Jeoloji Levha Tektoniği TÜRK İYE JEOLOJ İSİ VIII. Yarıyıl (2+1) Dersin Sorumlusu Prof.Dr. Sabah YILMAZ ŞAH İN (sabahys@istanbul.edu.tr)Türkiye Jeolojisi Dönem Boyunca Etkinlikler - Haftalık ya da aylık ödevler - Kısa sınav/Quiz - Ara sınav - Dönem Ödevlerinin hazırlanması ve seminer olarak sunumu (muhtemelen dersin son iki haftası) - Gebze Ballıkayalar Yöresine Arazi Gezisi (imkanlar ölçüsünde) - Final sınavıLEVHA TEKTON İĞİ & TÜRK İYE’N İN LEVHA TEKTON İĞİ AÇISINDAN DE ĞERLEND İR İLMES İ JEOLOJ İK ZANMANLAR Prof.Dr. Sabah YILMAZ ŞAH İN1. İstanbul’un Jeolojisi ve İstanbul’da Yapılan Jeofizik Çalı şmalara Bazı Örnekler 2. Bitis Kenet Ku şa ğının tarihçesi 3. Do ğu Anadolu’nun kabuk yapısı 4. Batı Anadolu’nun kabuk yapısı 5. Orta Anadolu Ova Rejimi 6. Kıta kenarı yay magmatizması, Türkiye’den örnekler 7. Mavi Şist Metamorfizması 8. Eklojitler 9. Ofiyolit Kavramı ve Torodos ofiyoliti 10.Bor Yataklarının olu şumu 11.Demir Yataklarının olu şumu ve Türkiye’den Örnekler 12.Türkiye Krom Yatakları 13.Türkiye Su Kaynakları 14.Kömür yataklarının olu şumu ve Türkiye’den örnekler 15.Altın aramalarında Jeofizik Yöntemler 16.Türkiye’de Petrol’ün Dünü ve Bugünü 17.Endüstriyel Hammaddeler ÖDEV KONULARI? ? Yerk Yerk ü ü re ve b re ve b ö ö l l ü ü mleri mleri ? ? Yerk Yerk ü ü re ve b re ve b ö ö l l ü ü mlerinin mlerinin ö ö zellikleri zellikleri ? ? Levha Tektoni Levha Tektoni ğ ğ i Kavram i Kavram ı ı ? ? Sismik ku Sismik ku ş ş aklar aklar ? ? Levha hareket t Levha hareket t ü ü rleri rleri ? ? Levha s Levha s ı ı n n ı ı rlar rlar ı ı nda meydana gelen kaya nda meydana gelen kaya ç ç lar lar ? ? Levha tektoni Levha tektoni ğ ğ i ve maden yataklar i ve maden yataklar ı ı ? ? T T ü ü rkiye rkiye ’ ’ den den ö ö rnekler rneklerDünyamızın dı şını saran ATMOSFER ve su kütlesini olu şturan H İDROSFER’in oldukça hızlı olan hareketlerini günlük hayatımızda izleyebiliyoruz. KATI ARZ (YER)’ın deprem ve volkanlar dı şındaki hareketleri ise çok yava ş oldu ğu için fark edilememektedir.Earth’s atmospheric layers are defined by temperature ranges Earth’s protecting ozone layerYer i Yer i ç ç inin fiziksel b inin fiziksel b ö ö l l ü ü mleri mleri ( ( Physical divisions of interior Physical divisions of interior ) ) ? ? İ İ ç ç ç ç ekirdek kat ekirdek kat ı ı ( (Solid inner core Solid inner core , , Liquid outer core Liquid outer core) ) ? ? Alt manto Alt manto ç ç ok yo ok yo ğ ğ un, un, ü ü st manto daha az yo st manto daha az yo ğ ğ un un ( (More More dense lower mantle, less dense upper mantle dense lower mantle, less dense upper mantle) ) ? ? Ü Ü st manto, st manto, astenosfer astenosfer ve ve litosferin ( litosferin (k kı ır rı ılgan kabuk lgan kabuk ) ) alt k alt k ı ı sm sm ı ı n n ı ı kapsar kapsarYerk Yerk ü ü renin renin İ İ ç ç Zonlar Zonlar ı ıYerkürenin Dı ş Zonları (Fiziksel Bölümleri)Sıcaklık BasınçYer Kuresinin Isi Kaynagi 1. 1. Yerin Yerin erken erken olusum olusum asamalarindan asamalarindan gelen gelen isi isi ? ? Halen Halen yavasca yavasca disa disa dogru dogru yayilmakta yayilmakta 2. 2. Duraysiz Duraysiz elementlerin elementlerin radyoaktif radyoaktif parcalanmasi parcalanmasi sonucu sonucu aciga aciga cikan cikan isi isi enerjisi enerjisi Is Is ı ı Transferi Transferi 1. 1. Radyasyon Radyasyon 2. 2. Kond Kond u u ksiyon ksiyon 3. 3. Konveksiyon KonveksiyonJeotermal Jeotermal Gradyan Gradyan Figure 1-9. Estimated ranges of oceanic and continental steady-state geotherms to a depth of 100 km using upper and lower limits based on heat flows measured near the surface. After Sclater et al. (1980), Earth. Rev. Geophys. Space Sci., 18, 269-311.Figure 1-5. Relative atomic abundances of the seven most common elements that comprise 97% of the Earth's mass. An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, by John Winter , Prentice Hall. O 50.7% Mg 15.3% Fe 15.2% Si 14.4% S 3.0% Al 1.4% Ca 1.0%KONVEKS KONVEKS İ İ YON AKIMLARI YON AKIMLARI Yerin derinliklerinde radyoaktif bozunma ile ortaya çıkan enerji konveksiyon akımları ile yava ş bir şekilde yukarıya ta şınır. Bunun sonucunda Astenosfer yava ş bir şekilde hareket eder. Bu hareket Astenosfer üzerinde yüzmekte olan litosferi hareket ettirir.L L İ İ TOSFER TOSFER konveksiyon hareketleri nedeniyle konveksiyon hareketleri nedeniyle ASTENOSFER ASTENOSFER ü ü zerinde farkl zerinde farkl ı ı y y ö ö nlerde hareket nlerde hareket eden par eden par ç ç alardan (LEVHA) olu alardan (LEVHA) olu ş ş ur. ur.KONVEKS KONVEKS İ İ YON AKIMLARI YON AKIMLARI LEVHALARIN HAREKET LEVHALARIN HAREKET İ İ N N İ İ SA SA Ğ Ğ LAR LARDÜNYADA BULUNAN BA ŞLICA LEVHALARIK K ı ı tasal kayma hipotezindeki problemler tasal kayma hipotezindeki problemler ? ? K K ı ı talar talar ı ı n kaymas n kaymas ı ı : okyanus taban : okyanus taban ı ı nda m nda m ı ı ger ger ç ç ekle ekle ş ş iyor iyor ? ? ? ? K K ı ı talar talar ı ı hareket ettiren g hareket ettiren g üç üç nedir nedir ? ? Okyanus taban Okyanus taban ı ı nda son 30 y nda son 30 y ı ı ld ld ı ı r yap r yap ı ı lan lan ç ç al al ı ş ı ş malar levha malar levha tektoni tektoni ğ ğ i kuram i kuram ı ı n n ı ı n geli n geli ş ş mesine yol a mesine yol a ç ç m m ı ş ı ş t t ı ı r. r.170 M İLYON YIL ÖNCE KITALARIN ŞEKL İ;DÜNYAMIZIN BA ŞLICA LEVHALARILevha tektoni Levha tektoni ğ ğ i teorisine g i teorisine g ö ö re k re k ı ı talar ve talar ve okyanuslar ayn okyanuslar ayn ı ı ta ta şı şı y y ı ı c c ı ı kabuksal ku kabuksal ku ş ş ak ak ü ü zerinde zerinde birlikte kayarlar. birlikte kayarlar. Afrika levhas Afrika levhası ın nı ın s n sı ın nı ırlar rları ına bak na bakı ıld ldı ğı ı ğında, levha hareketlerinin iki nda, levha hareketlerinin iki ö önemli sonucu ortaya nemli sonucu ortaya ç çı ıkar; kar; ? ? 1. Levha kenarlar 1. Levha kenarları ın nı ın kuzey atlas okyanusundan Hint Okyanusuna n kuzey atlas okyanusundan Hint Okyanusuna ve K ve Kı ız zı ıldeniz ldeniz’ ’e kadar uzanan b e kadar uzanan bü üy yü ük bir k k bir kı ısm smı ı s sı ırt ekseni rt ekseni ş şeklindedir. eklindedir. B Bö öylece b ylece bü üt tü ün n Afrika levhas Afrika levhası ı devaml devamlı ı olarak olarak b bü üy yü üyor demektir, bu yor demektir, bu duruma g duruma gö öre yery re yeryü üz zü ünde ba nde ba ş şka levhalar k ka levhalar küçü üçül lü üyor olmal yor olmalı ıd dı ır. r. ? ? 2. Hint Okyanusundaki 2. Hint Okyanusundaki Karlsberg Karlsberg s sı ırt rtı ın nı ın Atlas okyanusu ortas n Atlas okyanusu ortası ındaki ndaki s sı ırttan uzakla rttan uzakla ş şmakta oldu makta oldu ğ ğudur. Bu sonu udur. Bu sonuç ç, levha kinemati , levha kinemati ğ ğinin temel inin temel kurallar kuralları ından biri, yani ndan biri, yani levha hareketlerinin nispi oldu levha hareketlerinin nispi oldu ğ ğunu unu ortaya ortaya koyar. koyar. Aktif k Aktif k ı ı ta kenarlar ta kenarlar ı ı nda 4 tip sismik nda 4 tip sismik b b ö ö lge vard lge vard ı ı r; r; ? ? Birinci tip sismik ku Birinci tip sismik ku ş ş ak (Okyanus ortas ak (Okyanus ortas ı ı s s ı ı rtlar): rtlar): S S ı ğ ı ğ odakl odakl ı ı depremler depremler ? ? İ İ kinci tip sismik ku kinci tip sismik ku ş ş ak ( ak ( Transform Transform fayl fayl ı ı s s ı ı n n ı ı rlarda meydana gelir): S rlarda meydana gelir): S ı ğ ı ğ odakl odakl ı ı depremler depremler ? ? Üçü Üçü nc nc ü ü tip sismik ku tip sismik ku ş ş ak (Dalma ak (Dalma - - batma batma zonlar zonlar ı ı nda nda ): S ): S ı ğ ı ğ , orta ve derin odakl , orta ve derin odakl ı ı depremler depremler ? ? D D ö ö rd rd ü ü nc nc ü ü tip sismik ku tip sismik ku ş ş ak ( ak ( Ç Ç arp arp ı ş ı ş ma ma ku ku ş ş aklar aklar ı ı nda): Orta nda): Orta - - derin derin odakl odakl ı ı depremler depremlerDeep Deep - - focus earthquakes occur along focus earthquakes occur along convergent boundaries convergent boundariesEarthquakes near Japan trench Earthquakes near Japan trenchŞekil 1. Tectonics Around Japan 1. Philippine Sea Plate, 2. Pacific Plate, 3. North American Plate, 4. Eurasian Plate. The drilling (red dot) will cut to the interface of the Eurasian and Philippine plates. (bcc.co.uk, 2008)Dünya’da meydana gelen son depremler..Avrupa ve Akdeniz çevresinde meydana gelen son depremlerTürkiye’de meydana gelen son depremler1. 1. Uzakla Uzakla ş ş an/ an/ diverjan diverjan / / ı ı raksayan levha raksayan levha s s ı ı n n ı ı rlar rlar ı ı 2. 2. Yakla Yakla ş ş an/ an/ konverjan konverjan /yakla /yakla ş ş an levha an levha s s ı ı n n ı ı rlar rlar ı ı 3. 3. Transform Transform fayl fayl ı ı /birbirine g /birbirine g ö ö re kayan re kayan s s ı ı n n ı ı rlar rlar Levha tektoni Levha tektoni ğ ğ ine g ine g ö ö re re üç üç tip levha tip levha hareketi vard hareketi vard ı ı r. r.Uzakla Uzakla ş ş an s an s ı ı n n ı ı rlar rlar G G ü ü ncel ncel rift rift ö ö rne rne ğ ğ i (K i (K ı ı z z ı ı ldeniz) ldeniz)Yakla Yakla ş ş an Levha S an Levha S ı ı n n ı ı rlar rlar ı ı nda nda meydana gelen jeolojik olaylar meydana gelen jeolojik olaylar ? ? Dalma Dalma - - batma ( batma ( subduction subduction ) ) - - ü ü zerleme zerleme ( ( obduction obduction ) ) - - ç ç arp arp ı ş ı ş ma ( ma ( collision collision ) ) ? ? Sismik aktivite (Sismik Sismik aktivite (Sismik zonlar zonlar ) ) ? ? Okyanus Okyanus ç ç ukurlar ukurlar ı ı ? ? Magmatik faaliyet Magmatik faaliyet ? ? Karma Karma şı şı k seri ( k seri ( Melanj Melanj ) ve ) ve metamorfizma metamorfizma ? ? Orojenez Orojenez (da (da ğ ğ olu olu ş ş umu) umu)Yakla Yakla ş ş an s an s ı ı n n ı ı rlar rlarK K ı ı ta ta - - k k ı ı ta ta ç ç arp arp ış ış mas mas ı ıTransform Transform fayl fayl ı ı s s ı ı n n ı ı rlar rlar ? ? S S ı ı n n ı ı r boyunca b r boyunca b ü ü y y ü ü k fay k fay zonlar zonlar ı ı geli geli ş ş ir ir ? ? Bu Bu zonlarda zonlarda y y ü ü ksek bas ksek bas ı ı n n ç ç metamorfizmas metamorfizmas ı ı olu olu ş ş ur urSan Andreas Fayı An Example of Transform BoundaryKuzey Anadolu Fayı (KAF)Levha Levha Tektonigi Tektonigi – – Magma Magma Olusumu Olusumu 1. 1. Okyanus Okyanus Ortasi Ortasi Sirtlar Sirtlar 2. 2. Kita Kita Ici Ici Riftler Riftler 3. 3. Ada Ada Yaylari Yaylari 4. 4. Aktif Aktif Kita Kita Kenarlari Kenarlari 5. 5. Yay Yay Ardi Ardi Havzalar Havzalar 6. 6. Okyanus Okyanus Ada Ada Bazaltlari Bazaltlari 7. 7. Kita Kita Ici Ici Aktivite Aktivite ? ? kimberlitler kimberlitler, , karbonatitler karbonatitler, , anortozitler anortozitler... ...Levha s Levha s ı ı n n ı ı rlar rlar ı ı n n ı ı belirleyen kaya belirleyen kaya ç ç topluluklar topluluklar ı ıWhere do Volcanoes Occur?Ofiyolitik Ofiyolitik / / Okyanusal Okyanusal kaya kaya ç ç lar lar Levha tektoni Levha tektoni ğ ğ i ve maden yataklar i ve maden yataklar ı ı ? ? Uzakla Uzakla ş ş an Levha s an Levha s ı ı n n ı ı rlar rlar ı ı nda metalik s nda metalik s ü ü lf lf ü ü r yataklar r yataklar ı ı , , s s ı ı rt rt ü ü zerindeki zerindeki sedimanlarda sedimanlarda Cu Cu , , Ni Ni , , Pb Pb , , Cr Cr , , Co Co , , Hg Hg ,... ,... (K (K ı ı z z ı ı ldeniz ve ldeniz ve K K ı ı pr pr ı ı s s ’ ’ taki taki yataklar) yataklar) ? ? Yakla Yakla ş ş an levha s an levha s ı ı n n ı ı rlar rlar ı ı nda, nda, hidrotermal hidrotermal metalik s metalik s ü ü lf lf ü ü r r yataklar yataklar ı ı , s , s ü ü lf lf ü ü re e re e ş ş lik eden lik eden Au Au yataklar yataklar ı ı (Japonya ve K (Japonya ve K Amerikan Amerikan ı ı n bat n bat ı ı k k ı ı y y ı ı lar lar ı ı nda ) nda ) ? ? Her iki s Her iki s ı ı n n ı ı rda ise petrol, do rda ise petrol, do ğ ğ al gaz ve tuz yataklar al gaz ve tuz yataklar ı ı g g ö ö zlenir (Atlas zlenir (Atlas Oky Oky . Her iki taraf . Her iki taraf ı ı nda petrol olu nda petrol olu ş ş umlar umlar ı ı , , K K ı ı z z ı ı ldeniz ve Atlantik ldeniz ve Atlantik oky oky . Tuz . Tuz domlar domlar ı ı ) )• TÜRK İYE VE ÇEVRES İNDEK İ LEVHA HAREKETLER İAnadolu Plakas Anadolu Plakas ı ı ; ; • • Kuzeyde Avrasya Plakas Kuzeyde Avrasya Plakas ı ı , , • • G G ü ü neyde Afrika ve Arap Plakalar neyde Afrika ve Arap Plakalar ı ı , , • • Do Do ğ ğ uda Do uda Do ğ ğ u Anadolu Blo u Anadolu Blo ğ ğ u ve u ve • • Bat Bat ı ı da Ege Blo da Ege Blo ğ ğ u taraf u taraf ı ı ndan ndan ç ç evrilmi evrilmi ş ş tir. tir. Avrasya Plakas Avrasya Plakas ı ı n n ı ı n hareket etmedi n hareket etmedi ğ ğ i kabul edildi i kabul edildi ğ ğ inde; inde; • • Afrika plakas Afrika plakas ı ı y y ı ı lda 5 lda 5 m m m m ’ ’ li li k k bir h bir h ı ı zla kuzeye, zla kuzeye, • • Arap Plakas Arap Plakas ı ı 19 m 19 m m y m y ı ı ll ll ı ı k h k h ı ı zla yine kuzeye do zla yine kuzeye do ğ ğ ru hareket ru hareket etmekte ve etmekte ve • • Anadolu Plakas Anadolu Plakas ı ı n n ı ı Avrasya Plakas Avrasya Plakas ı ı na do na do ğ ğ ru ru s s ı ı k k ı ş ı ş t t ı ı rmaktad rmaktad ı ı r. r. Bunun sonucunda ; Bunun sonucunda ; ? ? Anadolu Plakas Anadolu Plakas ı ı 23 23 mm mm ’ ’ lik lik y y ı ı ll ll ı ı k bir h k bir h ı ı zla bat zla bat ı ı ya ya do do ğ ğ ru hareket etmektedir. Anadolu Plakas ru hareket etmektedir. Anadolu Plakas ı ı n n ı ı n bat n bat ı ı y y ö ö n n ü ü ndeki bu hareketi ile Ege Blo ndeki bu hareketi ile Ege Blo ğ ğ u; Rodos u; Rodos - - Girit Girit Adalar Adalar ı ı ile Mora Yar ile Mora Yar ı ı madas madas ı ı n n ı ı n g n g ü ü neyini izleyen neyini izleyen Ege Yay Ege Yay ı ı boyunca Afrika Plakas boyunca Afrika Plakas ı ı n n ı ı n n ü ü st st ü ü ne y ne y ı ı ll ll ı ı k k 35 milimetrelik bir h 35 milimetrelik bir h ı ı zla binmektedir. zla binmektedir. ? ? Do Do ğ ğ uda ise Kars uda ise Kars - - Erzincan Erzincan - - Van Van - - Hakkari aras Hakkari aras ı ı nda nda kalan Do kalan Do ğ ğ u Anadolu Blo u Anadolu Blo ğ ğ u; Kuzeydo u; Kuzeydo ğ ğ u y u y ö ö n n ü ü nde nde Kafkasya Kafkasya ’ ’ ya do ya do ğ ğ ru y ru y ı ı lda 12 milimetrelik bir h lda 12 milimetrelik bir h ı ı zla zla ilerlemektedir. ilerlemektedir.TÜRK İYE TEKTON İK AÇIDAN DÜNYANIN EN AKT İF BÖLGELER İNDEN B İR İD İR.Türkiye’nin Tektonik Birlikleri (Tüysüz & Okay, 1999)JEOLOJ JEOLOJ İ İ K ZAMAN CETVEL K ZAMAN CETVEL İ İ Kronostratigrafik Birimler Eonotem (Eonothem-Eon) Üssistem (Eratem) Sistem(System) Seri (Series) Kat (Stage) Askat (Subatage) Zaman Brimleri Eon Zaman (Era) Devir (Period) Devre (Epoch) Ya ş (Age) Asça ğ (Subage)Paleozoyik Paleozoyik Serileri SerileriPeriod (Devir) Epoch (Devre) Age Dates (m.y.) Cretaceous Late Cretaceous Maastrichtian 70.6-65.5 Campanian 83.5-70.6 Santonian 85.8-83.5 Coniacian 89.3-85.8 Turonian 93.5-89.3 Cenomanian 99.6-93.5 Early Cretaceous Albian 112.0-99.6 Aptian 125.0-112.0 Barremian 130.0-125.0 Hauterivian 136.4-130.0 Valanginian 140.2-136.4 Berriasian 145.5-140.2 Jurassic Late Jurassic Tithonian 150.8-145.5 Kimmeridgian 155.7-150.8 Oxfordian 161.2-155.7 Middle Jurassic Callovian 164.7-161.2 Bathonian 167.7-164.7 Bajocian 171.6-167.7 Aalenian 175.6-171.6 Early Jurassic Toarcian 183.0-175.6 Pliensbachian 189.6-183.0 Sinemurian 196.5-189.6 Hettangian 199.6-196.5 Triassic Late Triassic Rhaetian 203.6-199.6 Norian 216.5-203.6 Carnian 228.0-216.5 M M e e s s o o z z o o y y i i k k B B i i r r i i m m l l e e r rPeriod Subperiod Epoch Age Dates (m.y.) Quaternary Holocene 0.0115-0 Pleistocene Late 0.126-0.0115 Middle 0.781-0.126 Early 1.806-0.781 Tertiary Neogene Pliocene Gelasian 2.588-1.806 Piacenzian 3.600-2.588 Zanclean 5.332-3.600 Miocene Messinian 7.246-5.332 Tortonian 11.608-7.246 Serravallian 13.65-11.608 Langhian 15.97-13.65 Burdigalian 20.43-15.97 Aquitanian 23.03-20.43 Paleogene Oligocene Chattian 28.4-23.03 Rupelian 33.9-28.4 Eocene Priabonian 37.2-33.9 Bartonian 40.4-37.2 Lutetian 48.6-40.4 Ypresian 55.8-48.6 Paleocene Thanetian 58.7-55.8 Selandian 61.7-58.7 Danian 66.5-61.7 Senozoyik Senozoyik Birimler Birimleropal opal granit granit Glokofan Glokofan ş şist ist Mavi mermer Mavi mermer