma ve ağırlıklandırma işlemi yapılan tüm parametreler kullanılarak DRASTIC İndeks (Dİ) değeri hesaplanmıştır. Mayıs-2017 döneminde havzanın temsili noktalarından alınan su örneklerinde, özellikle alüvyon ortamda antropojen kökenli kirlenmeye işaret eden 10 mg/l üzerinde nitrat konsantrasyonu ölçülmüştür. Bu bulgular, yeraltısuyu kirlenme potansiyeli yüksek olan ve henüz üzerinde kirletici bulunmayan karbonatlı ortamların ve kirlenme belirtileri bulunan alüvyon ortamın özenle korunması gerektiğini göstermektedir. Yeraltısuyu kirliliğine karşı en hassas alanlar alüvyon, eski alüvyon yelpazesi, alüvyon yelpazesi, Örencik Formasyonu, güneyde bulunan mermer ve kireçtaşları belirgin olarak ortaya çıkmıştır. Havzanın güneyinden boşalan kaynaklar göle ulaşan dereleri beslemektedir. Mevcut koruma kuşaklarına ek olarak Sapanca Gölüne boşalan derelerin beslenme alanları ile bu derelerin üzerinde bulunduğu ve baz akımla beslendiği taneli ortamları da kapsayan "Hidrojeolojik Tabanlı Koruma Alanları" önerilmiştir. Haritada kirlenmeye karşı çok hassas ve hassas alanların sırasıyla alüvyal ortamlar ile karstik kireçtaşlarının kapladığı alanlara karşılık geldiği görülmüştür. Bu nedenle kaynak boşalımları ile doğrudan Sapanca Gölüne ulaşan dereyi oluşturan ve doğal arıtma süreçlerinin gelişmediği kireçtaşları ve mermerler ve alüvyon ortam "Hidrojeolojik Tabanlı Mutlak Koruma Alanı" olarak sınıflandırılmıştır Eski alüvyon yelpazesi, alüvyon yelpazesi ile Örencik Formasyonu ise doğrudan kaynak boşalımları gözlenmediği ve buna karşın doğal arıtma yeteneği olmasından dolayı "Hidrojeolojik Tabanlı I. Derece Koruma Alanı" olarak tanımlanmıştır. İzmit Havzasının yeraltısuyu akımının belirlenmesi için MODFLOW 2000 programını baz alan IMOD kullanılmıştır. Bu programı için jeolojik-hidrojeolojik veriler, yağış ve buharlaşma miktarı, akiferin beslenme miktarı, rasat kuyularındaki yeraltısuyu seviyeleri, işletme ve şahıs kuyularından çekilen debi miktarları kullanılmıştır. Sınır koşulları, model alanının jeolojik ve hidrojeolojik parametrelerine göre belirlendikten sonra, IMOD ile grid ağları oluşturularak tabaka tipleri, sayıları ve model için gerekli parametreler girilmiştir. IMOD kullanılarak İzmit havzasındaki 195 km2'lik bir alana sahip akiferde yeraltısuyu akım modeli çalışmaları yürütülmüştür. Akiferin, model alanı 100 m x100 m boyutunda 6 tabaka, 700 sütun ve 340 satırdan oluşan 238000 adet hücreye bölünerek modelin grid ağı oluşturulmuştur. Model çalışmasında, DSİ tarafından yapılan sondaj loglarına ait litolojik bilgiler kullanılarak hazırlanan jeolojik en kesitlere bağlı kalınmıştır. Yeraltısuyu akım modelinde akifer sisteminin sınır koşulları için, model alanının doğusunda yer alan Sapanca Gölü (30 m) ve batısında bulunan İzmit Körfezi (0 m) sabit seviyeli hidrolik yük (constant head boundary condition, CH) olarak tanımlanmıştır. Eşyağış eğrileri yöntemi ile ortalama yağış (1976-2017) model alanı için hesaplanmıştır. Net beslenim, yağıştan buharlaşma ve yüzeysel akış çıkarılarak hesaplanılmıştır. Modelde ayrıca kilin yüzeyde göründüğü kesimlerde beslenme 0,20 mm/gün olarak alınmıştır. Güneyde yer alan kaynakların toplam boşalım miktarı hesaplanmıştır. Model alanındaki rasat kuyularından ölçülmüş olan yeraltısuyu seviye değerleri kullanılarak, modelin kalibrasyonu yapılmıştır. Akım yönleri incelendiğinde İzmit Körfezinin batısında Marmara Denizine, Doğusunda ise Sapanca Gölüne doğru belirgin bir yeraltı suyu akışı olduğu gözlenmektedir. Model sonuçlarına göre İzmit Körfezi ile Sapanca Gölü arasında bir yeraltısuyu ayırım çizgisinin oluştuğu da göze çarpmaktadır. Farklı senaryolar ile yeraltısuyu çekimindeki artış sonucunda modellenen alanda yeraltısuyunda meydana gelecek değişimlerin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu senaryolardan ilkinde; pompaj miktarında % 30 artış sonucunda akifer sisteminde meydana gelecek değişikliklerin incelenmesi, ikincisinde pompaj miktarında % 45 artış sonucunda akifer sisteminde meydana gelecek değişikliklerin incelenmesi ve üçüncüsünde pompaj miktarında % 60 artış sonucunda akifer sisteminde meydana gelecek değişikliklerin incelenmesi amaçlanmıştır. Son senaryoda; pompaj miktarında % 100 ve % 150 kat artış yapılmış ve akifer sisteminde meydana gelecek değişiklikler incelenmiştir.
  • Öge
    Marmara denizi tabanında bulunan fay sisteminin yapısı ve deprem üretmeleri durumunda çevre bölgelere etkileri
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-03-01) Şahin, Murat ; Yaltırak, Cenk ; 505152305 ; Jeoloji Mühendisliği
    Bir bölgenin zaman içinde değişkenlik gösteren sismik tehlikesinin detaylı bir şekilde belirlenebilmesi, fay haritaları, bu faylar üzerinde gerçekleşen tarihsel deprem bilgileri, fayın jeolojik ve jeodezik hızı gibi faktörlere önemli ölçüde bağlıdır. Bir deprem anında herhangi bir gözlem noktasında oluşabilecek maksimum ivme değişiminin belirlenebilmesi için en önemli faktörlerin arasında depremin büyüklüğü, depreme neden olan faya olan mesafe ve gözlem noktasına ait zeminin fiziksel özellikleri yer almaktadır. Marmara Bölgesinde mevcut sismik tehlikenin ne ölçüde ve hangi bölgelerin tehdit altında olduğunun daha detaylı belirlenebilmesi için bu doktora tezi kapsamında çok disiplinli ve bütüncül bir çalışma yürütülmüştür. Marmara Bölgesinde mevcut sismik tehlikenin daha net belirlenebilmesi ve bu bölge içerisinde herhangi bir gözlem noktasında oluşabilecek ivme değişiminin daha net belirlenebilmesi amacıyla çalışma kapsamında birçok araştırıcı ve kurum tarafından Marmara Denizi tabanından toplanmış sismik yansıma verileri derlenmiştir. Birçok farklı kaynak ve formattan derlenen sismik yansıma verileri aynı dijital ortamda yorumlanabilecek formata dönüştürülmüştür. Derlenen ve dönüştürülen sismik yasıma verileri yüksek çözünürlüklü batimetri verileri ile birlikte kullanılarak Marmara Denizi tabanında gözlemlenen faylara ilişkin üç boyutlu bir harita üretilmiştir. Fay düzlemlerine ait bilgiler kullanılarak nümerik analizlerin gerçekleştirilebilmesi adına bölge için yayınlanan kabuk modellerinden faydalanılmıştır. Güncel GPS ve revize edilmiş tarihsel deprem verileri ve oluşturulan üç boyutlu fay düzlemleri kullanılarak geliştirilen Coulomb gerilme modelleri ile bu fayların deprem üretme davranışları modellenerek günümüzdeki deprem üretebilme potansiyelleri belirlenmiştir. Marmara Denizi tabanında bulunan dört farklı fay segmentinin belirli koşullarda M7 ile M7.6 büyüklüklerinde deprem üretebilme potansiyellerine sahip oldukları belirlenmiştir. Oluşturulan fay haritasının orta büyüklükteki depremlerin anlamlandırılmasında ve bu tip depremlerin ana fay zonu boyunca etkilerinin belirlenebilmesi amacıyla 2019 yılında M5.8 büyüklüğünde gerçekleşen Silivri depremleri detaylıca araştırılmıştır. Geliştirilen fay haritası, fayların oluşturabileceği depremlerin çevre bölgelerde neden olması beklenen yer çekimi ivmesindeki değişimi belirleme amacıyla yer sarsıntı tahmini denklemleri ile birlikte kullanılmıştır. Bu sayede Kuzey Anadolu Fay Zonu'nun bu bölgedeki kuzey kolunun, Marmara Denizi boyunca bulunan segmentlerin çevre bölgede yer çekimi ivmesinde oluşturabileceği değişimler hesaplanarak, Marmara Bölgesinde bulunan yerleşim birimlerinden hangilerinin daha fazla etkileneceği belirlenmiştir.
  • Öge
    Origin, age and deformation history of the Çataldağ metamorphic core complex
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Kamacı, Ömer ; Altunkaynak, Şafak ; 693613 ; Jeoloji Mühendisliği
    In this thesis, a new metamorphic core complex was identified in NW Anatolia, located between Balıkesir and Bursa cities, and named as Çataldağ Metamorphic Core Complex (ÇMCC) based on thorough field observations, meso-microstructural features, geochronology and geochemistry data. The ÇMCC is divided into three parts with different structural characteristics: (1) footwall rocks; (2) the hanging wall rocks and (3) a mylonitic shear zone separating the footwall rocks from the hanging wall rocks. The footwall rocks are made up of a granite-gneiss-migmatite complex (GGMC) in which migmatitic rocks experienced HT/LP metamorphism in amphibolite (upper amphibolite?) facies; and a synkinematic granitic intrusion (Çataldağ syn-kinematic pluton: ÇSP). The hanging wall rocks are composed of basement rocks of the Sakarya continent, supra-detachment sediments and Neogene lacustrine sediments. The mylonitic shear zone, on the other hand, consists of footwall rocks that underwent continuous ductile to brittle deformation below the Çataldağ detachment fault zone (ÇDFZ), which separates the footwall and hanging wall rocks. U-Pb zircon and monazite ages of anatectic leucogranites range from 33.8 ±0.14 Ma. to 30.1 ±0.23 Ma (Late Eocene-Early Oligocene). 40Ar/39Ar ages obtained from biotite, muscovite, and feldspar minerals of the footwall rocks and the mylonitic rocks vary from 20.7±0.1 Ma to 21.3±0.3 Ma (Early Miocene). The 40Ar/39Ar biotite ages of the ÇSP range from 20.8±0.1 Ma to 21.1±0.02 Ma. These age data clearly indicate that GGMC and ÇSP were formed in different periods (Eo-Oligocene and Early Miocene, respectively), but they uplifted together during the Early Miocene (21.3–20.7 Ma). Microstructural studies on quartz, feldspar and mica minerals show that GGMC and ÇSP underwent continuous deformation from ductile to brittle conditions during their cooling and exhumation with top‑to‑north and top‑to‑northeast sense of shear. Two main deformation zones were determined within the ÇMCC, based on the temperature and the intensity of the strain: The ductile deformation zone at the central parts of GGMC and ÇSP; and the mylonitic zone at the peripheral zones of the GGMC and ÇSP, through the ÇDFZ. Within the ductile zone, microcline twinning, myrmekite development along the K-feldspar megacrysts, flame-shaped perthite, chessboard extinction, grain boundary migration and sub-grain rotation recrystallization of quartz are observed. These microstructures indicate that dynamic recrystallization processes at high temperatures (>600oC–450oC) were dominant in the ductile zone. In the mylonitic zone, mylonitic gneiss and schists show distinct foliation which is accompanied by C-S structures in K-feldspar and micas, and ribbon structures in quartz. In addition, feldspars show bulging recrystallization, feldspar-fishes and domino-type microfractures. These microstructures indicate that the dynamic deformation within the mylonitic zone was continuous from the mid-temperature (500oC–<250oC) to brittle conditions. Two-feldspar thermometer calculations estimated that the deformation temperatures for the ductile and mylonitic zone were 501–588°C (avg. 544°C for ÇSP and avg. 517°C for GGMC) and 430–557°C (avg. 484°C for ÇSP and avg.436°C for GGMC), respectively. Microstructures, two-feldspar geothermometry and thermochronology data show that the GGMC cooled slowly (<50 °C/my) during the Eo-Oligocene and then rapidly (> 500 °C/my) during the Early Miocene (21 Ma) along the ÇDFZ. The ÇSP, on the other hand, was gradually deformed from sub-magmatic to brittle conditions and cooled rapidly (> 500 °C/my) in the Early Miocene (21 Ma). ). The Early Miocene granodioritic intrusion was considered as a "synkinematic" pluton (Çataldağ Syn-kinematic pluton: ÇSP) which was emplaced at shallow depths along the ÇDFZ due to its progressive sub-solidus deformation, C-S fabrics, and spatiotemporal link with the ÇDFZ, The Eo-Oligocene granites within the GGMC are represented by peraluminous garnet-bearing leucogranite and two-mica leucogranite. Garnet-bearing leucogranites consist of quartz (30-35%) + plagioclase (25-30%) + K-Feldspar (25-30%) + muscovite (5%) + garnet (2%) ± biotite, while two-mica leucogranites is formed from quartz (30-35%) + plagioclase (25-30%) + K-Feldspar (20-22%) + biotite (5-8%) + muscovite (3%) ± garnet. Both leucogranite types are enriched in LREE (Rb, U, K, Pb) and depleted in HFSE (Nb, Ta, Zr, Ti). Their 87Sr/86Sr, 206Pb/204Pb and 207Pb/204Pb initial isotope values range from 0.7094 to 0.7113, 18.79 to 18.91, and 15.71 to 15.73, respectively, and εNd(33) values vary between -5.13 and -7.79. On the other hand, gabbroic syn-plutonic dykes show similar isotopic characteristics (87Sr/86Sr(33) = 0.7055, εNd(33) = -1.8 and 206Pb/204Pb = 18.8) to enriched mantle melts. Trace element and isotope models show that the leucogranites have a dominant crustal melt component (85-70%) and a minor mantle component (<30%). Partial melting modeling (via PhasePlot/MELTS) and Ti-in-zircon thermometer calculations indicate that the leucogranitic melt was formed by water-absent muscovite dehydration melting of a mica-schist source (a melt fraction of max. 35%) at ≥ 7–10 kb and 739–840 °C. The inherited zircon core ages of the leucogranites change between Precambrian and Cambrian. TDM model ages of the leucogranites are relatively high (> 1.2 Ga). Whole-rock geochemistry, isotopic features, TDM ages, and inherited zircon chronology combined with the geology of the region indicate that leucogranitic melts were formed by the partial melting of the Anatolide-Tauride continental crust which was underthrusted below the Sakarya Continent along the İzmir-Ankara Suture Zone. The source of the syn-plutonic mafic (gabbro-diorite) dykes within the core of the ÇMCC, on the other hand, is inferred to be derived from the enriched mantle (EMII) beneath western Anatolia. It is inferred that the migmatization and melt generation which produced leucogranites were most likely caused by thermal weakening and partial removal of the western Anatolian young orogenic lithosphere during the transitional phase between the latest phase of collision and the earliest phase of extension, in the Eo-Oligocene. The exhumation of GGMC and ÇSP as a domal-shaped core complex at the footwall of the Çataldag detachment fault was developed under the back-arc extension driven by slab rollback beneath the Hellenic arc during the Early Miocene.
  • Öge
    Uludağ (Bursa) çevresindeki eosen granitoyidleri ile ilişkili altın-tungsten-bakır-molibden (Au-W-Cu-Mo) cevherleşmelerinin jenezi ve tektono-metalojenik evrimi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-08-27) Kocatürk, Hüseyin ; Kumral, Mustafa ; 505162307 ; Jeoloji Mühendisliği
    Tavşanlı Zonu, Batı Anadolu'da yer alan, Eosen dönemine ait intrüzyonlarla ilişkili porfiri, skarn ve hidrotermal cevherleşmelerin gözlemlendiği önemli bir metalojenik kuşaktır. Tepeldağ Plütonu'ndan doğuya doğru, yerel litolojik ve yapısal kontrollere bağlı olarak Cu-Mo porfiri cevherleşmeleri ve Cu, Pb, Zn ve Fe cevherleşmeleri izlenirken, batıya doğru W-Mo-Au cevherleşmeleri açısından önemli bir potansiyel sunmaktadır. Bu tez çalışması, Tavşanlı Zonu'nun batısında, Uludağ çevresinde yer alan Eosen dönemine ait intrüzyonlarla ilişkili porfiri, skarn ve hidrotermal cevherleşmeleri inceleyerek, bölgenin tektono-magmatik ve metalojenik evrimini ortaya koymayı amaçlamaktadır. Araştırma, özellikle Uludağ'ın güney ve güneydoğusundaki Topuk ve Tepeldağ Plütonları çevresinde gelişen Kirazgedik porfiri Cu-Mo, Güneybudaklar porfiri-skarn hidrotermal Mo-W-Au, Kozbudaklar Mo-zengin W skarn ve Delice W-Fe-Cu skarn cevherleşmelerine odaklanmaktadır. Bu cevherleşmelerin incelenmesi, saha çalışmalarının yanı sıra petrografik analizler, sıvı kapanım çalışmaları, Sr-Nd izotop analizleri, zirkon U-Pb jeokronolojisi, molibdenit Re-Os jeokronolojisi ve amfibol elektron mikroprob analizleri gibi çeşitli jeokimyasal analizlerle gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgular, bu cevherleşmelerin kökeni ve gelişiminin, Kuzeybatı Anadolu'nun jeodinamik evrimiyle ilişkili olduğunu göstermekte; Eosen dönemine ait metalojenik süreçleri açıklayan tektono-metalojenik bir model önerilmektedir. Kuzeybatı Anadolu'nun Senozoyik jeodinamik evriminin anlaşılmasında, Geç Paleosen'den Orta Eosen'e kadar süren magmatizma kritik öneme sahiptir. Bu kapsamda, Uludağ Plütonları'ndan (Topuk ve Tepeldağ) elde edilen petrografik fasiyesler haritalanmış, zirkon U-Pb jeokronolojisi, Sr-Nd izotop verileri ve kapsamlı jeokimyasal analizler gerçekleştirilmiştir. İncelenen birimler arasında, Topuk Plütonu'ndan Delice tonalit-granodiyoriti (D4) ve Delice alkali-feldispat graniti (D8) ile Tepeldağ Plütonu'ndan Güney Tepeldağ kuvars-monzodiyoriti (ST1) bulunmaktadır. U-Pb zirkon yaş tayinleri ST1 için 54.56±0.21 My, D4 için 47.35±0.21 MY ve D8 için 45.90±0.29 MY olarak ölçülmüştür. Başlangıç 87Sr/86Sr ve 144Nd/143Nd izotop değerleri sırasıyla ST1 için 0,706693 ve 0,512428, D4 için 0,707309 ve 0,512452, D8 için 0,705896 ve 0,512448 olarak hesaplanmıştır. Bu zirkon U-Pb yaşları, Kuzeybatı Anadolu'daki diğer granitoidlerle karşılaştırıldığında, Geç Paleosen ile Orta Eosen arasında (58–45 Ma) süren magmatizmayla ilişkilendirilebilir. Magmanın yenilenmesiyle ilgili olarak, erken evrede plajiyoklaz birikimi ve sonraki evrede amfibol fraksiyonel kristalleşmesinin baskın olması, magmanın akışkan açısından zengin kaynaklarla ilişkili olduğunu ve geri çekilen levhanın ergimesiyle yeni akışkanlarla beslendiğini göstermektedir. Magmanın doğasındaki bu değişimler, hem levha geri çekilmesi hem de levha kopması süreçleriyle uyumlu olabilir. Ancak Geç Paleosen ile Orta Eosen granitoidlerinin Kuzeybatı Anadolu'nun genelinde yapılan karşılaştırmalı analizi, bölgenin Eosen'de süren yitim etkisi altında levha geri çekilmesi dinamiklerine maruz kaldığını ortaya koymaktadır. Moho derinliğindeki azalma ve yükselen astenosferin jeokimyasal süreçlere etkileri de bu yaklaşımı desteklemektedir. Magmanın karakterindeki sistematik değişimler, ani levha kopmasından ziyade, süregelen levha geri çekilmesi süreçleriyle daha iyi açıklanabilir. Sonuç olarak, bu model, Eosen döneminde, Tavşanlı Zonu'nun batısında sığ bir yitim ve levha geri çekilmesi rejiminin uzun süre etkili olduğunu; doğusunda ise daha istikrarlı bir levha dikleşmesi rejiminin hakim olduğunu öne sürmektedir. Bu süreçlerin, bölgenin tektono-magmatik evrimini şekillendirdiği vurgulanmaktadır. Cevherleşmelerin jenezine dair saha çalışmaları ve petrografik incelemelerin yanı sıra yapılan sıvı kapanım çalışmaları, farklı cevher sistemlerinin karakterine dair önemli bilgiler sağlamaktadır. Güneybudaklar'daki porfiri-skarn geçişli sistem, Kozbudaklar Mo-W skarn cevherleşmesiyle karşılaştırıldığında, her iki sistemde de yüksek tuzluluklu kapanımlar ve buhar fazının kaybolmasıyla homojenleşen kapanımlar gözlenmiştir. Ancak Kozbudaklar cevherleşmesinde, daha karmaşık bir sıvı kaynama ve kararsızlık süreci yaşandığı anlaşılmaktadır. Güneybudaklar'daki basınç ve derinlik değerleri, Kirazgedik porfiri Cu-Mo cevherleşmesine ait sıvı kapanım verileriyle karşılaştırıldığında, Güneybudaklar sisteminin daha derin ve yüksek sıcaklık koşullarında geliştiği görülmektedir. Kirazgedik cevherleşmesinde, genellikle daha düşük tuzluluk ve daha düşük homojenleşme sıcaklıklarına sahip kapanımlar gözlemlenmiştir. Güneybudaklar ve Delice çevresindeki damar tipi ±W±Au cevherleşmelerine ait örnekler incelendiğinde, farklı karakterde iki ayrı cevher taşıyıcı sistem tanımlanmıştır. Güneybudaklar'a ait mezotermal/hipojenik karakterdeki sıvı kapanımlar, orta derecede tuzluluk (%7-11 NaCl) ve homojenleşme sıcaklıkları (243-346°C) ile karakterize edilmiştir. Bu veriler, cevherleşmenin daha derin ve yüksek sıcaklıkta bir magmatik-hidrotermal sistemle ilişkili olduğunu göstermektedir. Delice'deki mezo/epitermal karakterdeki sıvı kapanımlar ise Güneybudaklar'a kıyasla daha düşük tuzluluk (%5-10 NaCl) ve homojenleşme sıcaklıkları (201-302°C) ile temsil edilmektedir. Bu bulgular, Delice cevherleşmesinin Güneybudaklar'a kıyasla daha yüzeye yakın ve daha düşük sıcaklıkta oluştuğunu göstermektedir. Zirkon U-Pb yaş tayinlerine ek olarak, Güneybudaklar porfiri-skarn Mo-W-Au cevherleşmesine yönelik yapılan molibdenit Re-Os yaş tayini ve amfibol elektron mikroprob analizleri, her bir cevherleşmeyle magmatizma arasındaki ilişkiyi belirlemek için kullanılmıştır. Bu sayede, cevherleşmelerle ilişkili magmatik fazların metal üretkenliği; hesaplanan basınç, sıcaklık, oksijen fugasitesi, su ve uçucu içeriği dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Kirazgedik, Güneybudaklar, Kozbudaklar ve Delice cevherleşmelerine ait amfibol verileri, bölgedeki magmatizmanın başlangıçta indirgen bir karakterde olduğunu, ancak kabuk içerisinde yükseldikçe ve soğudukça oksijen fugasitesinin arttığını ortaya koymaktadır. Amfibol kimyası kullanılarak yapılan hesaplamalar, Kirazgedik porfiri Cu-Mo±Au cevherleşmesi ile ilişkili olarak, sıcaklığın 930°C'den 770°C'ye ve basıncın 2,7 kbar'dan 0,5 kbar'a düştüğünü göstermektedir. Bu sırada oksijen fugasitesi, FMQ denge koşullarına göre yaklaşık +3 ile +0,5 arasında artan logaritmik birimlerle ifade edilmekte, H₂O içeriği %6,5'ten %2,5'e kadar azalmaktadır. Kirazgedik cevherleşmesi, yüksek klor (uçucu) içeriği ile diğer cevherleşmelerden ayrılmaktadır. Güneybudaklar periferik porfiri-skarn Mo±W±Au cevherleşmesine ilişkin hesaplamalar ise sıcaklığın 880°C'den 690°C'ye düşerken, basıncın 1,8 kbar'dan 0,5 kbar'a indiğini göstermektedir. Oksijen fugasitesi, FMQ denge koşullarına göre +2 ile +0,5 arasında düşen logaritmik birimlerle ifade edilmekte, H₂O içeriği %6,5'ten %2,5'e kadar azalmaktadır. Kozbudaklar W±Mo skarn cevherleşmesi ile ilişkili hesaplamalar, sıcaklığın 820°C'den 730°C'ye ve basıncın 1,6 kbar'dan 0,7 kbar'a düştüğünü göstermekte olup, bu değerler tipik W skarn sistemlerine işaret etmektedir. Oksijen fugasitesi, FMQ denge koşullarına göre +1,5 ile 0 arasında değişmekte, su içeriği ise %5,5 ile %7 arasında gözlenmektedir. Delice W±Fe±Cu skarn cevherleşmesi ile ilgili hesaplamalar ise sıcaklığın 900°C'den 750°C'ye ve basıncın 2,5 kbar'dan 0,5 kbar'a kadar değiştiğini göstermektedir. Oksijen fugasitesi FMQ denge koşullarına göre +2 ile 0 arasında değişmekte, H₂O içeriği ise %5 ile %8,5 arasında daha yüksek seviyede gözlenmektedir. Bu veriler, levha geri çekilmesi sırasında değişen tektonik koşulların, manto-kabuk ve magma-yan kayaç etkileşimlerine bağlı olarak jeokimyasal koşulları nasıl şekillendirdiğine dair önemli ipuçları sunmaktadır. Kirazgedik porfiri Cu-Mo cevherleşmesi ile ilişkili Tepeldağ Plütonu'na ait veriler, başlangıçta indirgen magmalardan okside magmalara doğru bir evrim olduğunu göstermektedir. Buna karşın, ilerleyen aşamalarda dekompresyonun etkisiyle mantonun yükselmesi sonucu ergimenin daha düşük sıcaklıklarda devam ettiği ve karbonatlı yan kayaçlarla artan etkileşim sonucu magmanın denge koşullarına döndüğü görülmektedir. Bu evrim, Kirazgedik porfiri Cu-Mo cevherleşmesinden sonra başlayan Güneybudaklar'daki periferik porfiri-skarn geçişli hidrotermal süreçlerle (Mo±W±Au cevherleşmeleri) ve Mo-W skarn cevherleşmeleriyle devam etmektedir. Daha geniş oksijen fugasitesi ve basınç koşulları aralığında gelişen W-Fe-Cu skarn cevherleşmeleri ise her iki fazın bir arada izlendiği bir cevherleşme süreci olarak izlenmektedir. Levha geri çekilmesinin ana etken olduğu bu süreç, bölgedeki mineral üretkenliğinin zamanla nasıl değiştiğini ve yan kayaçlarla etkileşimin mineralizasyon süreçlerine etkisini ortaya koymaktadır. Sonuç olarak, levha geri çekilmesinin farklı aşamalarında manto-kabuk etkileşimi ve tektonik süreçler, magmanın ergime koşullarını, basıncını, oksidasyon durumunu ve su ile uçucu içeriklerini şekillendirmiştir. Bu durum, farklı cevherleşme tiplerinin levha tektoniğinin baskın etkisi doğrultusunda şekillendiğini göstermekte, bölgedeki mineral üretkenliğinin zamanla nasıl değiştiğine dair önemli bulgular sağlamaktadır. Tepeldağ Plütonu'ndan doğuya doğru gelişen Cu-Mo porfiri cevherleşmelerinin, batıya doğru W-Mo-Au açısından zenginleşmiş cevherleşmelerle yer değiştirdiği gözlenmekte; bu süreçlerin, bölgedeki tektonik ve magmatik evrimle nasıl ilişkili olduğu ortaya konmaktadır.
  • Öge
    Unconventional gas system characteristics and depositional environment modeling of silurian mudstones: Central Taurides and western Pontides, Turkey
    (Graduate School, 2021-03-16) Döner, Zeynep ; Kumral, Mustafa ; 505132309 ; Geological Engineering ; Jeoloji Mühendisliği
    The increasing global demand for energy has made it imperative to explore and exploit unconventional oil and gas resources. An investigation of new resources has become mandatory for countries like Turkey with very limited supplies of conventional oil and natural gas. Silurian (generated 9% of the world's reserves) is one of the six anoxic stratigraphic intervals that more than 90 % of the original recoverable oil and gas reserves in the world have been generated from source rocks. In this context, Silurian mudstones from central Taurides and western Pontides can be evaluated one of the alternative unconventional gas resources. This study focus on evaluating the unconventional gas/oil system characteristics of Silurian mudstones in central Taurides and western Pontides, in a comparative way with each other and making a comparison with world shale basins, in terms of the mineralogical constituents & lithofacies, geochemical modeling of depositional environment, organic geochemical characteristics, reconstruction of original hydrocarbon generative potential, and petrophysical properties to evaluate reservoir quality, covering the theoretical understanding of assessment for shale plays evaluation and the discussing of the content of each property. In this study, it is adopted that the terms of both "shale" and "mudstone" in lithologic description and in the general discussion of the play type according to shale gas reservoir description of various researchers. This work uses outcrop samples which can be considered as a hybrid system where organic-rich and organic-lean intervals were juxtaposed, that could be grouped into three rock types: siliceous, carbonate-dominated, and mixed mudstones. The central Taurides and western Pontides mudstones were located in passive margin of tectonic setting. Geochemical data of major and trace elements obtained for a total 39 of central Taurides and 19 of western Pontides' outcrop samples were interpreted to determine the depositional model, water column productivity, and preservation conditions. Several redox indicators, such as V systematics (V/Sc, V/Ni) as well as ratios of Ni/Co, Th/U and Mo/Mn, showed that the organic-rich mixed mudstones were deposited in suboxic to anoxic environments, as opposed to oxic-dysoxic conditions for organic-lean ones in central Taurides. In western Pontides, organic-rich mixed mudstones were deposited oxic-dysoxic conditions, and organic-lean mudstones were deposited in an oxidizing conditions. However, organic matter enrichment is not restrained by water column productivity, as indicated by a lack of correlation between total organic carbon (TOC) and productivity indexes (P/Ti and Ba/Al), but rather probably controlled by dysoxic-anoxic water column environment. In addition, a detrital material input cannot be ignored for its influence on organic matter enrichment in the mudstone deposition for both areas. The increase in the clastic fluxes probably resulted from the deposition in the extended shelf with coastal upwelling. A lack of correlation between K2O, Al2O3, SiO2 and TOC contents among these mudstones imply that clay minerals may not influence organic matter preservation. According to w(La)N/w(Yb)N and ΣREE values, a high sedimentation rate is determined during the central Taurides and western Pontides mudstone deposition, which would result in a dilution of organic matter. Furthermore, slight marine influences with sulphur limitation and low salinity, semi-arid/warm to humid-warm climatic conditions are widespread, according to total sulphur (TS), Sr/Ba, Sr/Cu, chemical index of alteration (CIA), C-value and related discrimination diagrams. In the end, a depositional models of the central Taurides and western Pontides' mudstones are established to display an excellent preservation condition as the major controlling factor for organic matter enrichment in the Silurian mudstones. In addition, this study used a range of integrated and complementary experiments to examine pore-structure, fluid-shale wetting characteristics, sample size-dependent porosity towards different fluids, and imbibition behavior, as well as the relationships between these properties of Silurian mudstones in the central Taurides and western Pontides. Working with different sample-sizes, the experiments consisted of helium pycnometry (HP), low-pressure nitrogen physisorption (LNP) isotherm, mercury intrusion porosimetry (MIP), fluid immersion porosimetry (FIP), liquid displacement (LD), fluid droplet wettability and contact angle measurements, and spontaneous imbibition of fluids; four fluids with different hydrophilicity [deionized (DI) water, API brine (8% NaCl and 2% CaCl2 by weight), 2DT (n-decane:toluene, v/v of 2:1), THF (tetrahydrofuran, (CH2)4O)] were used to assess the characteristics of fluid-shale interaction and its influence on pore-structure. Siliceous and mixed mudstones for both areas have higher porosities, pore-throat diameters, and surface areas than the carbonate-dominated mudstones, regardless of sample sizes and fluids used. Central Taurides' siliceous and mixed mudstones have H3 type slit- or plate-like pores for central Taurides, while all type of mudstones for western Pontides have H4 type slit-like pores. Furthermore, the tortuosities of siliceous and mixed mudstone samples for both areas are higher than carbonate-dominated mudstones, which suggests that migration pathways for fluids within the former samples will be more complex. With low permeabilities and medium pore-throat sizes for the siliceous and mixed mudstones, the wettability and imbibition results show that central Taurides and western Pontides' mudstones are both oil-wet and moderately-to-high water-wet. In contrast, the carbonate-dominated mudstones exhibit moderately-to-highly oil-wet characteristics. These results indicate that studied siliceous and mixed mudstones in the central Taurides and western Pontides seem to have appropriate petrophysical properties in the context of reservoir quality. The central Taurides and western Pontides' Silurian mixed mudstones can be considered as targeted zone for shale gas. These mixed mudstones in both areas were originally a Type II oil/gas prone marine mudstone. The present-day total organic carbon (TOCpd) contents range from 0.56 to 4.06 wt.% for central Taurides and from 0.68 to 1.57 wt. % for western Pontides, suggesting that moderate shale gas storage potential. The central Taurides and western Pontides mudstones have lost 97% and 95% for their original hydrocarbon potentials, seems to be a spent hydrocarbon source rock, indicating good risk for gas. The original TOCo content of studied mudstones range from 0.88 to 6.34 wt.% (average of 2.35 wt.%) and 1.06-2.45 wt.% (average of 1.70 wt.%), respectively. In addition, these targeted zones for both areas are in the overly mature stage / dry gas window, based on graptolite, chitinozoan reflectences and equivalent vitrinite reflectances, S2/S3 ratios, illite/chlorite crystallinity indices and sharpness ratios. It should be specified that Tmax was affected by low S2 values for both areas, resulting in unreliable Tmax estimates. In the gas window, TOC reduced approximately 36%, but the remaining potential and hydrogen index are reduced by over 90%, indicative of a high degree of conversion of organic matter to hydrocarbons and a carbonaceous residue. The ratio of organic porosity to total porosity in organic matter were determined as 26.5% for central Taurides and 26.7% for western Pontides, indicating that mudstones with high quartz and carbonate contents appear to be more resistant to the collapse of organic pores related to burial compaction, hydrocarbon generation, and expulsion than those with high content of clay mineral, as in central Taurides and western Pontides mudstones. However, these mudstones originally may have good to very good source rock potential, according to calculated original potential yields (S1o+S2o values ranging from 7.89 to 55.1 mg HC/g TOC and from 9.44-21.3 mg HC/g TOC, respectively). The amounts of hydrocarbons will be produced by the system in potential areas were calculated as 2.90 ×1013 kg HC for central Taurides and 5.64 ×1012 kg HC for western Pontides. Moreover, the targeted zone for both areas have a significant silica content (average of 44% for central Taurides and 37% for western Pontides) with calcite minerals, are generally >30%. Clay minerals are mainly illite and chlorite, which are non-swelling clays, and have <30% contents. The permeabilities of studied mudstones in both areas are low and the porosities are moderate to high which are <15%. The fractal dimensions and brittleness values of studied mudstones indicate that these mudstones have a suitable interval for hydraulic stimulation and the hydro-fracturing would be needed for viable hydrocarbon production for both areas and will escalate the flow of hydrocarbon more efficiently. Although the characteristics of central Taurides and western Pontides' mudstones seems to be nearly compatible with data of Ordovician Utica Shale in North America that can be commercially exploited in terms of the hydrocarbon generative potential (based on the GOC, TOCpd and S2o values), but it is possible that the source rock is very deep and deformed from the past to the present day, considering the paleogeographical location and geological evolution of the study areas. The measurements conducted and results achieved in this research thus could contribute to the understanding on these mudstone formations in north and south Turkey and greatly add to what is known from other published data. Nevertheless, more detailed investigations are necessary.
  • Öge
    Zayıf jeolojik ortamlarda (İstanbul metrosu) sığ ve çoklu yeraltı açıklıklarının neden olduğu yüzey deformasyonlarının kestirilmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-08-06) Topal, Candaş ; Mahmutoğlu, Yılmaz ; 505152304 ; Jeoloji Mühendisliği
    Artan kent nüfuslarının, kentlerdeki ulaşım problemleri üzerinde büyük etkisi olduğu açıktır. Bu durumu çözebilmek için pek çok gelişmiş kentte toplu ulaşım çözümleri yeraltına taşınmaktadır. Bu sayede daha fazla kişi uzak mesafelere hızlı ve ekonomik olarak kent trafiğini zorlamadan taşınırken ulaşım konforu da beraberinde arttırılmaktadır. Ancak, metro hatlarının inşaatı sırasında birbirine yakın çoklu kazıların yapılması kaçınılmaz hale gelmektedir Özellikle sığ derinliklerde zayıf ortam koşullarında açılan kentiçi yeraltı kazıları, kent altyapısında ve yüzeydeki yapılarda hasarla sonuçlanan sorunlara neden olabilmektedir. Bu sorunlar, proje maliyeti ve çevre sağlığı ve güvenliği açılarından ciddi yükleri de beraberinde getirmektedir. Bu riskleri en aza indirmek amacıyla, son yıllarda modern teknolojik imkanlar kullanılarak, kazı aynasında ve kazı çeperindeki örtü yükünü dengeleyen makinalı (EPB-TBM) kazılar yapılmakta, kazıların yüzeye yansıyabilecek etkileri önceden belirlenen noktalarda yapılan periyodik ölçümlerle denetlenmektedir. Kazı bağımlı oluşan düşey deformasyonların, tekil kazılar ile olan ilişkisi değişik jeolojik ortamlar için literatürde geniş olarak ele alınmıştır ve konuyla ilgili ampirik ve analitik çözümler önerilmiştir. Ancak uygulamada kent içi ulaşımına yönelik çift hatlı, birbirine paralel (özellikle metro tünelleri) ve yakın mesafelerde açılmakta olan tüneller için, bilinen yaklaşımların geçerli olmayabileceği sıkça yaşanan vakalardan anlaşılmaktadır. Tünellerin açımı sırasında çoğu zaman teorik açıdan benzer ikiz tünel kazılardan biri önden diğeri arkadan yürütülmektedir. Proje karakteristikleri nedeniyle kazılar arası yatay mesafe olabildiğince sınırlı tutulmaktadır. Dolayısıyla bu tür çoklu kazılar birbiri ile gecikmeli de olsa etkileşmektedir. Yapılan çalışmalar, önde yürütülen kazının zayıf ortamlarda örselenmeye neden olduğunu, dolayısıyla arkadan gelen tünelin açıldığı ortam aynı olsa bile, teorik olarak önden ilerletilen kazı nedeniyle örselendiği, bu nedenle de ortamın jeomekanik parametrelerinde negatif yönde bir değişimin olduğunu göstermektedir. Arkadan gelen tünelin önde yürütülen tünelin etki alanı içerisinde kalması durumunda daha zayıf bir ortamdan geçmesi söz konusu olacaktır. Bu durum tünel kazılarına bağlı gelişen yüzey oturma formları üzerinde de etkiye sahiptir. Genel şekliyle birinci tünelin kazısı sonrası yüzeyde oluşan form Gauss eğrisi ile yakın benzerlik göstermektedir. İkinci tünelin kazısından sonra bu form,eğrinin birinci tünele yakın olan tarafı ile ikinci tünele yakın olan tarafı üzerinde farklılaşarak asimetrik bir görünüme kavuşmaktadır. Bu sonuç, tünellerin yüzeyde oluşturdukları etki alanlarının birinci ve ikinci tüneller için farklı bölgeleri etkilediğini göstermektedir. Tez çalışmasında, İstanbul ilinin Avrupa yakasında açılmış ve açılmakta olan Kirazlı-Olimpiyat-Başakşehir ve Ataköy-İkitelli Metro Hatları üzerindeki 6 farklı lokasyon incelenmiştir. Bu lokasyonların araştırma için seçilmelerindeki temel neden, bölgelerde zayıf zemin şartlarının geçerli olması ve sığ tünel kazılarının neden olacağı yüzey deformasyonlarının kentsel alanda hasar riski oluşturmasıdır. İnceleme çalışmasında, EPB makinaları (Earth Pressure Balanced Machine) kullanılarak, aynı hat üzerinde birbirine yakın ve sıralı olarak açılan ikiz tünel kazılarının yüzeyde neden olduğu deformasyonların zaman ve kazı aşamasıyla ilişkisi değerlendirilmiştir. Çalışmada bu hatlarda, yapılar açısından hasar riski yüksek, sığ yeraltı kazılarının yüzeyde neden olduğu oturmaların güvenilir düzeyde kestirimi için uygun yöntemin belirlenmesi ve yüzey oturma teknesi formunun ikincil tünel kazılarından sonra nasıl değiştiğinin ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Bu bağlamda, izleme verileri (projelerden elde edilen yüzey deformasyon verileri) ile iki ve üç boyutlu (2D, 3D) sayısal analiz yönteminden elde edilen sonuçlar birlikte değerlendirilmiştir. Tez çalışması kapsamında gerçekleştirilen tüm analizler birlikte değerlendirilmiş ve karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, birbirine yakın, sığ ve zayıf jeolojik ortamlarda aynı kotta açılan çoklu kazıların etkilediği alanların kısmen de olsa çakıştığı sonucuna varılmıştır. Birinci tünellerin ortamda yarattığı örselenmeden dolayı, ikinci tünellerin yüzeyde oluşturduğu deformasyon etki alanının büyüdüğü ve bu etki alanının oturma teknesi formunda değişikliğe neden olduğu anlaşılmıştır. Erişilen bu durum yeraltı kazılarının yüzeyde neden olabileceği yerdeğiştirmeleri izleme amacıyla oluşturulacak izleme projesi için teknik ve önemli bir temeldir. Ortaya çıkan bu negatif etkinin azaltılabilmesi için, özellikle kentiçi zayıf zemin koşullarının hakim olduğu bölgelerde gerçekleştirilen çoklu yeraltı kazılarında, proje güzergahının jeolojik/jeoteknik parametrelerinin dizayn aşamasından önce detaylıca incelenmesi ve belirlenmesi, tünelcilik yönteminin bu parametreler nazarında seçilmesi ve şekillendirilmesi, yeraltı kazılarına bağlı yüzeyde gelişebilecek olan etkileşim bölgesinin izlenmesi adına oluşturulacak olan sistemlerin detaylıca tasarlanması ve yeraltı kazılarının teknik parametreler dahilinde dikkalice takip edilip kayıt altına alınması gerekmektedir.