Dünyadaki en büyük doğrultu atımlı fay zonlarından biri olan ve sayısız yıkıcı depremlerin
oluşmasına yol açan sismik etkinliği nedeniyle Kuzey Anadolu Fayı Zonu (KAFZ)’ nun
jeokronolojik evrimini ortaya çıkarmak büyük önem taşımaktadır. Bugüne kadar KAFZ’ nu
meydana getiren fayların yaşlarına ilişkin yapılan tüm çalışmalar tektonik, morfolojik ve
stratigrafik gözlemlere yöneliktir. Bu çalışmada, KAFZ boyunca oluşan fay killerinden
toplanan örneklerin jeokimyasal açıdan incelenmesi amaçlanmıştır. KAFZ’ dan toplam 90
adet örnek toplanmıştır. Örnekler üzerindeki laboratuar çalışmaları, SEM ve XRD ile
yürütülen minerolojik tayinler, duraylı (oksijen) izotop kompozisyonlarının belirlenmesine
yönelik izotop çalışmaları ve ayrıca örneklerin major oksit, nadir toprak element ve iz element
bolluklarının tespiti amaçlı kimyasal analizler şeklindedir. Elde edilen sonuçlar, sınırlı sayıda
örnek içinde diyajenetik illit gelişiminin varlığını ortaya koymaktadır. Bu da, fayın kestiği
ana kayaçların genellikle kireçtaşı, ofiyolit ve metamorfik olmasından kaynaklanmaktadır.
Toplanan örnekler üzerinde yapılan oksijen, hidrojen ve karbon izotop analizleri sonuçları,
KAFZ boyunca oluşan ana fay hareketleri sırasında magmatik ve/veya metamorfik kökenli
akışkanların hareket ettiklerini göstermektedir. Kuzey Anadolu Fay Zonu boyunca farklı
lokasyonlardan alınan illitik killerin oksijen izotop kompozisyonları birbirlerine benzer
çıkmıştır ve bu da killerin aynı izotop kompozisyonuna sahip akışkanlardan çöktüğünü
göstermektedir. Toplanan örneklerin iz element içeriği ise fraksiyonel kristallenmeyi
göstermektedir. Kuzey Anadolu Fay boyunca meydana gelen geniş illitik kil
mineralizasyonunun, fay killerinin hidrotermal alterasyonu ve psödotaklitlerle alakalı olduğu
ortaya konulmuştur. Örnekler içersinden, fay zonu dışındaki fay öncesi protolitlerinin, illitik
kil mineralleri içermemesi hidrotermal süreçlerin fay zonu içersindeki alanlarla sınırlı olduğunu göstermektedir. KAFZ boyunca oluşan ana fay hareketleri sırasında hareket eden
akışkanların bazı bilinen büyük ölçekli fay zonları için daha önce yapılmış çalışmalarla
sıkışma tipi orojenik kuşaklar boyunca benzer şekilde gelişmesi ve genellikle mezotermal
cevher mineralizasyonu görülmesi ile uyuşma göstermektedir.
The North Anatolian Fault Zone (NAFZ) one of the best-known and largest active continental
fault systems in the world and its geocronogical evolution is very important because of its
seismic activity. Earlier studies focussing on the age determination of the fault activity have
relied mainly on geological, geomorphological and seismological studies along the NAFZ.
The aims are to present new data on the timing of the formation and displacement history of
the NAFZ, and on the fluid flow history related to the evolution of the NAFZ. Totally 90
units sample collected along The North Anatolian Fault Zone. In the present study, we
examine Laboratory studies on samples are mineralogical investigations with SEM and XRD,
oxygen and hydrogen isotope compositions determination, REE analysis, trace element
analysis and major oxide analysis. Based on a detailed petrographic analysis, existent
diajenetic illit is very limited in samples because fault cut the limestone, ophiolite and
metamorfic main rocks. The δ
18O and δD values of the calculated fluid isotopic composition
(δ
18O = 5.9 ‰ to 11.2 ‰, δD = –59 to –73 ‰) are consistent with metamorphic and
magmatic origin of fluids mobilised during active tectonism. Oxygen isotope compositions of
the illitic clays from different locations along the NAFZ are similar, with narrow ranges in
δ
18O values indicating clay precipitation from fluids with similar oxygen isotope
compositions and crystallisation temperatures. Trace element analysis indicate fractional
crystallisation. Extensive illitic clay mineralisation occurred along the NAFZ related to
hydrothermal alteration of the fault gouges and pseudotachylytes. Samples representing the
pre-fault protoliths outside the fault zone do not contain authigenic illitic clay minerals
indicating that hydrothermal processes were confined to the areas within the fault zone. The
interpretation of the fluid flow history of the NAFZ is in agreement with those reported
previously for some well-known large-scale high-angle fault zones, which similarly
developed along collisional-type orogenic belts and are commonly associated with significant
mesothermal ore mineralization.
