Kinematics of deformation and high-temperature relict fabrics in the western strandja massif, nw Turkey
Batı ıstranca masifi'nde (kb Türkiye) deformasyon kinematiği ve kalıntı yüksek sıcaklık dokuları
- Tez No: 1002761
- Danışmanlar: PROF. DR. BORIS NATALIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Istranca Masifi Türkiye'nin kuzeybatısı ve Bulgaristan'ın güneydoğusunda yüzlek veren polimetamorfik bir kuşaktır. Kuzeybatı uzanımlı masifin uzunluğu yaklaşık olarak 300 km, genişliği ise 100 km'dir. Isranca Masifi farklı yaş ve bileşimlerdeki plutonlar tarafından kesilen Neoproterozoyik-Paleozoyik yaşlı metasedimanter kompleks ve tüm bu birimlerin üzerine tektonik dokanak ile gelen Mezozoyik yaşlı metasedimanter birimlerinden oluşmaktadır. Bugüne kadar yapılan çalışmalar sonucunda masifin iki farklı metamorfizmaya maruz kaldığı belirtilmiştir. Masifin Orta Jura- Erken Kratese'de yeşilşist fasiyesinden alt amfibolit fasiyesine uzanan aralıkta metamorfizmaya ve oldukça güçlü bir deformasyona maruz kaldığı bilinmektedir. Bu çalışmanın temel amacı masifin Paleozoyik metamorfizmasının koşullarını sınırlandırmak ve bu masifin maruz kaldığı deformasyon fazlarını belirlemektir. Çalışma alanı içerisinde“temel”olarak adlandırılan, Neoproterozoik-Paleozoik metasedimanter kompleks, başlıca biyotit gnays, biyotit garnet gnays, amfibolit ve kuvarsofeldspatik şistten oluşmaktadır. Bu birim içerisinde migmatitleşme yaygın bir biçimde gözlemlenmektedir. Bu kompleks, bileşimsel ve yapısal olarak birbirinden ayrılan dört farklı metagranit tarafından kesilmektedir. Bu metagranitlerin en yaşlısı monzogranit bileşimli olan ve yüksek yamulma gösteren K-feldispatlar ile karakterize edilen Büyünlü Kompleksi'dir. Yaygın biçimde iki farklı foliyasyon ve lineasyon içeren birim yapısal olarak oldukça karmaşık bir görünüm sergiler. Temeli kesen ikinci birim Çatma Kompleksi'dir. Bu birim granodiyoritik-granitik bir bileşime sahiptir. Migmatitleşme hem Büyünlü hem de Çatma komplekslerinde yaygın bir biçimde gözlemlenmektedir. Bu durum bu iki birimin de Paleozoik metamorfizmasına maruz kaldığına işaret etmektedir. Hamzabeyli Kompleksi, granitik bir bileşime sahip olup oldukça zayıf foliyasyon ve lineasyon göstermektedir. Hamzabeyli Kompleks üzerine tektonik dokanakla gelen kireçtaşı, mermer, dolomit, metakumtaşı, şist ve fillitlerden oluşan Mesozoyik metasedimanter birimi tarafından üzerlenir. Bileşimsel olarak Büyünlü Kompleksi'ne oldukça benzer olan Doğanköy Kompleksi migmatitleşme göstermemesi ve oldukça monoton bir yapıya sahip olması ile Büyünlü Kompleksi'nden ayrılır. Yapısal analiz sonucu sırasıyla Paleozoik ve Mezozoik metamorfizmalarını temsil eden D1 ve D2 deformasyonları saptanmıştır. D1 deformasyonu Doğanköy ve Hamzabeyli kompleksleri ve Mezozoyik metasedimanter birimi hariç bütün birimlerde, makro ölçekte homojen bir biçimde gözlemlenmektedir. Bu deformasyona ait yapılar S1 foliasyonu, L1 lineasyonu ve F1 kıvrımlarıdır. S1 foliasyonu migmatitleşmeye paralellik göstermesiyle tanımlanır. Çalışma alanı içerisinde L1 lineasyonu baskın olarak güneydoğuya dalım yapmaktadır. Bu durum D1 deformasyonunun tektonik taşınma yönünün kuzeybatıya varyanslı olduğunu göstermektedir. F1 kıvrımları makro (F1-1) ve mezo (F1-2) ölçekte olmak üzere iki gruba ayrılmıştır. Makro ölçekteki F1-1 kıvrım sistemi yaygın olarak çalışma alanının güneyinde ve güneybatısında görülmektedir. Bu kıvrımlar kuzeybatı varyanslı hareket yönünü ifade eden kılıf tipi kıvrımlardır (sheath fold). Mezo ölçekteki F1-2 kıvrım sistemi eksen düzlemi S1 foliasyonuna paralellik gösteren izoklinal kıvrımlardır. Her iki kıvrım sistemi de D1 deformasyonunun oldukça sünek koşullarda gerçekleştiğine işaret etmektedir. Paleozoik metamorfizmasıyla ilişkili migmatitleşme, bu deformasyonun sünek davranışında önemli rol oynamaktadır. D2 deformasyonu çalışma alanında bulunan tüm birimlerde gözlemlenmektedir. Bu deformasyon makro ölçekte heterojen yapıdadır. D2 deformasyonuna ait yapılar S2 foliasyonu, L2 lineasyonu ve F2 kıvrımlarıdır. S2 foliasyonunun yapısı D2 deformasyonunun yoğunluğuna bağlı olarak değişmektedir. Deformasyonun güçsüz olduğu bölgelerde genellikle muskovit ile belirlenen, zayıf gelişmiş, boşluklu foliasyon (spaced foliation) olarak gözlemlenmektedir. Bu alanlarda S1 foliasyonu mevcut ise, kayanın dokusunu belirleyen güçlü foliasyon konumundadır. D2 deformasyonunun orta derecede güçlü olduğu alanlarda krenülasyon klivajı gözlemlenmektedir. Bu alanlarda klivaj bölgeleri S2, mikrolitonlar S1 foliasyonu tarafından temsil edilmektedir. D2 deformasyonunun güçlü olduğu bölgeler kuzeybatı doğrultulu milonitik makaslama zonlarınca belirlenmektedir. Bu zonlarda S2 foliasyonu nüfus edici, sürekli foliasyon olarak gözlemlenmektedir. Bu kayalarda S1 foliasyonu, migmatitleşmeden kaynaklanan bileşimsel bantlar aracılığı ile takip edilebilmektedir. L2 lineasyonu, D2 deformasyonunun orta derecede güçlü olduğu alanlarda krenülasyon lineasyonu, güçlü olduğu alanlarda ise mineral lineasyonu veya agrega lineasyonu olarak gözlemlenmektedir. L1 lineasyonuna benzer bir şekilde L2 lineasyonu da yaygın olarak güneydoğuya dalım yapmakta ve kuzeybatı varyanslı hareketi ifade etmektedir. F2 kıvrım sistemi baskın olarak kuzeybatı varyanslı dar, asimetrik kıvrımlar tarafından temsil edilmektedir. Birçok bölgede F2 sisteminin, F1 kıvrım sistemini yeniden kıvrımlandırdığı gözlemlenmektedir. D2 deformasyonu kırılgan-sünek geçişi koşullarını ifade etmektedir. D1 ve D2 deformasyonları benzer kinematik yöne sahip olmalarına rağmen, malzeme davranışı açısından birbirlerinden ayrılırlar. D1 deformasyonu malzemenin oldukça sünek davrandığı koşulları ifade ederken, D2 deformasyonu kırılgan-sünek geçişi koşullarını ifade etmektedir. Bunun yanı sıra, yapıların çalışma alanında yaygın biçimde gözlemlenen migmatitik zonlarla ilişkisi bir başka ayırt edici parametredir. D1 deformasyonuna ait yapılar migmatitik zonlarla uyumlu bir ilişki gösterirken, D2 deformasyonu migmatitik zonlarla açılı bir ilişki göstermektedir. Bu çalışmada Paleozoik metamorfizmasının koşulları üç kritere göre sınırlandırılmıştır: (1) Temel birimlerdeki yaygın gözlemlenen migmatitleşme, granitik kayaçların ıslak solidus değerini aşan sıcaklıkları gerektirir ve bu da yaklaşık 650 °C üzerinde bir sıcaklık sınırı belirler, (2) Amfibolitlerde hornblend ve plajiyoklasın bir arada bulunuşu, amfibolit fasiyesi koşullarını doğrular, (3) Kısmen korunmuş kiyanit (disten) kristallerinin varlığı basınç koşullarının sınırlandırılmasını sağlar. Mineralojik ve arazi gözlemlerinin birleştirilmesiyle, Paleozoik metamorfizmasının koşulları 650–720 °C sıcaklık ve 6–12 kbar basınç aralığına sınırlandırılmıştır. Paleozoik metamorfizmasını karakterize etmek amacıyla yüksek sıcaklık koşullarını ifade eden mikro yapılar incelenmiştir. Özellikle migmatitik gnaysların lökozomları içinde gözlenen kuvarslardaki“satranç tahtası”(chessboard) alt-tane deseni, doruk metamorfizmasıyla birlikte meydana gelen deformasyona işaret etmektedir. Bu alt-tane deseninin lökozomlar dışında bulunmaması, Paleozoik metamorfizmasının granülit fasiyesine kadar ilerlemediğini desteklemektedir. Tane sınırı göçü (GBM) ve alt-tane rotasyonu (SGR) rekristalizasyonları ile feldispatların yüksek gerilmeli bölgeleri boyunca deformasyon mirmekitlerinin gelişimi de Mesozoyik metamorfizmasının koşullarından daha yüksek sıcaklık koşullarını gerektirmektedir. Dolayısıyla, bu yüksek sıcaklık kalıntılarının tanımlanması, sonraki deformasyonlar tarafından maskelenmiş olan Mesozoyik öncesi termal geçmişin aydınlatılmasında kilit rol oynamaktadır.
Özet (Çeviri)
The Strandja Massif is a prominent, polymetamorphic belt located in the northwestern part of Turkey and the southeastern part of Bulgaria. The NW-trending massif is exposed over approximately 300 km and is about 100 km wide. The massif records a prolonged tectonic history involving multiple episodes of metamorphism, magmatism, and deformation. It consists of a Neoproterozoic-Paleozoic metasedimentary complex that is intruded by plutons of different ages and compositions. All these units are overlain by a Mesozoic metasedimentary unit with a tectonic contact. Previous studies have indicated that the massif has experienced two distinct metamorphic events. It is known that the massif underwent greenschist- lower amphibolite metamorphism and significant deformation during the Middle Jurassic to Early Cretaceous time. The aim of this study is to constrain the P-T conditions of the Paleozoic metamorphism and to determine the deformation phases. The Neoproterozoic-Paleozoic metasedimentary complex is mainly composed of biotite gneiss, biotite-garnet gneiss, amphibolite, and quartzofeldspathic schist. Migmatization is widespread within this unit. This unit is cut by four different metagranites that are compositionally and structurally distinct. The oldest of these metagranites is the Büyünlü Complex. It has a monzogranitic composition and is characterised by highly strained K-feldspars. The unit exhibits a structurally complex appearance with two distinct foliations and lineations. The second unit is the Çatma Complex. This unit has a granodioritic-granitic composition. Migmatization is widespread in both the Büyünlü and Çatma complexes, indicating they have undergone Paleozoic metamorphism. The Hamzabeyli Complex is granitic in composition. This unit exhibits weak foliation and lineation. The Hamzabeyli Complex is overlain by the Mesozoic metasedimentary unit, which consists of limestones, marble, dolomite, metasandstone, schist, and phyllite. The Doğanköy Complex, which is compositionally similar to the Büyünlü Complex, differs from it by not showing migmatization and having a rather monotonous structure. As a result of structural analysis, D1 and D2 deformations are distinguished, representing Paleozoic and Mesozoic metamorphism, respectively. The D1 deformation is homogenous in the macro scale and is observed in all units except the Doğanköy and Hamzabeyli complexes and the Mesozoic metasedimentary unit. Structures associated with this deformation include S1 foliation, L1 lineation, and F1 folds. S1 foliation is defined by its parallelism with migmatization. In the study area, the L1 lineation is dominantly dipping to the southeast. The kinematic indicators indicate NW vergence of tectonic transport. F1 folds are divided into two groups: macro (F1-1) and meso (F1-2) scales. The macroscale F1-1 folds are observed in the southern and southwestern parts of the study area. The strict parallelism of the hinge line of the F1-1 folds, and L1 lineation suggests that these faults can represent a section from a sheath fold that indicates a northwest vergence of motion. The mesoscale F1-2 folds are isoclinal folds with axial planes parallel to the S1 foliation. Both fold systems indicate that the D1 deformation occurred under highly ductile conditions. Migmatization associated with Paleozoic metamorphism plays a significant role in the ductile behaviour of this deformation. The D2 deformation is observed in all units within the study area. This deformation is heterogeneous at the macro scale. Structures associated with the D2 deformation consist of S2 foliation, L2 lineation, and F2 folds. The type of S2 foliation depends on the intensity of the D2 deformation. If the intensity of D2 deformation is low, S2 foliation is weakly developed, and spaced foliation that is often defined by muscovite. Where D2 deformation is moderately intense, crenulation cleavage is observed. In these areas, the cleavage domains are represented by S2, while the microlithons are represented by S1 foliation. The areas of intense D2 deformation are defined by ductile shear zones. In these zones, S2 foliation is penetrative and continuous. S1 foliation can be traced in these rocks through compositional layers formed by migmatization. L2 lineation is observed as crenulation lineation in areas where the D2 deformation is moderately intense and as mineral lineation or aggregate lineation in areas where it is highly intense. Similar to L1 lineation, L2 lineation predominantly dips to the southeast, indicating northwestward tectonic movement. The F2 folds are predominantly represented by tight, asymmetric folds with northwest vergence. The F1 folds are commonly superimposed by the F2 folds. The D2 deformation marks the brittle-ductile transition. Even though the D1 and D2 deformations are of similar kinematic sense, they are distinguishable by their differences in terms of material behaviour. The D1 deformation suggests conditions of highly ductile behaviour, whereas the D2 deformation represents conditions of brittle-ductile transition. Besides, the relationship between structures and migmatitic zones is another distinguishing parameter. Structures associated with the D1 deformation are compatible with migmatitic zones, whereas the D2 deformation displays an oblique relationship. The peak metamorphic conditions of the Paleozoic event are constrained by three criteria: (1) The widespread migmatization in the basement units necessitates temperatures exceeding the wet solidus of granitic rocks that sets a minimum temperature boundary of approximately 650 °C, (2) The stable coexistence of hornblende and plagioclase in amphibolites confirms conditions within the amphibolite facies, (3) The discovery of partially preserved kyanite crystals provides a critical pressure constraint. Integrating these mineralogical and field observations, the peak metamorphic conditions for the Paleozoic event are restricted to a temperature range of 650–720 °C and a pressure range of 6–12 kbar. In this study, high temperature relict fabrics were investigated to characterise the Paleozoic metamorphism. The chessboard subgrain pattern in quartz is observed specifically within the leucosomes of the migmatitic gneisses provides evidence that peak metamorphism occurred during one of the episodes of a prologue structural history of the Strandja Massif. The absence of this subgrain pattern out of leucosomes supports that the Paleozoic metamorphism did not advance into the granulite facies. The grain boundary migration (GBM) and subgrain rotation (SGR) recrystallisations and the growth of deformation myrmekites along the high-stress sites of feldspar also require higher temperature conditions than the metamorphic conditions of the Mesozoic deformation. Thus, identifying these high-temperature relicts is the key to unravelling the pre-Mesozoic thermal history that was masked by later deformations.
Benzer Tezler
- Yerçekimi etkili newtonyen olmayan düşen film akışı
Gravity-driven non-newtonian falling film flow
YUSUF YEĞİNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM OZKOL
- Gerçek zamanlı kinematik GPS yöntemiyle yapıların dinamik davranışlarının incelenmesi
Analysis of buildings dynamic behaviours with real-time kinematic GPS method
HÜSEYİN PEHLİVAN
Doktora
Türkçe
2009
Jeodezi ve FotogrametriYıldız Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER AYDIN
- Origin, age and deformation history of the Çataldağ metamorphic core complex
Çataldağ metamorfik çekirdek karmaşığı'nın kökeni, yaşı ve deformasyon tarihçesi
ÖMER KAMACI
Doktora
İngilizce
2021
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAFAK ALTUNKAYNAK
- Farklı yükleme koşullarında geleneksel ve geliştirilmiş modüler kolon-kiriş birleşimlerinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Finite element analysis of traditional and advanced modular beam-to-column connections under various loading conditions
SİBEL HAZİNEDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF AĞCAKOCA
DR. MOHAMMAD MANZOOR NASERY
- Çamaşır makinesi körüğünün hiperelastik ve viskoelastik özelliklerinin belirlenmese ve dinamik davranışının sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
Determination of hyperelastic and viscoelastic properties of washing machine door sealing and finite element analysis of its dynamic behavior
ARİF YÜCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN