Süphan Volkanik Çığının Jeolojik Özellikleri

Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences 17 (1):1-5, 2012
Araştırma Makalesi/Research Article
Süphan Volkanik Çığı’nın Jeolojik Özellikleri
Yavuz Özdemir1, Vural Oyan1, Nilgün Güleç2
1
Yüzüncü Yıl Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fak. Jeoloji Müh. Bölümü, Van
Orta Doğu Teknik Üniversitesi Mühendislik Fak. Jeoloji Müh. Bölümü, Ankara
e-posta: [email protected]
2
Özet : Van Gölü’nün kuzeyinde yer alan Süphan Stratovolkanı 4050 m yüksekliği
ile Doğu Anadolu’da yer alan Kuvaterner yaşlı volkanların en önemli üyelerinden
biridir. Neojen-Kuvaterner yaşlı sedimanter birimler üzerine yerleşen Süphan
volkanizması bazalttan riyolite kadar uzanan lavlar, riyolitik-dasidik domlar,
piroklastik birimler ve volkanik çığ ile karakterize olmaktadır. Bu çalışmanın
konusu olan volkanik çığ ürünleri stratovolkanın kuzeyinde öndüleli topoğrafyalar
sunarlar. Ana kaynaktan yaklaşık olarak 25 km uzaklara taşınan çığ ürünleri kendi
içerisinde blok ve matriks fasiyesleri ile karakterize edilmektedir. Süphan volkanik
çığının oluşumunda depremler ve volkanik patlamaların etkin olduğu
düşünülmektedir.
Anahtar Kelimeler; Süphan Stratovolkanı, Doğu Anadolu, Volkanik çığ
Geological Properties of Süphan Debris Avalanche
Abstract : Süphan Stratovolcano, located to the north of the Lake Van is one of
the most important Quaternary volcanos in Eastern Anatolia with its 4050 m high
elevation. Products of the Süphan stratovolcano which overly the NeogeneQuaternary sedimentary rocks are lava flows with compositions ranging from
basalt to rhyolite, rhyolit-dasidic domes, pyroclastic rocks and a debris avalanche.
Süphan debris avalance displays hummocky topography and appears to have
traveled approximately 25 km away from the source at the northern parts of the
volcano. The products of Süphan debris avalanche are characterized by two
different facies, block and matrix. Combination of magmatic and tectonic
processes can be responsible for evolution of the debris avalanche at Süphan.
Key words; Süphan Stratovolcano, Eastern Anatolia, Debris avalanche
Giriş
Doğu Anadolu bölgesi Arap ve
Anadolu (Avrasya) plakalarının çarpışmasını
izleyen evrede meydana gelen kuzey-güney
sıkışması sonucu oluşan yüksek bir platodur.
Kuzey-güney yönde meydana gelen kuvvetli
sıkışma doğu-batı uzanımlı kıvrımların, ters
fayların, doğrultu atımlı iki büyük fay
sisteminin (sağ yanal atımlı Kuzey Anadolu
Fay zonu ve sol yanal atımlı Doğu Anadolu
Fay Zonu) oluşumuna, Anadolu levhasının
batıya doğru kaçışına ve Doğu Anadolu
Bölgesinin yaklaşık 3/2’sini kaplayan
Senozoyik yaşlı volkanizmanın oluşumuna
sebep olmuştur. 7.2 büyüklüğündeki 23 Ekim
2011 Van depremi bölgede sıkışmanın ve
Doğu Anadolu litosferinin aktif olarak
deforme
olmaya
devam
ettiğini
göstermektedir. Arabistan ve Anadolu
levhalarının çarpışmasını izleyen evrede
meydana gelen volkanik faaliyetler OrtaMiyosen’den günümüze kadar devam etmiş
ve oluşan volkanik ürünler kuzeyde ErzurumKars Platosundan, güneyde Arap levhasına
kadar uzanmış, Süphan, Nemrut, Ağrı, Etrüsk
gibi strato, Tendürek, Girekol, Karacadağ
gibi kalkan volkanları ve irili ufaklı birçok
volkanik çıkış merkezini oluşturmuştur
(Pearce ve diğ., 1990; Yılmaz ve diğ., 1998;
Keskin, 2003; Şengör ve dig., 2008; Lebedev
ve diğ., 2010; Özdemir ve diğ., 2006;
Özdemir, 2011; Oyan, 2011). Güneyde
Adilcevaz (Bitlis), kuzeyde Patnos (Ağrı) ve
kuzeybatıda Malazgirt (Muş) ilçeleri arasında
konumlanan Süphan Stratovolkanı bölgede
yükselen çarpışma kökenli volkanların en
kompleks, jeolojik olarak en az bilinen ve en
gençlerinden biridir (Şekil 1). Volkan 4050 m
Özdemir ve ark.,
yüksekliğindeki zirvesi ile ülkemizin yüksek
noktalarından
birini
olusturmaktadır.
Zirvesinde biri krater içinde, diğeri ise krateri
kaplayan riyolit domunun üzerinde olmak
üzere iki adet göl bulunmaktadır. Volkanik
koninin temel çapı 35-40 km olup
volkanizmaya ait ürünler yaklaşık olarak
2000 km2 lik bir alana yayılmıştır (Özdemir,
2011; Özdemir ve diğ. 2011). Süphan
Stratovolkanı’nın volkanik ürünleri Miyosen
yaşlı denizel kireçtaşlarının, PliyosenPleyistosen yaşlı karasal ve gölsel
sedimanlarının üzerine yerleşmiştir. Ana
koninin
haricinde
volkanın
farklı
noktalarında paraziter karakterde 25 adet
monojenetik yapı (dom, maar) gelişmiştir.
Şekil 1. Süphan Stratovolkanının yer bulduru haritası
Lavlardan ve volkanik domlardan elde
edilmiş K-Ar (Ogata ve diğ., 1989; Ercan ve
diğ., 1990) ve 40Ar-39Ar (Özdemir, 2011)
radyometrik yaşlar, Süphanın 0.76 – 0.06 My
arasında aktif olduğunu, mineralojikpetrografik ve jeokimyasal çalışmalar ise
bazaltik,
bazaltik
trakiandezitik,
trakiandezitik, trakitik, dasidik ve riyolitik
karakterde volkanik ürünler meydana
getirdiğini ortaya koymuştur. Radyometrik
(40Ar-39Ar) yaşlandırmayla elde edilen en
genç yaş (0.06 My) volkanın ana bacasını
tıkayan ve yaklaşık 1 km çapa sahip olan,
zirvede konumlanmış riyolitik doma aittir
(Özdemir, 2011). Ancak yapılan arazi
çalışmaları
volkanizmanın
en
genç
ürünlerinin volkanın güneyinde yeralan
Aygır maarına ait piroklastik ürünler
olduğunu göstermiştir (Özdemir ve diğ.,
2011). Bu ürünlerden radyometrik herhangi
bir yaş literatürde bulunmadığından maarın
oluşum yaşı tam olarak belli değildir ancak
60 bin yıldan daha genç olduğu olasıdır.
Süphan, volkanolojik evrimi sırasında
birbirinden farklı birçok ürün meydana
getirmiştir. Bu ürünlerden biri de volkanın
kuzeyinde meydana gelen ve volkandan
onlarca km uzağa ulaşan volkanik çığ (debris
avalanche) ürünleridir. Bu çalışma Süphan
Stratovolkanın kuzeyinde meydana gelen
volkanik çığ ürünlerinin fasiyes özelliklerinin
ve oluşum mekanizmasının ortaya konmasını
amaçlamaktadır.
2
Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences
Süphan Volkanik Çığı’nın Jeolojik Özellikleri
Materyal ve Yöntem
Bu çalışma Süphan Stratovolkanının
kuzeyinde yüzeylenen volkanik çığ ürünleri
üzerinde gerçekleşmiştir. Çığın fasiyes
özelliklerinin, yayılımının ve olası kayma
yüzeyinin belirlenmesi amacıyla arazi
çalışmaları gerçekleştirilmiş ve Süphan
volkanını kapsayan alanın 1/35.000 ölçekli
hava fotoğrafları, DEM (Digital Elevation
Model)
ve
uydu
görüntülerinden
faydalanılmıştır.
Bulgular ve Tartışma
Volkanik çığ, volkanik bir yapının
susuz
koşullar
altında
çökmesiyle
oluşmaktadır. Çığ sonrası oluşan çökeller
blok ve matriks olmak üzere iki ayrı
fayisesten meydana gelmektedir (Ui, 1989).
Blok fasiyesi volkanik çığı oluşturan
bloklardan, matriks fasiyesi ise volkanın
farklı ürünlerini içeren ince taneli
malzemelerden meydana gelir. Volkanik
çığın en tipik morfolojik özellikleri, volkanik
koni üzerindeki anfi tiyatro şeklinde çöküntü
alanları ve volkanik çığın oluşturduğu
ondüleli
topoğrafyalardır
(hummocky
topography) (Sigurdsson ve diğ., 2000).
Ondüleli topoğrafyada yığınlar şeklinde
oluşan tepeler, enine ve boyuna oluşan
sırtlardan meydana gelmektedir (Glicken,
1982; Siebert, 1984). Süphan volkanizmasına
bağlı olarak gelişen volkanik çığ ürünleri
volkanın
kuzey,
kuzeydoğusunda
yüzeylenmiştir. En belirgin özelliği ondüleli
topoğrafyalarıdır. Sadece yol yarmalarında
belirgin yüzlek veren volkanik çığ ürünlerine
ait bloklar riyolitik obsidiyen ve perlitten
oluşmuş ve üst kısımları çoğunlukla Süphan
volkanizmasına ait genç ürünler tarafından
örtülmüştür. Ondüleli topoğrafyayı temsil
eden ürünler blok fasiyesini temsil etmektedir
ve dairesel tepeler ile enine-boyuna uzanan
sırtlar şeklinde morfolojiler sunmaktadır
(Şekil 2).
Şekil 2. Volkanın kuzeyinde gözlenen volkanik çığa ait ondüleli yapıların (Hummocky
structures) topografik harita üzerindeki konumları
Volkanın kuzeyinde yer alan ve ana koniye
yaklaşık 10 km mesafede bulunan ondüleli
yapıların içerisindeki riyolitik obsidiyen ve
perlit bloklarının boyutları 1.5-2 m ye
ulaşmaktadır (Şekil 3).
3
Cilt/Volume: 7, Sayı/Issue:1. 2012
Özdemir ve ark.,
Şekil 3. Volkanik çığa ait blok fasiyesi
Köşeli yapılar sunan blokların boyutları ana
koniye yaklaştıkça artmakta uzaklaştıkça
azalmaktadır. Kaynaktan uzaklaştıkça blok
boyutlarının azalmasını Siebert (1984) büyük
blokların aşağı doğru hareket ederken
parçalanmasıyla ilişkilendirmiştir. Gri, sarı
ve kahverengi renkler sunan matriks fasiyesi
ise genellikle yayvan topoğrafya ile temsil
edilmektedir. Matriks fasiyesini oluşturan
ürünler (Şekil 4) ince taneli obsidiyen ve
perlit çakılları ile killi - çakıllı seviyelerden
meydana
gelmiştir.
Matriks
fasiyesi
içerisinde yer alan sedimanter seviyeler
muhtemelen akış sırasında volkanik çığ
içerisine katılan eski karasal çökellere aittir.
yayılım gösterdiği alan net olarak
belirlenememiştir. Fakat görünür kalınlığı 2025 m arasında değişmektedir. Volkanik çığa
ait ürünlerin Süphan volkanizmasının yaşlı
birimlerden biri olması, çığ sonrası ürünlerin
varlığı ve zamansal erozyon gibi sebeplerden
dolayı çığı oluşturan kayma yüzeyi Süphan
ana konisinde net olarak belirlenememiştir.
Ancak DEM (Digital Elevation Model), uydu
ve hava fotoğrafı görüntüleri yardımıyla çığın
meydana geldiği kayma yüzeyi tahmini
olarak belirlenmiştir (Şekil 5). Volkanik
çığlar oluşum mekanizmasına bağlı olarak
Bezymianny, Bandai, ve Unzen olmak 3 ayrı
kategoriye ayrılmaktadır (Sigurdson ve diğ.,
2000). Bezymianny tip St. Helens (Amerika)
volkanında olduğu gibi volkanik püskürmeler
ile karekterize edilir. Bu tip püskürmelerde
Volkanik çığlara eşlik eden ve/veya ardından
gelişen oldukça geniş alanlara yayılan
piroklastik akışlar ve geri düşme ürünleri yer
alır (Siebert, 1984; Siebert ve diğ., 1987).
Bandai tip ise 1988 de Bandai (Japonya)
volkanında meydana gelen ve preatik
püskürmeler sonucu oluşan mekanizmayla
karekterize edilir. Piroklastik çökeller
içermez. Unzen tip ise doğrudan volkanik
aktivite ile ilişkili değildir, genellikle
tetikleyici mekanizma depremlerdir.
Şekil 5. Volkanik çığın oluşumuna sebep olan
olası kayma yüzeyi (Görüntü Google
Şekil 4. Volkanik çığa ait matriks fasiyesi
Süphanın kuzey, kuzey doğusunda
ondüleli topoğrafyaları ile belirgin olan
volkanik çığ ürünleri ana kaynaktan (Süphan
merkez koni) yaklaşık 25 km uzağa
yayılmıştır. Üzerleri volkanın daha sonraki
faaliyetlerine bağlı olarak gelişen bazaltik
traki-andezitik lavlar ve piroklastik birimler
tarafından örtüldüğünden arazide kalınlığı ve
Earth’den alınmıştır).
Süphan Stratovolkanına ait volkanik çığ
çökellerine eşlik eden ya da hemen ardından
gelişen
yoğun
piroklastik
ürünlere
rastlanmamıştır. Ancak çığ üzerine yerleşen
pomza geri düşme ürünleri yeralmaktadır.
Bölgede fayların etkin olduğu ve debris
ürünlerinin üzerine yerleşen küçük hacimli
piroklastiklerin de bulunduğu göz önüne
4
Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences
Süphan Volkanik Çığı’nın Jeolojik Özellikleri
alındığında volkanik çığının oluşumunda
depremler ve volkanik patlamaların etkin
olduğunu söylemek olasıdır.
Sonuçlar
Süphan volkanının jeolojik evriminin bir
parçası olan volkanik çığ ürünlerinin yayılımı
ve fasiyes özellikleri ilk kez bu çalışmada
ayrıntılı olarak ortaya konmuştur. Süphan
merkez konisinden yaklaşık olarak 25 km
uzaklığa ulaşan Süphan volkanik çığ ürünleri,
kendi içerisinde blok ve matriks fasiyesleri
olarak ayırtlanmıştır. Volkanın kuzey
yamaçlarında meydana gelen volkanik çığ,
muhtemel olarak tektonik faaliyetler ve
volkanik aktiviteler sonucunda meydana
gelmiştir.
Kaynaklar
Ercan, T., Fujitani, T.,Matsuda, J., Notsu,K.,
Tokel, S., Tadahide, U.İ. 1990. Doğu ve
Güneydoğu Anadolu Neojen-Kuvaterner
volkanitlerine ilişkin yeni jeokimyasal,
radyometrik ve izotopik verilerin yorumu.
MTA dergisi 110, 143-164.
Glicken, H., 1982. Criteria for identification of
large volcanic debris avalanches (abstr).
Eos, Trans Am Geophys Union, 63, 1141
Keskin, M., 2003. Magma generation by slab
steepening and breakoff beneath a
subduction-accretion
complex:
An
alternative model for collision-related
volcanism in Eastern Anatolia, Turkey.
Geophysical Research Letters, 30(24),1-4.
doi.10.1029/2003Gl018019.
Lebedev, V.A., Sharkov, E.V., Keskin, M.,
Oyan, V., 2010. Erratum: Geochronology
of Late Cenozoic Volcanism in the Area of
Lake Van, Turkey: An Example of
Developmental Dynamics for Magmatic
Processes. Doklady Earth Sciences,
433(2), 1031-1037.
Ogata A., Nakamura K., Nagao K. and
Akimoto S.,1989. K-Ar age of young
volcanic rocks of Turkey. 1989 annual
meeting of the Geochemical Society of
Japan, ICO 3.
Oyan, V., 2011. Etrüsk Volkanı ve Çevresinin
(Van Gölü Kuzeyi) Volkanostratigrafisi
Petrolojisi
ve
Magmatik
Evrimi,
Yayınlanmamış Doktora Tezi, YYU, 375s.
Özdemir, Y., Karoğlu, Ö., Tolluoğlu, A.Ü.,
Güleç, N., 2006. Volcanostratigraphy and
petrogenesis of the Nemrut stratovolcano
(East Anatolian High Plateau): The most
recent post-collisional volcanism in
Turkey. Chemical Geology, 226,189–211.
Özdemir, Y., Blundy, J.D., Güleç, N., 2011.
The
importance
of
fractional
crystallization and magma mixing in
controlling chemical differentiation at
Süphan Stratovolcano, Eastern Anatolia,
Turkey. Contributions to Mineralogy and
Petrology, 162, 573-597.
Özdemir, 2011. Volcanostratigraphy and
petrogenesis of Süphan Stratovolcano.
Yayınlanmamış Doktora Tezi, ODTÜ,
279s.
Pearce J.A., Bender J.F., De Long S.E., Kidd,
W.S.F., Low, P.J., Güner, Y., Şaroğlu, F.,
Yılmaz, Y., Moorbath, S., Mitchell, J.G.,
1990. Genesis of collision volcanism in
Eastern Anatolia, Turkey. Journal of
Volcanology
Geothermal
Research,
44,189–229
Siebert, L., 1984. Large volcanic debris
avalanches: characteristics of source areas,
deposits, and associated eruptions. Journal
of Volcanology and Geothermal Research,
22:163-197.
Siebert, L., Glicken, H., Ui, T., 1987. Volcanic
hazards from Bezymianny- and Bandaitype eruptions. Bulletin of Volcanology,
49, 435-459.
Sigurdsson, H., Houghton, B.F., McNutt, S.R.,
Rymer, H., Stix, J., 2000. Encyclopedia of
Volcanoes. Academic press, San Diego.
Şengör, A.M.C., Özeren, S., Keskin, M.,
Sakınç, M., Özbakir, A.D., Kayan, I.,
2008. Eastern Turkish high plateau as a
small Turkic-type orogen: Implications for
post-collisional crust-forming processes in
Turkic-type orogens. Earth Science
Reviews, 90,1-48.
Ui, T., 1989. Discrimination between debris
avalanches and other volcaniclastic
deposits. In: Latter JH (ed) (1989) IAVCEI
Proceedings in Volcanology 1, Volcanic
Hazards. Springer-Verlag, Berlin, 201-209.
Yılmaz, Y., Güner, Y., Şaroğlu, F., 1998.
Geology of the Quaternary volcanic
centres of the East Anatolia. Journal of
Volcanology and Geothermal Research,
85,173-210.
5
Cilt/Volume: 7, Sayı/Issue:1. 2012