Depositional and facies properties of the Middle-Late Miocene alluvial fan system at South of the Marmara Sea

Marmara Denizi güneyinde Orta-Geç Miyosen aluviyal yelpaze sisteminin depolanma ve fasiyes özellikleri

Abstract

This study was performed to investigate the depositional characteristics of the Miocene siliciclastic sediments in the south of the Marmara Sea. Mudanya formation is volumetrically the most abundant siliciclastic sediments in this study. This formation unconformably lies on Pre-Miocene rocks around the district of Karacabey and its lateral continuity increases towards the south. It is laterally and vertically covered by the Çamlık Formation 's lacustrine coastal silt stone and white lacustrine limestones with oncoid in the vicinity of Tophisar.Mudanya formation that consists of the Adatepe and Köy members, only comprises Adatepe member in the study area. Vertical fades changes of Miocene deposits were determined through six sedimentological sections. According to these sections, braided river (Lithofacies A), meandering river (Lithofacies B), lacustrine coast (Lithofacies C) and lacustrine carbonate (Lithofacies D) were identified. Braided and meandering river components of the siliciclastics involved by the Adatepe member with alluvial fan character were determined by fades analyses. Lithofacies A (sheet-like conglomerate and longitudinal bar) forms the braided river portion. B forms the meandering river (flood plain, point bar and oxbow lake) portion (alluvial fan), while the Lithofacies C and D form the lacustrine deposits with lacustrine coast siltstone and oncoid limestone. It was observed that the Lithofacies A with braided river character depending on paleotopography and climate, change into meandering river fades with decreasing energy and sediment size toward the south. The measurements carried out in the imbricated conglomerate, planar cross-bedded sandstones of the Adatepe member indicated that the general direction of the paleocurrent in the Middle-Late Miocene was from N to S. The Mudanya formation is in lateral and vertical transition with the bottom of the Çamlık formation which white, laminated lacustrine coastal siltstone. The top of the Çamlık formation, which consists of one old, fossiliferous limestone, is in lateral and vertical transition with grey siltstone. This situation shows that the Adatepe member of the Mudanya formation had been deposited in fluvial system before it didn't enter the lake system. The Karacabey alluvial fan deposits formed during Middle-Late Miocene with the control of extensional tectonics. The fining upwards grain-size and bed thickness is of retrogradational alluvial fan sequence character, with this alluvial fan complex that had been fed by high energy braided river and depending on climatically changes, had started to deposit from a paleotopographical elevation changed meandering river character, where the topographic slope was smooth, and finally completed depositing in a complex system.

Özet

Bu çalışma, Marmara Denizi güneyinde yüzeylenen Miyosen yaşlı çökellerin depolanma özelliklerinin araştırılması amacıyla yapılmıştır. İncelenen yörede hacimsel olarak en fazla bulunan silisiklastik çökelleri Mudanya formasyonu oluşturmaktadır. Bu formasyon. Karacabey ilçesi kuzeyinde Miyosen öncesi yaşlı kayaçların üzerinde uyumsuzlukla yer almakta olup, yanal devamlılığı güneye doğru artarak devam etmektedir. Formasyon, Tophisar civarında yüzeylenen göl kıyısı silttaşları ve Çamlık Formasyonuna ait beyaz onkoidli gölsel kireçtaşları ile yanal ve düşey geçişli olarak örtülür. Adatepe ve Köy üyelerinden oluşan Mudanya formasyonunu inceleme alanında sadece Adatepe üyesi temsil etmektedir. Altı lokasyondan alınan sedimantolojik kesitlerde, Miyosen yaşlı çökellerin düşey fasiyes değişimleri belirlenmiştir. Buna göre örgülü akarsu (A litofasiyesi), rnenderesli akarsu (B litofasiyesleri) göl kıyısı (C litofasiyesi) ve gölsel karbonat (D litofasiyesi) çökelleri tanımlanmıştır. Aluviyal yelpaze özelliğindeki Adatepe üyesi silisiklastiklerinin örgülü ve menderesli akarsu bölümleri fasiyes anal izleri ile belirlenmiştir. A litofasiyesleri flüviyal yelpazenin örgülü akarsu bölümünü (yaygı konglomeralar), B litofasiyesleri menderesli akarsu bölümünü (sellenme düzlükleri, nokta barı ve oxbow gölü karbonatları), C ve D litofasiyesleri ise göl kıyısı şilt taşlarını ve onkoidli gölsel karbonatları oluşturmaktadır. Örgülü akarsu fasiyesi özelliğindeki A litofasiyesi güneye doğru pale otopoğrafya ve iklime bağlı olarak, enerjsi ve taşıdığı malzeme boyutu ve hacmi azalarak menderesli akarsu fasiyesi özelliğine dönüştüğü gözlenmiştir. Mudanya formasyonu Adatepe üyesi içindeki binikli konglomera, düzlemsel çapraz tabakalı kumtaşlarında yapılan ölçümlerde Orta-Geç Miyosen'deki paleoakıntının genel yönünün kuzeyden güneye doğru olduğu belirlenmiştir. Mudanya formasyonu. Çamlık Formasyonunun alt seviyesini oluşturan göl kıyısı özelliğindeki gri renkli silttaşları ile yanal ve düşey geçişlidir. Çamlık formasyonunun en üst seviyesini oluşturan onkoidli, fosilli beyaz renkli kireçtaşlarıda gri renkli silttaşları ile yanal ve düşey geçişli olarak bulunmaktadır. Bu da, geniş alanlarda yayılım gösteren Mudanya formasyonu Adatepe üyesinin göl içine giremeden karasal bir sistem içinde çökeldiğini göstermektedir. Orta - Geç Miyosen zaman aralığında gerilme tektoniğinin kontrolü ile oluşan Karacabey flüviyal yelpazesi istifi, tane boyu ve tabaka kalınlığı yukarı doğru azalan, gerileyen bir yelpaze isitifi özelliğindedir. Bu flüviyal yelpaze karmaşığı, yüksek enerjili örgülü akarsudan beslenen ve iklimsel değişikliklere bağlı olarak sellenmenin fazla olduğu yüksek eğimli bir topografyadan itibaren çökelimine başlamış ve topografya eğiminin düzleştiği yerlerde menderesli akarsu özelliğine dönüşerek karmaşık bir sistem içinde çökelimini tamamlamıştır.