Sedimantoloji Sedimanter Sistemler & Levha Tektoniği SEDİMANTER SİSTEMLER & SEDİMANTER SİSTEMLER & LEVHA TEKTONİĞİ LEVHA TEKTONİĞİGünümüzde sedimanter havzalar levha tektoniğine göre sınıflandırılır. Sedimanter havzaların çoğu plaka kenarı ya da plaka içi işlevlerle açıklanabilmekte ve stratigrafisi daha anlaşılır bir şekilde verilmektedir. Levha tektoniğinin esas alındığı havza sınıflandırılmasında 3 kriter kullanılmaktadır. 1. Üzerinde sedimanter havzanın geliştiği kabuğun tipi. 2. Sedimanter havzanın levha kenarına olan uzaklığı. 3. Levha kenarları veya levha kesişmelerinin tipi. Levha tektoniği teorisi tüm bu üç parametrenin zamanla değişebileceğini gösterir. Bu önemli bir gözlemdir. Çünkü bu birden fazla ya da farklı orijinli havzaların aynı orojenik kuşakta yan yana bulunabileceğini gösterir. SEDİMANTER SİSTEMLER SEDİMANTER SİSTEMLER Burada sedimantoloji ile stratigrafinin bağı yapılmaktadır. Sedimanlar 5 değişik bölgede (tektonik ortamda) depolanabilirler: 1. Kratonlarda (su altında kalmış epikontinental denizler) 2. Pasif kıta kenarlarında şelf sedimanları 3. Derin deniz ortamında (Continental Slope, Pelagic Environments) 4. Aktif kıta kenarları 5. Su üstünde kalmış kratonlar (karasal ortamlar)1. Su altında kalmış 1. Su altında kalmış kratonlar kratonlar: : Kıtaları oluşturan karasal çekirdeğe KRATON (CRATON) denir. Bunların etrafı hareketli (tektonik) kuşaklarla çevrilidir. Epikontinental denizler bu kratonları sığ suları ile kaplarlar (Hudson Bay, Kuzey Denizi). Bugün kıta içlerinde yanal devamı çok olan sedimanter kayalar görülmektedir. Kıta kenarlarına geçtikçe (collision-belts) bu sedimanlar deformasyona uğramaktadır. Su üstünde kalmış kraton bölgelerine ise KALKAN (SHIELD) denir. Prekambriyen yaşlı kayaçların çoğu ve ekonomik minareller genelde shieldlerde görülür.Kratonların genç sedimanlar ile kaplı olduğu kısımlarına PLATFORM denir. Geçmişte epikontinental denizlerin (iç denizler) büyük kısmında karbonat (kçt) çökelimleri olmuştur. Etrafta dağ oluşumları (pasif tektonizma) olmadığına göre klastik sediman da nispeten azdır. Bu dönemlerde resifler de bol miktarda oluşmuştur. İç denizlerin daha az yaygın olduğu dönemlerde kıta kenarlarındaki yükselimlerden klastik malzeme gelebilir. Örn: Pennsylvanian kömür bataklıkları bu zamanlarda oluşmuştur. Cyclothems: deniz-kara ardalanması birçok defa tekrarlanmakta ve bunun sonucu oluşan sedimanlar da ardalanmalı (cyclic) olarak gözlenmektedir. Bir cyclothlem 1000 km yanal olarak takip edilmiştir.Deniz tabanı yayılmasının bir sonucu olarak riftlendiği ve ayrıldığı yerlerde belirgin bir havza grubu oluşur. Bu şartlardaki kıtasal kenarlar Pasif (divergent) kenar olarak adlanırlar. Günümüz okyanuslarında yayılma merkezleri okyanus sırtlarıyla belirlenir. Sırtlar boyunca levhalar birbirinden uzaklaşacak yönde hareket ederler ve gelişen boşluk sıcak ve kısmen eriyik haldeki manto malzemesiyle doldurulurlar. Yeni gelişen okyanus kabuğu üzerinde zamanla bir sedimantasyon başlar. Bu sedimantasyon organik veya inorganik bir kaynaktan beslenir. Kıta ve okyanus adalarından uzakta çökel kaynağını okyanusların yüzey sularında yaşayan pelajik organizmalar oluşturur. Kıtalara yakın yerlerde ise bu kaynak karalardan ayrışma sonucu türeyen kum ve killer ile kara veya denizaltı volkanizması püskürükleridir. 2. Pasif kıta kenarı ortamları: 2. Pasif kıta kenarı ortamları:Pasif kıta kenarı (Passive margin) Plaka Tektoniği ve Havza OluşumuKıta şelfini oluşturan sedimanların büyük kısmı kıtadan gelmektedir. Gelen sedimanlar derhal şelfe taşınmazlar, bir kısmı kıyıda tutunur ve lagün, körfez, bataklıklarda kullanılır. N ve S Amerika’nın doğu kıyılarındaki pasif kıta kenarı 130m’ye kadar inen bir şelf ile (çok az eğimli) kaplıdır. Akarsular ile taşınan malzeme kıyıda sahil, gel-git ve lagünler ile deltalarda işlenir. Sahilde şelfe doğru net bir taşınma yoktur. Uygun havalarda kıyıboyu akıntıları (longshore currents) sahilde depolanmayı sağlar. Fırtınalarda sedimanlar ileri doğru taşınır.Uzaklaşan LevhalarKıtasal rift havzaları (Continental rift basin): Bu tip havzalar Doğu Afrika’da olduğu gibi kıtaların iç kesimlerinde dar ve uzunlamasına gelişen havzalardır.Hızlı bir sübsidansı takiben daha yavaş ve uzun süreli bir sübsidans periyodu takip edebilir (Kuzey Denizi havzası, Güneybatı Amerika’daki Basin and Range provensi ve Sibirya’daki Baykal rifti).Kıta içi çöküntü havzaları (Intracratonic sag basins)Okyanus havzası (Oceanic basin)3. Derin 3. Derin deniz ortamları: deniz ortamları: Kabaca ikiye ayrılır: • Klastik sedimanlardan oluşanlar: Deniz seviyesinin aşağıda olduğu zamanlarda (+ tektonik) malzeme abisal düzlüğe (derin deniz tabanı) doğru taşınır. Türbidit akıntıları bir deniz altı yelpazesi oluşturabilir. Kanyon (su altı nehirleri) aracılığıyla malzeme taşınır.Pelajik sedimanlardan oluşanlar: Karadan malzemenin taşınamadığı ortamlarda (kıyıdan çok uzak) pelajik sedimanlar çökelir. Bunlar kalkerli veya silika kabuklu planktonik organizmaların ölmelerinden sonra derin denizde çökelmesi ile oluşurlar. Abisal düzlükteki sediman dağılımını CCD (Carbonate Compensation Depth) belirler. 4-5 km karbonat çökelme zonudur. Bunun altında silika içeren organizmalar bulunabilir. Yüzeyde biyolojik üretimin az olduğu bölgelerde abisal düzlükte kırmızı killer bulunur. (Eolien toz, volkanik kül ve belki de meteor tozcukları). Uzun zaman abisal derinliklerde pelajik yağmur dışında bir şey olmadığı söylenmiş ama DSDP (Deep Sea Drilling Project) sonucu stratigrafik kesitlerde büyük hiatüslerin varlığı saptanabilmiştir. Demek oralarda da bazı aktiviteler (türbiditler, konturitler, etc., akıntılar) var.4. Aktif kıta kenarı ortamları: 4. Aktif kıta kenarı ortamları: Pasif kıtaya göre çok daha karmaşıktır. 3 tiptir: • Okyanus içi çarpışma (Intraoceanic Collusion) • Okyanus-kıta çarpışması (Ocean-Continent Collision) • Kıta-kıta çarpışması (Intracontinental Collusion)Yaklaşan Levhalar• Okyanus içi çarpışma (Volcanic arc – Trench)• Okyanus - kıta çarpışması (Andean type)Kıta-kıta çarpışması Kıta-kıta çarpışması, ada yayı veya kıta taşıyan iki levhanın dalma-batma veya sıkışmalı yanal hareketler sonucunda gerçekleşir. Çarpışma sırasında şiddetli bindirmeler, faylanmalar ve kıvrımlanmalar oluşur. Çarpışan üniteler birbirleriyle kaynaşır, kenetlenir. Sonuçta karmaşık dağ kuşakları oluşur. Konverjan kenar havzalar aktif magmatik yay ve dalma-batma zonlarıyla ilişkili havzalardır ve coğrafik konumlarına göre - HENDEK (trench) - YAY-ÖNÜ (fore arc) - YAY İÇİ (intra-arc) - YAY ARDI (back arc) HAVZALARI olmak üzere 4'e ayrılırlar. Hendek ve dış yay bölgelerini kapsayan hendek havzaları çökelleri çoğunlukla kalın, fiziksel ve kimyasal bakımdan olgun değildir. Tektonik özellikleri sebebiyle bindirme ve faylarla dilimlenmiş ve yönlenmiş olarak gelişir ve daha da kalınlaşır. Sedimanlar daha çok türbiditik niteliklidir. Günümüzde, stratigrafik sütunda yer alan bir çok deforme fliş, melanj ve pelajik çökeller okyanus tabanı veya dalma- batma zonunda gelişmiş hendek çökelleri olarak yorumlanmaktadır. Aktif Kıta Kenarında Gelişen HavzalarYay önü havzaları (Fore-arc basins)Yay önü havzaları 50-100 km genişlikte ve 5000 km'ye varan uzunlukta gelişebilirler. Bu havzalarda 5000 m kalınlıkta bir çökelime rastlanması olağandır. Havzadaki çökeller, genellikle hendek - dış yay birimleri üzerinde uyumlu veya genellikle tektonik olarak bulunurlar. Magmatik yaya doğru volkanik kayaçlara yanal olarak geçiş gösterirler. Çoğunlukla türbidit, delta veya alüvyal niteliktedirler. Bu çökeller dış yay ve çevre kıtalardan kaynaklanır. Yay içi havzalar: Dalma-batma zonunda dalan levhanın 100-150 km'lik bir derinliğe daldığı yerlerde üzerleyen levha ve dalan levhaların kısmi ergimesi, aktif magmatik yayların gelişmesini sağlar. Bu yaylar dalma-batma zonunun eğimine bağlı olarak karaya doğru hendekten en az 100 km ötede gelişir. Mağmatik yay kuşağı içerisinde kenarları faylı, irili-ufaklı bir takım havzalar gelişir. Bu havzalar çoğu kez bazaltik ve andezitik kayaçlardan türemiş çökeller içerir.Önülke havzalar (Foreland basin): Bu tip havzalar kıtasal çarpışma zonlarında aktif olarak gelişen dağ kuşaklarının bitişiğinde uzunlamasına depresyonlar şeklinde gelişirler. And dağları, Alpler ve Himalaya dağlarının yanlarında gelişen havzalar bunlara örnek havzalardır.Yay gerisi havzalar (Back arc basin): Mağmatik yayın üzerleyen levha tarafında gelişen havzalardır. Transform faylar iki levhanın müşterek bir sınır boyunca yanal veya çoğu kez yanal hareketin egemen olduğu oblik atım gösterdikleri bölgeleri oluşurlar. TRANSFORM FAYLARA BAĞLI HAVZALARBir levhanın diğeri üzerine önemli ölçüde ilerlemesi veya ondan uzaklaşması söz konusu değildir. Hareket sırasında gelişen kuvvetler sonucu bir takım yükselimler ve havzalar oluşur. Oldukça hızlı bir biçimde meydana gelen bu havzalar, yine kısa bir süreç içerisinde çevre yükseltilerden taşınan malzemeyle hızla doldurulur. Transform fay havzalarında depolanan çökeller hızlı gelişim ve sedimantasyon nedeniyle kısa mesafelerde yanal ve düşey fasiyes değişimleri gösterirler. Kalınlıkları çok değişkendir. Kara üzerinde yer alan transform fay havzaları içerisinde başlangıçta gölsel şartlar egemendir. Göller dar, uzun ve hızla çöktüklerinden kalın çökel bulundurur. Kenarlarında alüvyal yelpazeler yer alır. Transform fay zonlarında denizel havzalara da rastlanır. Transform fay zonlarında gelişen havzalar Çek-Ayır "Pull-Apart Basin" havzalar olarak da bilinirler. Türkiye de Kuzey Anadolu Fayı boyunca Suşehri, Erzincan ve Doğu Anadolu Fayı boyunca Hazar Gölü'ndeki çek-ayır havzaları iyi örneklerdir. Pull Apart Basins Push Up RidgesÇek-ayır havzalar (Pull-apart basins)5. 5. Yüzeylenmiş Yüzeylenmiş kratonlar kratonlar: : Karasal sedimanlar: Alüvyal, laküstrin, bataklık, çöl ve buzul. Çoğu yerde ince bir tabaka halinde olabilir ama eski depolara bakıldığında 10km’ ye varan kalınlıklara ulaştıkları görülebilir. Göl sedimanları: Göller genelde geçicidir. Günümüzde buzul göllerin çoğu. Eski göl depoları azdır (Chad gölü). •Hidrolojik olarak açık göller •Hidrolojik olarak kapalı göller (evaporit çökelleri) Hemen hemen tüm göller glacial-interglasial (buzul-ara buzul dönemi) durumuna göre bu iki konumu almışlardır. Varvlar oluşabilir. Gastropodlar, ostrocodlar ve algler bulunabilir. Kıyıda kalın taneler, ortada silt ve çamur bulunabilir. Kapalı havzalarda en tipik çökelme evaporitlerdir. Çöl Sedimanları: Kumullar, sabkalar Buzul Sedimanları: Till, morenler.TEKTONİZMANIN HAVZA DOLUMUNA ETKİSİÇökelme öncesi tektonizma... Çökelme Öncesi Ani ve hızlı tektonik hareketler, daha sonra çökelme-sonrası tektonik sedimanlarla dolacak olan morfolojik havzalar yaratabilir. Sediman yüküne bağlı olarak,çökelme devam ederken havzanın çökmesi de devam edecektir. Ama buna rağmen havzadaki su derinliği zamanla azalacaktır. Düşey ve yanal fasiyes farklılıkları ve birliktelikleri havza morfolojisinden etkilenecektir.Çökelmeyle eş zamanlı tektonizma... Sediman birikimi eşzamanlı tektonik hareketlerden etkilenir. Havza dolmaya başladığında sediman yüküne bağlı olarak havada gelişen faylar, havzanın dolum motifini eş zamanlı olarak etkileyecektir. Şekilde de görüldüğü gibi, birimlerin devamlılığı kesilecektir. Eğer havzadaki birikim hızı çok yavaşsa, bu durumda az önceki gibi bir morfolojik havza oluşumu gerçekleşecektir.Çökelme sonrası tektonizma... Bir havza, dolumu bittikten sonra da tektonik hareketlere maruz kalabilir. Bu hareketler havzanın oluşumuna veya sedimantasyona etki etmezler ancak havzadaki birimlerin motifini değiştirirler. Tektonizmanın karakterine bağlı olarak genişlemeli veya sıkışmalı rejimlerde havzalar çok farklı ve karmakarışık görüntüler sergileyebilirler. Tektonizmanın Havza Dolumuna Etkisi Çökelmeyle eş zamanlı tektonizmaTektonizmanın Havza Dolumuna EtkisiTektonizmanın Havza Dolumuna Etkisi Süveyş KanalıTektonizmanın Havza Dolumuna Etkisi Appalachian Dağları (K. Amerika)