Susuzdağ ve Tekkedağ (Kapadokya-Türkiye) Çevresindeki Volkanik Kayaçların ASTER Görüntüsü Kullanılarak Haritalanması

Abstract

Tuz Gölü ve Ecemiş Fayı arasında ve Kapadokya Volkanik Bölgesinde bulunan inceleme alanı, geç dönem teknonizmasından etkilenmiş ve buna bağlı olarak geç Miyosen’den günümüze kadar gelişen volkanik aktiviteye maruz kalmıştır. Bu çalışmada, Terra uydusu üzerindeki Gelişmiş Uydu Isıl Yayım ve Yansıtım Radyometre (ASTER) algılayıcısı tarafından elde edilmiş multispektral uydu görüntüsü kullanılarak Orta Anadolu’da Susuzdağ (Hamurcu, Kayseri) ve Tekkedağ’ı (Başdere, Nevşehir) içine alan bir bölgede yüzeylenmiş olan volkanik kayaçlar haritalanmıştır. ASTER’in bölgedeki kayaçların karakteristik Fe, Al-OH ve Fe/Mg-OH soğurma bantlarına karşılık gelen bantları dikkate alınarak 9/8, (1+4)/(2+3), 6 ve (1+4)/(2+3), 8, 4/6 (KYM) bant oran görüntüleri oluşturulmuş ve bölgedeki bazalt, bazaltik andezit/andezit, dasit ve piroklastik kayaçların sınırları belirlenmiştir. Özellikle 9/8 bant oranının bazalt ve andezitlerin diğer volkanik kayaçlardan ayrılmasında etkin olduğu görülmüştür. Bununla birlikte Fe2+(ferröz) demir indeksi, (1+4)/(2+3), Hamurcu çevresindeki dasit domlarını belirgin bir şekilde ortaya çıkarmıştır. Bölgede geniş alanları kaplayan İncesu ignimbriti ise ASTER 6.bantına karşılık gelen radyasyonu soğurma özelliğinden dolayı 4/6 bant oranı görüntüsünde çevresindeki kayaçlara göre daha koyu tonlarda görülmüştür. Bu çalışmada ilk kez kullanılan bant oran görüntüleri sonucu oluşturulan litoloji haritalarının doğruluğu, arazi gözlemleri ve MTA jeoloji haritası ile tasdik edilmiştir. Bazalt ve andezitin birbirinden ayırımı nispeten belirsizlik içermesine rağmen, ASTER’in işlenmiş görüntüleri volkanik kayaçların düşük bir maliyetle, güvenilir ve hızlı bir şekilde haritalanmasına olanak sağlamıştır. Ayrıca bu çalışmada kullanılan metodoloji ülkemizin ve dünyanın benzer coğrafik bölgelerinde magmatik kayaçların haritalanmasında uygulanabilir.

Keywords

• ASTER,Bant oran,Volkanik kayaçlar,Orta Anadolu,Kapadokya,Uzaktan algılama

Mapping of volcanic rocks around Susuzdağ and Tekkedağ in Cappadocia Volcanic Terrain using ASTER data

Abstract

The study area, located in the Cappadocia Volcanic Terrain between the dextral Tuz Gölü fault and sinistral Ecemiş fault, was affected by neotectonic forces and accordingly underwent volcanic activity that developed from late Miocene until recent years. Extrusive igneous rocks outcropping in central Anatolia around Susuzdağ (Hamurcu town, Kayseri) and Tekkedağ (Başdere town, Niğde) were mapped using an Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) multispectral satellite image. Band ratio images of 9/8, (1+4)/(2+3), 6 and (1+4)/(2+3), 8, 4/6 (RGB) were constructed by taking into account ASTER bands corresponding to the characteristic Fe, Al-OH and Fe/Mg-OH absorption features of rocks in the region, and the boundaries of basalt, basaltic andesite/ andesite, dacite and pyroclastic rocks in the region were delineated. It was demonstrated that a band ratio of 9/8 is particularly effective in differentiating basalt and andesite from the surrounding extrusive igneous rocks. In addition, the ferrous iron index, (1+4)/(2+3), clearly indicates dacite domes as bright pixels around Hamurcu town. Incesu ignimbrite covering large areas in the region appears in darker tones than the surrounding rocks in the 4/6 band ratio image due to the fact that it has a relatively shallow absorption feature in ASTER band6. The accuracy of the resultant lithological maps generated from the first-time used band ratio images was verified by comparing the field survey and geological maps. Although there is some uncertainty in discriminating between basalt and andesite, the resultant ASTER images enable us to map extrusive igneous rocks in a cost-effective, reliable and fast manner. The methodology used in this study can be applied for mapping igneous rocks in similar geographic locations in Turkey and around the world.

Keywords

• ASTER,Band ratio,Extrusive igneous rocks,Central Anatolia,Cappadocia,Remote sensing

References

1. Ak, S., Yumuk, O., Yıldız, H., Mengeloğlu, M., 2015. Hamurcu-(İncesu-Kayseri ve Başdere (Yeşilhisar-Kayseri) Au-Ag-Cu-Mo-Pb-Zn-As Cevherleşmesi. MTA Doğal Kaynaklar ve Ekonomi Bülteni, 20, 85-95.
2. Akçay, A.E., Dönmez, M., Türkecan, A., 2017. Sultan sazlığı havzasının (Kayseri) açılım yaşına ilişkin jeolojik veriler. MTA Doğal Kaynaklar ve Ekonomi Bülteni, 22, 57-62.
3. Amer, R., Kusky, T., Ghulam, A., 2010. Lithological mapping in the central eastern desert of Egypt using ASTER data. Journal of African Earth Sciences, 56 (2), 75-82.
4. Batum, I., 1978. Nevşehir güneybatısındaki Göllüdağ ve Acıgöl yöresi volkanitlerinin jeoloji ve petrografisi. Hacettepe Universitesi Yerbilimleri-Bulletin for Earth Sciences, (3) 50–69.
5. Chabrillat, S., Goetz, A.F.H., Krosley, L., Olsen, H.W., 2002. Use of hyperspectral images in the identification and mapping of expansive clay soils and the role of spatial resolution. Remote Sensing of Environment, 82, 431-445.
6. Clark, R.N., 1999. Spectroscopy of rocks and minerals and principles of spectroscopy (Remote sensing for the earth sciences, manual of remote sensing, Ed.: Rencz, A.N.). John Wiley and Sons, New York, 3–58.
7. Delibaş, O., Genç, Y., 2012. Late Cretaceous coeval acidic and basic magmatism, Karacaali magmatic complex, central Anatolia, Turkey. International Geology Review, 54 (14), 1697-1720.
8. Dhont, D., Chorowicz J., Yürür T., Froger J.-L., Köse O., Gündoğdu N., 1998. Emplacement of volcanic events and geodynamics of Central Anatolia, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 85, 33-54.

9. Dönmez, M., Türkecan, A., Akçay, A.E., 2003. Kayseri - Niğde - Nevşehir yöresi Tersiyer volkanitleri. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No:10575 Ankara, (yayımlanmamış).
10. Dönmez, M., Akçay, A.E., Türkecan, A., 2005. 1/100.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları serisi. Kayseri - K34 paftası: No: 49, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayını.
11. Drury, S., 2001. Image interpretation in geology. Blackwell Science, Malden, MA, 304 s.
12. Ercan, T., 1986. Orta, Anadolu’daki Senozoyik volkanizması. Bulletin of the Mineral Research and Exploration, 107, 119-140.
13. Fujisada, H., 1995. Design and performance of ASTER instrument. Proceedings of SPIE, the International Society for Optical Engineering, 2583, 16–25.
14. Genç, Y., Yürür, T., 2010. Coeval extension and compression in Late Mesozoic-Recent thinskinned extensional tectonics in central Anatolia, Turkey. Journal of Structural Geology, 32, 623–640.
15. Göncüoğlu, M., 2010. Türkiye Jeolojisine Giriş: Alpin ve Alpin Öncesi Tektonik Birliklerin Jeodinamik Evrimi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayınları, Monografi Serisi: 5, Ankara, 69 s.
16. Haselwimmer, C.E., Riley, T.R., Liu, J.G., 2010. Assessing the potential of multispectral remote sensing forlithological mapping on the Antarctic Peninsula: case study from eastern Adelaide Island, Graham Land, Antarctic Science, 22, (3), 299–318.
17. Hunt, G.R., Salisbury, J.W., Lenhoff, C.J., 1974. Visible and near infrared spectra of minerals and rocks: IX. Basic and ultrabasic igneous rocks. Modern Geology, 5, 15–22.
18. Idleman, L., Cosca, M.A., Heizler, M.T., Thomson, S.N., Teyssier, C., Whitney, D.L., 2014. Tectonic burial and exhumation cycles tracked by muscovite and K-feldspar 40Ar/39Ar thermochronology in a strike-slip fault zone. Tectonophysics, 612-613, 134-146.
19. Innocenti, F., Mazzudi, R., Pasquare, G., Radicati, Brozolo F., Villari, L., 1975. The Neogene calc-alkaline volcanism of Central Anatolia: Geochronological data on Kayseri-Niğde area: Geological Magazine, 112, 349-360.
20. Keskin, H., Dönmez, M., Akçay, A.E., 2010. 1/100.000 ölçekli Türkiye Jeoloji haritaları, Kayseri L34 paftası, No: 141 Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayını, Ankara.
21. Koçyiğit, A., Erol, O., 2001. A tectonic escape structure: Erciyes pull-apart basin, Kayseri, central Anatolia, Turkey. Geodinamica Acta, 14, 133–145.
22. Koralay, T., Kadıoğlu, Y.K., 2003. İgnimbiritlerin tavan ve taban ilişkilerini belirleyen petrografik veriler: İncesu (Kayseri) ignimbiriti. Selçuk Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 18 (1), 43-54.
23. Koralay, T., 2006. İncesu ignimbiritinin (Kayseri) Jeolojisi, Petrolojisi ve Ayırtman Özellikleri. Ankara Üniversitesi, Doktora Tezi., 302 s., (yayımlanmamış).
24. Le Pennec, J.L., Bourdier, J.L., Froger, J.L., Temel, A., Camus, G., Gourgaud, A., 1994. Neogene Ignimbrites of the Nevsehir plateau (Central Turkey): stratigraphy, distribution and source constraints. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 63 (1-2), 59-87.
25. Le Pennec, J.L., Temel, A., Froger, J.L., Şen, Ş., Gourgaud, A., Bourdier, J.L., 2005. Stratigraphy and age of the Cappadocia ignimbrites, Turkey reconciling field constraints with paleontologic, radiochronologic, geochemical and paleomagnetic data. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 141, 45-64.
26. Lillesand, T., Kiefer, R.W., Chipman, J., 2004. Remote Sensing and Image Interpretation, 5. ed. Wiley India Pvt. Limited, 763 s.
27. Mars, J.C., 2010. VINR-SWIR and TIR remote sensing of porphyry copper deposits, (Porphyry Copper Deposit Model, Ed.: John, D.A.). Scientific Investigations Report, 5070-B, 38–50.
28. Mars, J.C., Rowan, L.C., 2010. Spectral Assessment of New ASTER SWIR Surface Reflectance Data Products for Spectroscopic Mapping of Rocks and Minerals. Remote Sensing of Environment, 114, 2011–2025.
29. Pasquare, G., 1968. Geology of the Cenozoic volcanic area of Central Anatolia. Accademia nazionale dei Lincei, 8 (9), 53–204.
30. Pasquare, G., Poli, S., Vezzoli, L., Zanchi, A., 1988. Continental arc volcanism and tectonic setting in Central Anatolia, Turkey. Tectonophysics, 146, 217–230.
31. Pour A.M., Hashim M., 2012. The application of ASTER remote sensing data to porphyry copper and epithermal gold deposit. Ore Geology Reviews, 44, 1-9.
32. Rajendran, S., Nasir, S., 2017. Characterization of ASTER spectral bands for mapping of alteration zones of volcanogenic massive sulphide deposits. Ore Geology Reviews, 88, 317–335.
33. Rockwell, B.W., 2012. Description and Validation of an Automated Methodology for Mapping Mineralogy, Vegetation, and Hydrothermal Alteration Type from ASTER Satellite Imagery with Examples from the San Juan Mountains, Colorado: Scientific Investigations Map 3190.
34. Rotstein Y., Kafka A.L., 1982. Seismotectonics of the southern boundary of Anatolia, Eastern Mediterranean region: subduction, collision and arc jumping Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 87 (B9), 7694–7706.
35. Rowan, L.C., Mars, J.C., 2003. Lithologic Mapping in the Mountain Pass, California Area Using Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) Data. Remote Sensing of Environment, 84, 350–366.
36. Schumacher, R., Keller, J., Bayhan, H., 1990. Depositional characteristics of ignimbrites in Cappadocia, Central Anatolia, Turkey. Proceedings of IESCA Congress. (Ed. Savaşcın, Y., Eronat, H.A.), 2, 435-449.
37. Schumacher, U.M., Schumacher, R., Götte-Viereck, G.L., Lepetit, P., 2004. Areal Distribution and Bulk Rock Density Variations of the Welded İncesu Ignimbrite, Central Anatolia, Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences, 13 (3), 249-267.
38. Seyitoğlu, G., Scott, B.C., 1996. The cause of N–S extensional tectonics in western Turkey: tectonic escape vs back-arc spreading vs orogenic collapse. Journal of Geodynamics, 22, 145-153.
39. Tommaso, I.M., Rubinstein, N., 2007. Hydrothermal alteration mapping using ASTER data in the Infiernillo porphyry deposit, Argentina. Ore Geology Reviews, 32, 275–290.
40. Toprak, V., 1998. Vent distribution and its relation to regional tectonics, Cappadocia Volcanics, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 85 (1-4), 55-67.
41. Toprak, V., Keller, J., Schumacher, R., 1994. Volcano tectonic features of the Cappadocian volcanic province. International Volcanological Congress, IAVCEI’94, Excursion Guide. Ankara.
42. Türkecan, A., Dönmez, M., Akçay, A., 2003. Kayseri-Niğde-Nevşehir Yöresi Tersiyer Volkanitleri. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor no: 10575. (yayımlanmamış).
43. Yamaguchi, Y., Naito, C., 2003. Spectral Indices for Lithologic Discrimination and Mapping by Using the ASTER SWIR Bands. International Journal of Remote Sensing, 24, 4311–4323.
44. Zhou, K., Wang, S., 2017. Spectral properties of weathered and fresh rock surfaces in the Xiemisitai metallogenic belt, NW Xinjiang, China. Open Geosciences, 9, 322–339.