The Carboniferous Stratigraphy of İstanbul

Year 1971, Volume: 14 Issue: 2, 143 - 199, 30.09.1971

Orhan Kaya

Abstract

The Carboniferous stratigraphy of İstanbul is described with special reference to the western part of Bosporus (Thracian area). On the basis of particular stratigraphic successions and structural features the Thracian area is subdividied into subareas of Istinye, Kâğıthane, Cebeciköy and Zekeriyaköy.

The upper part of a predominantly nodular limestone unit (Büyükada fm.) is subdivided into two members, in ancending order: Ayineburnu and Küçükyalı. The Ayineburnu member is composed of thin-to medium - bedded nodular limestone and laminated calcareous shales and ranges from Late Devonian to Early Tournaisian in age. İt conformably overlaps the older Devonian strata onto Ordovician rocks. The Küçükyalı member is represented by channel-filled turbidite graywacke and shale. The Baltalimanı formation is mainly composed of lydites and subordinate siliceous shales. İt is Early or Middle Tournisian, or both, in age. The Trakya formation is characterized by thick shales, graywackes and lithic - conglomerates which are highly variable both lateraly and vertically. The flysch facies, anyway interrupted, is predominant. On the basis of fine- and coarse-clastics and distribution of carbonates the Trakya formation is subdivided into three members, in ascending order: Acıbadem, Küçükköy and Çamurluhan. The formation ranges from Late Tour-naisian to nearly Late Middle Visean in age. The Acıbadem member consists of shale and claystone with limestones intercalated. The Küçükköy member is composed of shales, thick-bedded graywackes, lithic-conglomerates and subordinate limestones. The Çamurluhan member is mainly made up of shales with graywckes, lithic-and quartz - conglomerates, and limestones. The shales become sandier and pebbly toward the north. The thickness, the biofacies, likewise change in the same direction. At the north, the shales are the time equivalent of the lower part of the overlying Cebeciköy limestone. The Cebeciköy limestone İs composed of bioclastic limestone, subordinate shales, secondary dolomite and chert. The unit is of shelf-edge carbonate type and is Late Middle to Middle Late Visean in age. The Gümüşdere formation consists of graywacke, feldispathic garywacke, feldispathic conglomerate, shale and Iydite. The basal siliceous shale and Iydite designated the Kartaltepe member. İn the south the siliceous shales predominate which gradationally overlie the Cebeciköy limestone. İn the north, the lydites discordantly rest on the lower sections of the Çamurluhan member. The flora of the member is in favor of a Late Visean- Namurian age. The main graywacke section of the formation is of flysch facies. Minor coal seams are present in the uppermost part of the formation. The Çiftalan formation consists of medium-to thick - bedded, subgraywackes. İt strikes parallel with the Gümüşdere formation and bears some compositional similarity to it. The Değirmendere formation consists of aphanitic limestone, clayey limestone and intraformational limestone - breccia. Secondary dolomitization is widespread. The poor microfauna bears the common elements for Carboniferous and Permian. The Uskumruköy formation is composed of reddish shales, at its base, and pebbly graywackes, on its higher section. The contact to the underlying limestone is obscured. Some coalified plant remnants occur sparodically in the sandstones.

In the Thracian area the late Laramide phases appear to have been responsible for a large part of the deformation. Three Alpine stages are differentiated, in relative age : (a) overturned folds, steep thrust faults which are arranged along a WNW line may be virtually connected with the thrusting towards the north - Zekeriyaköy overthrust-, (b) mosaic-fault system, resulted in by the release tectonic, (c) sinistral strike-slip faults with the NE trend. The N trends, more or less separated from the Alpine features, can be attributed to the Varistic.

İstanbul’un Karbonifer Stratigrafisi

Abstract

Bu çalışmada, özellikle Boğaz’ın batı yakasındaki (Trakya alanı) gözlemlere dayanarak İstanbul'un Karbonifer stratigrafisine ait anaçizgiler çıkarılmaya çalışılmıştır.

Özgül stratigrafi istiflerine ve yapısal özelliklerine göre Trakya alanı, İstinye, Kağıthane, Cebeciköy ve Zekeriyaköy asalanlarına bölünmüştür.

Büyük kısmıyla Devoniene ait olan yumrulu kireçtaşı birimi (Büyükada fm.) en üst iki üyesi ile Alt Karbonifere derecelenir. Bunlardan alta gelen Ayineburnu üyesi, başlıca ince tabakalı yumrulu kireçtaşından ve laminalı kalkerli şeylden yapılıdır; Devonien Sonundan Turnesien içine kadar uzanır. Üye, Devonienin yaşlı seviyelerini Ordovisien temele doğru transgressif olarak aşar. Yumrulu kireçtaşı birimi Küçükyalı üyesi olarak ayırtedilen kanal dolgusu türbidit grovak ve şeyl ile biter. Baltalimanı formasyonu lidit ve silisli şeylleri temsil eder. Radiolaria mikrofavnası Turnusien Başı ve/veya Ortası olarak değerlendirilebilir. Trakya formasyonu yanal ve düşey yönlerde değişim gösteren kalın şeyl, grovak ve litik - konglomera ardışıklı istifinden yapılıdır; hakim olarak fliş fasiesindedir. Karadan türeme materyelin ve karbonatların dağılımına göre Trakya formasyonu üç üyeye bölünür, alttan üste: Acıbadem, Küçükköy ve Çamurluhan. Birim bütünüyle Turnesien Sonundan Vizeen Ortası Sonuna kadar olan zaman aralığını örter. Acıbadem üyesi, başlıca kireçtaşı arakatkılı kiltaşı; Küçükköy üyesi, şeyl, grovak, litik-konglomera ve az olarak kireçtaşı; Çamurluhan üyesi, başlıca şeyl az miktarda grovak, litik- konglomera, kuvars - konglomera ve yersel kireçtaşı kapsar. Çamurluhan şeylleri kuzeye doğru kumlu ve çakıllı olarak gelişir. Kalınlık ve biofasies aynı yönde paralel olarak değişir. Cebeciköy kireçtaşı, bioklastik kireçtaşı, az miktarda şeyl, ikincil dolomit ve çörtten yapılıdır. Birim, şelf kenarı karbonat oluşuğu tipindedir; Vizeen Ortası Sonu ile Vizeen Sonu Ortası arasında çökelmiştir. Gümüşdere formasyonu grovak, şeyl, lidit, feldispatlı grovak ve konglomera kapsar. Bazal lidit ve silisli şeyl Kartaltepe üyesi olarak ayırt edilmiştir. Güneyde, Kızıltepe üyesi Cebeciköy kireçtaşını geniş bir aralık içinde dereceli olarak üstler. Kuzeyde, liditler uyumsuz olarak Çamurluhan şeyllerini örter. Kartaltepe üyesi Vizeen Sonu -Namurien lehinde değerlendirilebilecek bir flora kapsar. Gümüşdere formasyonunun kalın üst kumtaşı kesiti fliş fasiesindedir; kesitin en üst kısmında kömürleşmiş bitki yığışımlarına rastlanır. Çiftalan formasyonu, başlıca subgrovaklardan yapılıdır. Birim alta gelen Gümüşdere formasyonuna feldispat kapsamı yönünden benzerlik taşır. Değirmendere formasyonu afanitik kireçtaşı, killi kireçtaşı ve oluşukarası kireçtaşı breşi ile belirlenir. Dolomitleşme yaygındır. Fakir mikrofavnada Karbonifer ve Permien için ortak elementler bulunur.Uskumruköy formasyonu, tabanda kırmızımsı şeyl, üst büyük kısımda çakıllı grovaklardan yapılıdır. Alta gelen karbonat kesitle stratigrafi ilgisi açık değildir. Grovaklar yersel kömürleşmiş bitki parçaları kapsar.

Trakya alanında, son Laramid fazı geniş ölçüde etkin olmuştur. Bağıl yaşa göre üç Alpin deformasyon devresi ayırt edilebilir, yaşlıdan gence: (a) WNW gidişde yoğunlaşan ters dönmüş kıvrımlar, dik itki fayları. Bu çizgiler, güneyden itilmeye bağlı Zekeriyaköy şarriyajına paralel oluşmuşlardır, (b) İtilme sonrası serbestleşme tektoniği ile ilgili mozaik fay sistemi, (c) NE gidişli, sol doğrultu atımlı faylar.

N gidişli çizgiler, Alpin yapılarla sınırlandıklarında, Varistik fazlara yorulabilir.

Keywords

Istanbul Karboniferi

References

• Abdüsselâmoğlu, Ş., 1963. Nouvelles observations stratigraphiques et Paléontologiques sur les terrains paleozoiques affleurant a l’est du Bosphore. M.T.A. Bull., 60, 1 - 6.
• A.C.S.N., 1961. Code of stratigraphic nomenclature. Am. Assoc. Petroleum Geologists Bull., 45, 645 - 665.
• Ager, D. V., 1963. Principles of Paleoecology. McGraw-Hill Co., New York.
• Akartuna, M., 1963. Şile şarriyajının İstanbul Boğazı kuzey yakalarında devamı. M.T.A. Derg., 61, 14-21.
• Altınlı, İ. E., 1951. Kayışdağ bölgesinin jeolojisi. İst. Üniv. Fen Fak., S.B., 16, 189-205.
• Arıç, C., 1950. İstanbul Küçükçekmece arasındaki arazide jeolojik bazı müşahedeler. İT.Ü.D., 8, 214-216.
• Baykal, F., 1943. Şile bölgesinin jeolojisi. İst. Üniv. Fen Fak., Monografileri, 3.
• Baykal, F. ve Kaya, O., 1963. İstanbul bölgesinde bulunan Karboniferin genel stratigrafisi. M.T.A. Derg., 61, 1-9.
• Baykal, F. ve Kaya O., 1965. İstanbul Silürieni hakkında. M.T.A. Derg., 64, 1-7.
• Baykal, F. ve Kaya, O., 1966. İstanbul Boğazı kuzey kesiminin jeolojisi.Türk. Jeol. Kur. Bült., 10, 31 -44.
• Boureau, E., 1967. Traité de Paléobotanique, T. II. Paris.
• Bromley, R. G., 1967. Marine phosphorites as depth indicators : A. Hallam (Ed.), Depth indicators in marine sedimentary environments. Marine geology, 5, 503-509.
• Bushinski, G. I., 1964. On shallow - water origin of phosphorite sediments: L. M.J.U. v. Straaten (Ed.), Deltaic and shallovv marine deposits. Developments in Sedimentology, 1-Elsevier, Amsterdam.
• Chaput, E. ve Yalçınlar, İ., 1951. Un lambeau de calcaires Carboniféres au Nord Ouest d’lstanbul. C.R. Acad. Sci., 232, 994-995.
• Cogney, G. ve Danze - Corsin, R., 1960. Les conglomérats du bas Oued Bou-Regreg et la flore du Carbonifére inférieur du jebel Bakach (Maroc). Travaux de l’lnst. sc. Chérifien. Srié geol. et geogr. 8.
• Dacı, A., 1951. Küçükçekmece ile Çatalca arasındaki Nummulitiğin paleontolojik etüdü. Rev. Fac. Sci. Univ. İstanbul XVI, 2-3, 89-113, 207-247.
• Deflandre, G., 1960. A propos du developpment des recherches sur lesRadiolaires fosilles. Rev. Micropal., 2, 212-218.
• Dzulynski, S. ve Smith, A. J., 1964. Flysch facies. Ann. Soc. GéoI. Pologne. 34, 245 - 304.
• Dzulynski, S. ve Walton, E. K., 1965. Sedimentary features of flysch and greywackes. Developments İn Sedimentology 7. Elsevier, Amsterdam.
• Erguvanlı, K. 1949. Hereke pudingleriyle Gebze taşlarının inşaat bakımından etüdü. İ.T.Ü.D., İstanbul.
• Friese, H. ve Gothan, W., 1952. Neue Betrachtungen über die Kohlenflora von Dobrilugks Kirchain. Geologie, 1-2.
• Folk, R. L., 1954. The distinction between grain size and mineral composition in sedimentary rock nomenclature. Jour. Geol., 62, 344-359.
• Folk, R. L., 1965. Some aspects of recrystallization in ancient limestones : L. C. Pray ve R. C. Murray (Ed.), Dolomitization and Limestone Diagnesis. Society of Economic Paleontologists and Mineralogists Sp. Publ. 13, Tulsa.
• Foreman, H. P., 1963. Upper Devonian Radiolaria from the Huron Member of the Ohio Shale. Micropaleontology, 9, 267-304.
• Gandl, J., 1972. Trilobites from the Devonian of İstanbul: O. Kaya (Ed.) Paleozoic of İstanbul. Baskıda.
• Gothan, W. et al., 1959. Die Steinkohlenflora der westlichen paralischen Steinkohlenreviere Deutschlands. Beihefte zum geologischen jahrbuch H. 36.
• Gürich, G., 1923. Leitfossilien, III. V. von Gebrüder Borntraeger, Berlin.
• Häntzschel, W., 1962. Trace fossils and problematica: R. C. Moore (Ed.), Treatise on invertebrate paleontology, part W, W177-W245.
• Hirmer, M., 1927. Handbuch der Paläobotanik. Druck und Verlag von R. Olden buorg, München.
• Hutchinson, G. E., 1957. A treatise on Limnology. John Wiley and Sons, New York.
• Johnson, R. G., 1962. Interspecific Associations in Pennsylvanian Fossil Assemblages. Jour. Geol., 70, 32-55.
• Jongmans, W. J. ve v.d. Heide, S., 1955. Flore et Faune du Carbonifere inferieur de l’Egypte. Medelingen Nieuve Serie, No. 8.
• Kaya, O., 1969. Karbon bei İstanbul. N. Jb. Geol. Paläont. Mh., 3, 16-173.
• Kaya, O. (Ed.), 1972. Paleozoic of İstanbul. Baskıda.
• Kaya, O. ve Mamet, B., 1971. Biostratigraphy of the Visean Cebeciköy limestone near İstanbul, Turkey. Jour. Foram. Res., 1, 77-81.
• Kazakov, A. V., 1937. The phosphorite facies and the genesis of phosphorites. 17 th. Intern. Geol. Corgn. (U.S.S.R.), 95-113.
• Ketin, İ., 1953. Tektonische Untersuchungen auf den Prinzeninseln nahe İstanbul. Geol. Rundsch., 41, 161-172.
• Ketin, İ., 1959. Çamlıca bölgesinin tektoniği hakkında. Türk. Jeol. Kur. Bült., 7, 1 -18.
• Ksiazkiewicz, M., 1954. Graded and laminated bedding in the Carpathian flysch. Ann. Soc. Géol. Pologne, 1952, 22, 399-449.
• Kuenen, Ph. H. ve Sanders, J. E. 1956. Sedimentation phenomena in Kulm. and flozleeres graywackes, Sauerland and Oberharz, Germany. Am. Jour. Sc. 254, 649-671.
• Kühne, F. ve Paeckelmann, W., 1928. Die stratigraphische und fazielle Entwicklung des Karbons im nordöstlichen Sauerlande und ein Vergleich mit Nachbargebieten. Jb. preuss. geol. L.-A., 49/2, 1229-1254.
• Mamet, B., 1972. Foraminiferal biostratigraphy of the Lower Carboniferous Trakya and Heybeliada formations. İstanbul region, Turkey : O. Kaya (Ed.), Paleozoic of İstanbul. Baskıda.
• McCallien, W. J., 1947. A note on the Devonian Kieselschiefer the Bosphorus. Rev. Fac. Sc. Univ. d’İstanbul. S. B., 12, 173-182.
• McGugan, A., 1965. Occurence and persistence of thin shelf deposits of uniform lithology. Geol. Soc. America Bull., 76, 125-130.
• McKee, E. D. ve Weir, W. G., 1953. Terminology for stratification and crossstratification in sedimentary rocks. Geol. Soc. America. Bull., 64, 381 -390.
• Okay, A. C., 1947. Geologische und petrographische Untersuchung des Gebiets zwischen Alemdağ, Karlıdağ und Kayışdağ in Kocaeli (Bithynien, Türkei). Rev. Fac. Sc. Univ. İstanbul, S. B., T. XII, 269-289.
• Okay, A. C., 1948. Geologische Untersuchung des Gebiets zwischen Şile, MudarIı, Kartal und Riva in Kocaeli (Bithynien, Türkei) Rev. Fac Sc. Univ. d’İstanbul. S. B., T. 13, 311 -336.
• Paeckelmann, W., 1925. Beitrage zur Kenntnis des Devons am Bosphorus, insbesondere in Bithynien. Abh. Preuss. Geol. L.A.N.F., 98.
• Paeckelmann, W., 1938. Neue Beitrage zur Kenntnis der Geologie, Paläontologie und Petrographie der Umgegend von Konstantinopel. Abh. Preuss Geol. L.-A., N. F. 186
• Penck, W., 1919. Grundzüge der Geologie Bosphorus. Veröff. Inst. f. Meeresk., N. F. A., 4.
• Prentice, J. E., 1958. The radiolarian cherts of North Devonshire, England. Ecl. Geol. Helv., 51, 706.
• Ralli, G., 1933. Le Basin Houiller d'Heraclée. La Flore du Culm et du Houiller Moyen, İstanbul.
• R. C. C. C., 1951. Rock color chart. Natl. Research Council.
• Sarycheva, T. G. et al., 1964. Facies zoning of brachiopods in the Carboniferous seas of the Kuznets basin. Internat. Geol. Review, 6, 1630-1642.
• Schwarz, A. 1928. Die Natur des culmischen Kieselschiefers. Tez, Main.
• Seilacher, A., 1964. Biogenic sedimentary structures : J. Imbrie ve D. Newell (Ed.), Approaches to Paleoecology, 296-317. John Wiley and Sons, New York.
• Tokay, M., 1952. Karadeniz Ereğlisi - Alaplı - Kızıltepe - Alacaağzı bölgesi jeolojisi. M. T. A. Derg., 42-43, 35-79.
• Tchihatcheff, P. De., 1864. Le Bosphore et Constantinople, avec carte géologique. Paris.
• Tchihatcheff. P. De., 1966- 1869. Asie Mineure. Bd. 1-3 Géologie, Bd. 4 Paléontologie. Paris.
• Van Vloten, R., 1954. Geology of the border region betvveen Coahuila and Zacatecas. Mexico : Leidse Geol. Mededelingen, 19.
• Yalçınlar, İ., 1944. İstanbul Boğazı batısında jeomorfolojik araştırmalar. Türk. Coğr. Derg., 2, 131-136.
• Yalçınlar, İ., 1951. Nouvelles observations sur les terrains paléozoiques des environs İstanbul. Türk. Jeol. Kur. Bült., 3, 125- 130.
• Yalçınlar, İ., 1954. Sur la presence de schistes Carbonifères et plantes fossiles à l’W İstanbul. Ex. C. R. S. Soc. Geol. France No. 2. (Seance du 18 Janvier).
• Yalçınlar, i., 1962. Note sur les terrains fossilifères observés dans certains massifs ancien de la Turquie. C. R. Somm. S. G. F., p. 212.
• Wilcox, N. R., 1953. The origin of beds of phosphatic chalk with special reference to those at Taplow, England. Congr. Geol. Intern. C. R., 19e, 1952, 11, 11 9-133.
• Wolf, K. H., 1963. Limestones. Australian National Univ. Canberra. Basılmamış.