Ankara dağoluşum evresi'nin yaşı ve bindirme faylanmasının egemen olduğu eski tektonik dönemden doğrultu atımlı yeni tektonik döneme geçiş, Ankara (Türkiye)

Ankara orogenic phase, its age and transition from thrusting-dominated palaeotectonic period to the strike-slip neotectonic period, Ankara (Turkey)

Abstract

The Ankara section of the İzmir-Ankara-Erzincan Suture Zone (IAESZ) is characterized by two major groups of contractional structures, namely the Ankara forced folds-monoclines and the southward-verging foreland fold-imbricate thrust to reverse fault zone (AFITFZ). In the Ankara region, one of the areas where the various phases of deformation and related structures are particularly well-preserved and exposed is the Edige (Elmadağ) area, 48 km east-southeast of the city of Ankara. The youngest palaeotectonic unit in the AFITFZ, and deformed in the last phase of the palaeotectonic period (the Ankara orogenic phase) is the Edige formation. It consists of a fluvio-lacustrine sedimentary sequence mainly comprising basal conglomerate, shale, marl and a clayey limestone alternation dated as Turolian (MN 11) (Late Tortonian–Early Pliocene), based on its rich mammalian fossil content. The Edige formation was deposited within an extensional tectonic regime characterized by an oblique-slip normal faulting, in which the localized extension prevailed in approximately WNW–ESE direction. This first phase of extension was later replaced by a contractional tectonic regime and related successive and short-term phases of deformation such as folding, thrust to reverse faulting and finally strike-slip faulting which interrupted sedimentation of the Edige formation and deformed it. Both the stereographic plots of poles to bedding planes and the palaeostress analyses of slip-plane data recorded in the Edige formation and along its margin-boundary faults indicate that maximum horizontal stress operated in NW–SE direction during the phase of contraction. Finally, this last contractional tectonic regime (Ankara Orogenic Phase) was replaced by a strike-slip neotectonic regime. This is evidenced by an angular unconformity, which separates the underlying intensely deformed older rock assemblages including also the Turolian Edige formation from the overlying undeformed (nearly flat-lying) Edigekoru formation of Plio–Quaternary age. The strike-slip neotectonic regime in the Edige area initiated in Late Pliocene, has continued since that time under the control of active strike-slip faulting caused by a horizontal approximately N–S compression. This is indicated by three sets of approximately N–S strike-slip faults, namely the Elmadağ, Kılıçlar and Hisarköy fault sets in the study area, which comprise northeastern continuations of the Elmadağ, Balaban and Küredağ strike-slip fault zones, their activity proved recently by both the 2005.07.31, Mw = 5.2 Bala earthquake, and local concentration of numerous small earthquakes epicentres along their northeastern extensions, i.e., along the Elmadağ, Kılıçlar and Hisarköy fault sets.

Özet

İzmir-Ankara-Erzincan kenet kuşağının (İAEKK) Ankara kesimi, iki grup sıkışma yapısı ile karakterize edilir. Bunlar yükselmeye bağlı kıvrımlar-tek kanatlı kıvrımlar ile güneye bakan yay-önü kıvrımlı-bindirimli ters fay kuşağıdır (AKBTFK). Ankara bölgesinde çeşitli deformasyon evrelerinin ve ilgili yapıların en iyi korunduğu ve yüzeylediği yerlerden birisi Edige (Elmadağ) ve çevresidir. Edige, Ankara İlin’in 48 km doğu-güneydoğusunda yeralır. Ankara yayönü kıvrımlı-bindirimli ters fay kuşağı içinde yer alan ve eski tektonik dönemin en son fazı ile (Ankara dağ oluşum evresi) deformasyon geçirmiş olan engenç eski tektonik dönem birimi Edige formasyonudur. Edige formasyonu akarsu-göl ortam ürünü sedimanter bir istifle karakterize edilir. Zengin memeli fosil içeriğine göre Turoliyen (MN 11) (Geç Tortoniyen–Erken Pliyosen) yaşlı olan formasyon taban çakıltaşı, şeyil, marn ve killi kireçtaşı ardaşımıyla temsil edilir. Edige formasyonu, normal faylanma ile karakterize edilen genişleme türü tektonik rejimin denetiminde çökelmiştir ve çökelim sırasındaki yerel genişleme yönü yaklaşık BKB–DGD dur. Daha sonra, bu ilk evre genişleme rejimi, sıkışma-daralma türü tektonik bir rejim ve bu rejim ile ilgili kısa süreli deformasyon evreleriyle (örneğin: kıvrımlanma, küçük ve büyük açılı ters faylanma, doğrultu atımlı faylanma gibi) yer değiştirmiştir. Bu deformasyon evreleri, bir taraftan Edige formasyonunun sedimantasyonunu kesintiye uğratmış, diğer taraftan da formasyonu deforme etmiştir. Gerek katman kutuplarının stereografik izdüşümleri, gerekse formasyon içinde ve formasyon kenar fayları boyunca kayıd edilmiş olan fay aynası verilerinin eskigerilim analizi, bu sıkışma-daralma evresi sırasında, en büyük sıkışmanın KB–GD yönünde etkin olduğunu göstermiştir. Buenson sıkışma-daralma türü eski tektonik rejim, daha sonra doğrultu atımlı yeni bir tektonik rejim ile yer değiştirmiştir. Bu değişim, altta yeralan ve aynı zamanda Edige formasyonunu da içeren yeğince deformasyon geçirmiş daha yaşlı kaya toplulukları ile üstte yer alan ve deformasyon geçirmemiş (hemen hemen yatay konumlu) Pliyo–Kuvaterner yaşlı Edigekoru formasyonunu birbirinden ayıran açılı uyumsuzluk ile kanıtlanır. Doğrultu atımlı yeni tektonik rejim Geç Pliyosen’de başlamış olup, yaklaşık K–G yönde etkin olan bir sıkışmanın neden olduğu aktif doğrultu atımlı faylanma denetiminde Geç Pliyosen’den günümüze sürmektedir. Bu durum, Balaban, Elmadağ ve Küredağ fay zonlarının kuzeydoğu uzantılarını oluşturan ve inceleme alanı içinde yer alan Elmadağ, Kılıçlar ve Hisarköy fay takımlarıyla belirginlik kazanır. Çünkü, enson oluşan 5.2 (Mw) büyüklüğündeki 31 Temmuz 2005 Bala depremi Balaban fay zonundan kaynaklanmış olup, ayrıca küçük deprem episantırları Elmadağ, Kılıçlar ve Hisarköy fay takımları üzerinde yoğunlaşarak, bu fay takımlarını oluşturan doğrultu atımlı fay segmentlerinden bazılarının etkin (aktif) olduğunu kanıtlamıştır.