Formation mechanism of soft sediment deformation structures in Pliocene-Quaternary lacustrine sediments of Pasinler-Horasan Basin (Erzurum-Türkiye) and its relationship with regional geodynamics

Öz

Soft-sediment deformation structures of different types are frequently observed in the Pliocene–Quaternary lacustrine deposits of Pasinler-Horasan Basin. These structures are located in four locations in the basin (Yukarı Tahirhoca-1, Yukarı Tahirhoca-2, Karacaören, and İncesu) at different levels within fine gravelly, sandy and silty sediments. According to their morphological features, the formation mechanisms of these structures, defined as flame structure, load structure, convolute structure, slump structure, dish-and-pillar structure and ball-and-pillow structure, were interpreted by considering sedimentological features, stratigraphic location and regional factors. With these data, it was revealed that soft sediment deformation structures were formed by the effect of overloading effect and seismic tremors. While rapid sediment accumulation and underwater mass movements constitute the overloading effect that creates some of the deformation structures, seismic tremors with a magnitude of M ≥ 5 constitute the other triggering mechanism. The Horasan-Şenkaya, Tutak and Karayazı faults, which are very close to the liquefaction areas (< 35 km), have the potential to produce the seismic shocks necessary for deformation.

Anahtar Kelimeler

• soft sediment deformation structure
• lacustrine deposits
• overloading effect
• seismic tremor
• Pasinler-Horasan Basin

Pasinler-Horasan Havzası (Erzurum-Türkiye) Pliyosen-Kuvaterner yaşlı gölsel sedimanlarındaki yumuşak çökel deformasyon yapılarının oluşum mekanizması ve bölgesel jeodinamikler ile ilişkisi

Öz

Pasinler-Horasan Havzası’nın, Pliyosen-Kuvaterner yaşlı gölsel çökellerinde farklı tipte yumuşak çökel deformasyon yapıları sıklıkla gözlenmektedir. Bu yapılar havzada dört lokasyonda (Yukarı Tahirhoca-1, Yukarı Tahirhoca-2, Karacaören ve İncesu) ince çakıllı, kumlu ve siltli çökeller içerisinde, farklı seviyelerde bulunmaktadır. Morfolojik özelliklerine göre, alev yapısı, yük yapısı, büklümlü yapı, kayma-oturma (slump) yapısı, tabak ve sütun yapısı ve top ve yastık yapısı olarak tanımlanan bu yapıların oluşum mekanizmaları, sedimantolojik özellikler, stratigrafik konum ve bölgesel faktörler dikkate alınarak yorumlanmıştır. Elde edilen veriler ile, yumuşak çökel deformasyon yapılarının, üst basınç etkisi ve sismik sarsıntılar sebebiyle oluştuğu ortaya konulmuştur. Hızlı sediman birikimi ve sualtı kütle hareketleri deformasyon yapılarının bazılarını meydana getiren üst basınç etkisini oluştururken, M ≥ 5 büyüklüğündeki depremlerin sebep olduğu sarsıntılar diğer tetikleme mekanizmasını oluşturmaktadır. Sıvılaşma alanlarına çok yakın mesafede bulunan (< 35 km) Horasan-Şenkaya, Tutak ve Karayazı fayları, deformasyon için gerekli sismik sarsıntıları üretebilecek potansiyele sahiptir.

Anahtar Kelimeler

• Yumuşak çökel deformasyon yapısı
• göl çökeli
• üst basınç etkisi
• sismik sarsıntı
• Pasinler-Horasan Havzası

Kaynakça

1. Akkuş, M.F., 1965. Pasinler (Hasankale) havzasının jeolojisi ve petrol imkanları. M.T.A. Rapor no. 4037, Ankara.
2. Aksu R., 1994. Evaluation report of the Aşkale-Pasinler-Horasan. Turkish Petroleum Corporation research group progress report No: 2592.
3. Alfaro, P., Delgado, J., Estevez, A., Molina, J.M., Moretti, M., Soria, J.M., 2002. Liquefaction and fluidization structures in Messinian storm deposits (Bajo Segura Basin, Betic Cordillera, southern Spain). International Journal of Earth Sciences 91, 505–513. Allen, J.R.L., 1982. Sedimentary structures: their character and physical basis. Developments in Sedimentology 30, Elsevier, Amsterdam.
4. Allen, R.M., 2007. Earthquake hazard mitigation: New directions and opportunities. In: Schubert, Gerald (Ed.), Treatise on Geophysics Earthquake Seismology, Vol. 4, Elsevier.
5. Ambraseys, N.N., 1988. Engineering seismology. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 17 (1), 1–105.
6. Arbas, A., Gök. L., Ateş, M, İmik, M, Kılıç, F., Canpolat, M., Aydın, A. 1991. Horasan (Erzurum ili) dolayının jeolojisi, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 9431, Ankara (yayımlanmamış).
7. Atkinson, G., 1984. Simple computation of liquefaction probability for seismic hazard applications. Earthquake Spectra, 1, 107–123.
8. Bagnold, R.A., 1946. Motion of waves in shallow water: interaction between waves and shallow bottoms. Proceed. Royal Society of London, 187A, 1–18.

9. Bayraktutan, M.S., 1983. Geç Miyosen-Pliyosen süresinde Narman Havzası’nın Sedimantolojik Evrimi (KD Türkiye). Atatürk Üniversitesi, Doktora tezi, Erzurum. Berra, F., Felletti, F., 2011. Syndepositional tectonics recorded by soft-sediment deformation and liquefaction structures (continental lower Permian sediments, southern Alps, northern Italy): Stratigraphic significance. Sedimentary Geology 235, 249–263.
10. Bhadran, A., Duarah, B.P., Girishbai, D., Raza, M.A., Mero, A., Lahon, S., A.L. Achu. Gopinath, G., 2024. Soft sediment deformation structures from the Brahmaputra Basin: A window to the eastern Himalayan paleoseismicity and tectonics. Journal of Asian Earth Sciences 259, 105894, 1-13.
11. Bowman, D., Korjenkov, A., Porat, N., 2004. Late-Pleistocene seismites from Lake Issyk-Kul, The Tien Shan range, Kyrghyztan. Sedimentary Geology, 163, 211-228.
12. Bozkurt, E., 2001. Neotectonics of Turkey-a synthesis. Geodinamica Acta, 14, 3-30.
13. Bozkuş, C., 1993. Pasinler-Horasan Havzasının Doğusunun Stratigrafisi, M.T.A. Dergisi, Ankara, 115, 43-53. Chakraborty, P.P., 2011. Slides, soft-sediment deformations, and mass flows from Proterozoic Lakheri Limestone Formation, Vindhyan Supergroup, central India, and their implications towards basin tectonics. Facies 57, 331–349.