Denizel kırıntılı sedimanter kayaçlarda, eşyaşlı veya yeniden çökelimin nannofosil tanımlamalarına dayanan sayısal analizi

Discriminate analysis of synsedimentation or reworking in marine clastic sedimentary rocks based on nannofossil determinations

Özet

Sedimantolojik çalışmalarda, kırıntılı kayaçlar içerisindeki havza içi ve havza dışı kökenli, ince taneli, karbonat kırıntılı malzemenin kökensel ayırımı önem taşımaktadır. Bu çalışmada, kumtaşlarının tane ve matriks bileşimine giren ve marn/çamurtaşı türü kayaçların oluşumuna doğrudan katılan kırıntılı malzeme içerisinde tanımlanabilen nannofosillerin kökensel ayırımına dayanan yeni bir analiz yöntemi uygulanmıştır. Uygulamada, kumtaşlarına ait ince-kesitlerde ve marn/çamurtaşlarına ait preparatlar üzerinde, polarizan mikroskop altında yapılan incelemelerde, öncelikle "çökelimle eşyaşlı", "taşınmış" ve "kökeni belirsiz" nannofosil grupları ayırımlanmıştır. Daha sonra bu veriler arasındaki "kökeni belirsiz" nannofosiller, istatistiksel olarak "eşyaşlı" ve "taşınmış" fosil gruplarına dağıtılmıştır. Elde edilen "çökelimle eşyaşlı toplam" ve "taşınmış toplam" fosil gruplarının marn/çamurtaşları içerisindeki sayısal ve oransal dağılımları belirlenmiştir. Analiz yönteminin uygulanışına örnek olarak seçilen dayanımlı ve dayanımsız kayaç örnekleri, Nallıhan (Ankara) yöresinde bulunan Kretase/Tersiyer denizel kırıntılı birimlerinin alt seviyelerinde ölçülen bir stratigrafik kesite aittir. Kayaç örneklerinden elde edilen biyostratigrafik veriler, denizel istifin Geç Maastrihtiyen'de çökeldiğini göstermektedir. İstifin dayanımsız kayaçlarında belirlenen, çökelimle eşyaşlı ve taşınmış nannofosil oranları, yeni kayaç tanımlamalarında ve çökelme ortamının özelliklerine ilişkin yeni yorumlarda kullanılmıştır. Marn/çamurtaşı örneklerindeki nannofosillerin kökensel dağılımına göre, kırıntılı istifin ilk seviyelerinde baskın olan taşınmış nannofosil içeriğinin, orta seviyelerde sayısal ve oransal olarak azaldığı, üst seviyelerde ise yeniden arttığını göstermektedir. İstifin genel litofasiyes gelişimine uygun olarak, çökelimin sığ deniz koşullarında başladığı, deniz seviyesinin giderek yükseldiği ve daha sonra tekrar düştüğü anlaşılmaktadır. Ancak biyo-stratigrafik veriler sığlaşmanın, ince klastiklerden kaba klastiklere geçen seviyelerden çok daha önce başladığını göstermektedir. Nannofosil oranlarındaki değişim, ayrıca istifin tekdüze litolojik ardalanma gösteren seviyelerinde de bazı alt çökelim dönemlerinin bulunduğunu ortaya çıkarmıştır. Çalışmanın son bölümünde, nannofosil içeren karbonat kırıntılı malzeme kökensel olarak sınıflandırılmıştır. Ayrıca, nannofosil içeriklerine ve denizel çökelimin ortamsal özelliklerine göre yapılan yeni kayaç tanımlamaları önerilmektedir.

Abstract

Generic differentiation of fine-grained carbonate clastic material derived from intrabasinal or extrabasinal sources is very important in sedimentological studies. A new analitical method based on generic differentiation of nannofossils within and contributing to marl/mudstone that form both grain and matrix in sandstones is presented. Thin-section and smear-slide determinations enable us to distinguish "synsedimentary", "reworked" and "undefined" nannofossil assamblages in sandstones and marl/mudsones under the polarizing microscope. Then, "undefined" nannofossils were statistically distributed into "synsedimentary" and "reworked" fossil groups. "Total synsedimentary" and "total reworked" nannofossil data were used to define the numeric distribu-tions and their percentages in mudstones. All competent and incompetent rock samples used in this study are from a measured stratigraphic section of Cretaceous/Tertiary marine elastics at the Nallıhan (Ankara) district. Biostratigraphic data yield a Late Maestrichtian age for marine succession. Besides synsedimentary and reworked nannofossil ratio in samples are also useful for definitions and palaeoenvironmental interpretations of rock samples. Generic distribution of nannofossils in the mudstone samples indicate that reworked nannofossils were quantitatively dominant at the lower levels of the succession. They are seen to decrease at the middle levels and to increase again at the upper levels. Due to general changes in the lithofacies of the succession, it is concluded that the sedimentation started in shallow marine environment and continued in deeper marine as sea level rose, and then sea level fell again in the later time. Therefore, biostratigraphic data indicate that the regression had started before facies change from fine to coarse elastics. Additionally, variations in nannofossil percentages show that some monotonous lithologic alternations of the succession have also some minor sedimentary cycles. Finally, carbonate clasts including nannofossils were classified according to their generic features and a new rock classification based on their nannofossil contents and palaeoenvironmental features of marine sedimentation were suggested.