Afyon Zonu’nun Erken Devoniyen Magmatizması’na ilişkin Jeokronolojik Bulguları

Batı Anadolu’da Yüzeyleyen Menderes Masifi Ve Kikladik Kompleks’e Ait Birimlerin Litostratigrafi, Metamorfizma Ve Tektonik Evrim Açısından Tanımlanması
Description of The Menderes Massif and Cycladic Complex in Western Anatolia in Terms of their Lithostratigraphic, Metamorphic and Tectonic Evolution

Osman CANDAN ¹, Roland OBERHÄNSLI ², Mete ÇETİNKAPLAN ¹ and Gaëtan RIMMELÉ ^3
1Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Tınaztepe Kampüsü, Buca-İzmir

² Institut für Geowissenschaften, Universität Potsdam, Postfach 601553, Potsdam 14415, Germany

³ Schlumberger, Paris-France

[e-mail]


ÖZ

Ege Bölgesi’nde yüzeyleyen, Kikladlar ve Menderes Masif’inden yapılı kristalin kompleksler Orta Ege Metamorfik Kuşağını oluşturur. Menderes Masifi ve Kikladik Kompleks’in birbirinin uzantısı olduğu görüşü genelde kabul görmesine karşın stratigrafik özellikleri ve Alpin tektonometamorfik evrimleri açısından bu komplekslerin birbirileriyle korelasyonu hala tartışmalıdır. Son yıllarda gerçekleştirilen çalışmalarda, önceleri Menderes Masifi’ne ait olduğu kabul edilen bazı birimlerin, Menderes Masifi’ne dahil edilmemesi gerektiği vurgulanmakta ve bunlar Menderes Masifi’ni üzerleyen, Kikladik Kompleks’e ait tektonik birimler olarak yorumlanmaktadır.

Nap yığını yapısı sunan Kikladlar’ın litostratigrafisi Alpin öncesi temel, Permo-Mesozoyik yaşlı pasif kıta kenarı çökelleri ve metamorfik ofiyolitik melanjdan oluşmaktadır. Yaygın Karbonifer granitleri tarafından kesilen temel Alpin yüksek-basınç metamorfizması tarafından üzerlenen, Variskan yaşlı orta-basınç metamorfizmasından etkilenmiştir. Permo-Mesozoyik istif baskın olarak metaboksit ve rudist fosilleri içeren, kalın mermerlerden yapılıdır. Mermerler, şist arakatmanlarının yanı sıra eklojit, glaukofanit ve jadeit gnayslara dönüşmüş asidik / bazik volkanik düzeyler içermektedir. Syros ve Samos adalarında yüzlek veren ofiyolitik melanj metatüf ve klorit-şistten yapılı bir matriks ve bunun içerisindeki eklojit, omfasit-epidotit, glaukofanit ve jadeitit bloklarından oluşmaktadır.
Menderes Masifi Pan-Afrikan temel ve onu uyumsuz olarak üzerleyen Paleozoyik – Erken Tersiyer yaşlı örtü serilerinden yapılıdır. Temel içerisinde, orta-sıcaklık eklojitleri ile tanımlanan yüksek-basınç metamorfizması Pan-Afrikan orojenezi ile ilişkilendirilmektedir. Barrow türü orta-basınç metamorfizması koşullarını tanımlayan, staurolit, granat ve kloritoid içeren fillitler Paleozoik seri içerisinde yaygın olarak gözlenmektedir. Mesozoyik seriler alt düzeylerinde, içlerinde kuvars metakonglomera düzeyleri bulunduran metapelitlerle başlamakta ve üste doğru dereceli olarak metaboksit içeren, rudist fosilli kalın mermerlere geçmektedir. Mermerler Orta Paleosen yaşlı metaolistostromal birim (Kazıklı Formasyonu) tarafından üzerlenmektedir. Metaolistostromun matriksinde ender olarak Mg-ribekit bileşiminde Na-amfibol gözlenmektedir. Çine asmasifinin güney kanadı boyunca uzanan kuvars metakonglomeralar içerisindeki kuvars damarlarında karfolit–disten bir aradalığının varlığı Menderes Masifi’nin Mesozoyik serilerinin Alpin yaşlı bir yüksek basınç metamorfizmasından etkilendiğini açıkça ortaya koymaktadır.
Menderes Masifi’nin kuzeybatı kesiminde, Dilek Yarımadası – Simav arasında yüzlek veren ve mavişist – eklojit fasiyesi koşullarında yüksek-basınç metamorfizmasına uğramış birimler Triyas – Geç Kretase yaşlı düzenli bir seri ve onu tektonik olarak üzerleyen, olasılı Geç Kretase yaşlı Selçuk melanjından yapılı iki tektonik üniteden oluşmaktadır. Alt kesimlerinde metabazik düzeyleri ve kuvars metakonglomeraları içeren, baskın olarak mermerden yapılı düzenli seri glaukofan ve fengit içermektedir. Ar/Ar yöntemiyle fengitlerden yüksek-basınç metamorfizmasına ilişkin 40 My lik soğuma yaşları elde edilmiştir. Siros’taki ofiyolitik melanjıyla eşleştirilebilen Selçuk melanjı, klorit ve granat şistler içerisinde yer alan serpantinit, mermer ve eklojit, omfasit epidotit, omfasit metagabro ve mavişist metabaziği gibi yüksek-basınç metamorfizması kayalarından yapılı bloklardan oluşmaktadır. Selçuk yöresindeki eklojitlerden ayıklanan zirkonların kenar zonları Siros’taki eklojitlere benzer şekilde Geç Kretase yaşları vermektedir.
Ring ve diğ., (1999), Menderes Masifi’nin tümünde, Triyas – Erken Tersiyer yaşlı şist, mermer ve metaolistostromdan yapılı örtü serilerinin Kikladik Kompleks’e ait olduğunu ve bunların Masif’in iç dilimlenmesini izleyen evrede bir nap ünitesi olarak Menderes Masifi’nin üzerine yerleştiğini ileri sürmektedir. Buna karşın özellikle Aydın Dağları’nda rudist içeren mermerlerin iç dilimlenme gösteren Pan-Afrikan ve Paleozoyik birimlerinden yapılı nap yığınının en alt tektonik dilimini oluşturuyor olması bu model ile uyuşmamaktadır. Öte yandan, Withney ve diğ., (2007) Çine Asmasifi’nin güney kesimi boyunca uzanan bir tektonik hat ile ayrılan Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı bazı birimlerin Menderes Masifi’ne ait olmadığını ileri sürmektedir. Menderes Masifi ile Kikladlar arasındaki bindirmeyi tanımlayan bu olasılı tektonik dokanak bölgesel ölçekteki yeni petrolojik ve tektonik verilerle yeterince desteklenmemiş olup ayrıca bu bölgenin genel jeolojik yapısıyla uyum göstermemektedir. Tektonik hattın güneyinde kalan ve Kikladik Kompleks’e dahil edilen kesiminde yer alan Paleozoyik seriler içerisinde, Kikladlar’daki Paleozoyik temelin en temel özelliklerinden olan Karbonifer granitlerinin bulunmayışı ve bu kayalarda Variskan metamorfizmasına ilişkin herhangi bir verinin belirlenmemiş olması bu görüşün diğer dezavantajlı yanını oluşturmaktadır. Selçuk melanjı, KD-GB yönünde, Dilek Yarımadası – Selçuk – Akhisar – Simav arasında birbirinden kopuk tektonik dilimler şeklinde yüzeylemektedir. Ayrıca, melanjı altlayan ve glaukofan içeren mermer – şist ardalanması da melanjın uzanımıyla belirgin bir uyumluluk sunmaktadır. Menderes Masifi’ni Kikladik Kompleks’ten ayıran sınırın Selçuk – Simav arasında uzanan ve Masif’in içerisinde daha önce gelişmiş bindirme faylarını verev olarak kesen tektonik dokanak ile tanımlanabileceği görüşü (Candan ve diğ., 1997, Okay 2001 ve Rimmele ve diğ., 2003) mevcut verilerle büyük oranda uyuşmaktadır.
Alpin öncesi evrimlerinin tümüyle farklı olmasına karşın bu iki kristalin masifin Mesozoyik serileri, aynı Anatolid – Torid – Apuliyen platformundan türemiş olmalarından dolayı benzer litostratigrafiye sahiptir. Neotetis okyanusunun kuzey kolunun Geç Paleojen’deki çarpışmasının bir sonucu olarak bu platform iç ekaylanmaya uğramış ve Menderes Masifi ve Kikladik Kompleks kesimlerinde farklı derinliklere gömülmüştür. Kikladik Kompleks’e ait Mesozoyik birimler ve onu altlayan temel Eosen’de derin gömülmeye uğramış ve mavişist – eklojit fasiyesi koşullarında (12-19 kbar/450-550 ⁰C) yüksek-basınç metamorfizmasına uğramıştır. Bu dönemde Menderes Masifi’nin Mesozoyik – Erken Tersiyer serileri, büyük olasılıkla Mesozoyik öncesi birimlerden sıyrılarak tektonik dilimler şeklinde derinlere gömülmüş ve yüksek basınç metamorfizmasına (10-12 kbar/440 ⁰C) uğramıştır. Yüzeyleme evresinde tektonik olarak bir araya gelen bu üniteler günümüzde alttan üste doğru Menderes Masifi, Kikladik Kompleks, Likya Napları ve İzmir-Ankara Zonu kayalarından yapılı bir nap yığını yapısı sunmaktadır.
Anahtar kelimeler: Menderes Masifi, Kikladik Kompleks, Türkiye

ABSTRACT

In the Aegean region, the crystalline complexes, Cyclades and Menderes Massif, form the Median Aegean Metamorphic Belt. Although the Menderes Massif is traditionally assumed as the eastern continuation of the Cycladic Complex, the correlation of these two complexes in terms of lithostratigraphic characteristics and Alpine tectonometamorphic evolution is still controversial. In recent years, some of the units in western Anatolia which previously were assigned to the Menderes Massif, have been interpreted to be the tectonic units of the Cycladic Complex on top of the Menderes Massif and are excluded from the Menderes Massif.
The lithostratigraphy of the Cycladic Complex is made up of a stacked sequence of thrust sheets consisting of pre-Alpidic basement, Permo-Mesozoic passive continental margin sediments and metamorphosed ophiolitic melange. The basement which is intruded by widespread Carboniferous granites underwent Variscan medium-pressure metamorphism prior to Alpine high-pressure metamorphism. The Permo-Mesozoic sequence is dominated by thick marbles with metabauxite lenses and rudist fossils. It contains schist interlayers and acidic / basic volcanic horizons which were transformed into eclogites, glaucophanites and jadeite gneisses. Ophiolitic melange cropping out in Syros and Samos islands consists of eclogite, omphacite-epidotite, glaucophanite and jadeitite blocks embedded in a matrix of chlorite-schist and meta-tuffs.
The Menderes Massif consists of a Pan-African basement and unconformable overlain by Paleozoic to Early Tertiary cover series. The high-pressure metamorphism represented by medium-temperature eclogites in the basement is attributed to the Pan-African orogeny. The Paleozoic series is dominated by staurolite, garnet and chloritoid-bearing phyllites indicating a Barrowian-type medium-pressure metamorphism. Mesozoic series starts with metapelites containing quartz metaconglomerate horizons and passes gradually into the metabauxite-bearing thick marbles with rudist fossils which is overlain by a Middle Paleocene metaolistostromal unit (Kazıklı formation). The matrix of metaolistostrome contains scarce Mg-riebeckite occurrence. The carpholite – kyanite assemblage in synfolial quartz veins of the Triassic metaconglomerates along the southern flank of Çine submassif clearly reveals an Alpine high-pressure event in the Mesozoic series of the Menderes Massif.
Some units which underwent blueschist – eclogite facies metamorphism crop out in northwestern part of the Menderes Massif between Dilek Peninsula and Simav. They are made of two tectonic units; Triassic – Late Cretaceous coherent series and tectonically overlying, probable Late Cretaceous, Selçuk melange. Coherent series which is dominated by marbles with metabasic layers and quartz metaconglomerate horizons in lower levels contains glaucophane and phengite dated at 40 Ma, Eocene, by Ar / Ar method. Selçuk melange which can be correlated with ophiolitic melange exposed in Syros is made up of serpentinite, marble and high-pressure blocks in chlorite and garnet schist. Eclogite, omphacite-epidotite, blueschist metabasite and omphacite metagabbro form the high-pressure blocks of the melange. The rims of the zircons in the Selçuk eclogites, similar to eclogites occurring in Syros melange, yield Late Cretaceous ages.
Ring et al., (1999) suggest that in the entire of the Menderes Massif, the Triassic – Early Tertiary schist - marble – metaolistostrome series belongs to Cycladic Complex and was emplaced over the Menderes Massif as a nappe unit after the internal imbrication of the Pan-African and Paleozoic series. However, the occurrence of rudist-bearing marbles as the lowest tectonic unit of the nappe stack consisting of Pan-African and Paleozoic series in Aydın Mountains clearly precludes this tectonic model. On the other hand, along the southern border of the Çine Submassif, Whitney et al., (2007) postulate to exclude some of the Mesozoic and Paleozoic series from the Menderes Massif by a tectonic line. This inferred tectonic contact representing Menderes – Cycladic thrusting does not coincide with the general geological structure of this region and are not supported by new petrological and tectonic data in regional scale. Furthermore, the Paleozoic series occurring on the southern part of this tectonic contact which is included within the Cyclades does not contain any evidence of the existence of a Carboniferous magmatism and Variscan metamorphism which are the fundamental characteristics of the Pre-Alpidic basement of the Cycladic Complex. Selçuk melange can be traced as NE-SW- trending dismembered tectonic slices along a line Dilek Peninsula – Selçuk – Akhisar – Simav. Furthermore, the general extent of the underlying glaucophane-bearing marble – schist sequence is consistent with Selçuk melange. As suggested by Candan et al., (1997), Okay (2001) and Rimmele et al., (2003), the present evidence favors that the boundary between Cycladic units and Menderes Massif may be represented by the tectonic contact which cross-cuts the pre-existing thrust faults of the Menderes Massif obliquely between Selçuk and Simav.
Although their pre-Alpine tectonometamorphic evolutions are completely different, the Mesozoic series of these two crystalline massifs were derived from the same Anatolide – Tauride – Apulian platform and thus show similar lithostratigraphy. As a consequence of late Palaeogene collusion across the northern branch of Neotethys, this platform was suffered internal imbrication and was buried to different depths in Cyclades and Menderes Massif. In Eocene time, while the Mesozoic units and underlying basement of the Cycladic Complex buried to great depths and were metamorphosed in blueschist to eclogite facies (12-19 kbar/450-550 ⁰C), the Mesozoic – Early Tertiary series of the Menderes Massif was detached, most probably, from its pre-Mesozoic series as tectonic slices and underwent high-pressure metamorphism (10-12 kbar/440 ⁰C). After the tectonic juxtaposition during the exhumation stage, they now display a nappe pile structure, from bottom to top, Menderes Massif, Cycladic Complex, Lycian nappes and İzmir-Ankara zone.
Keywords: Menderes Massif, Cycladic Complex, Turkey
Değinilen Belgeler
Candan, O., Dora, O.Ö..Oberhänsli, R Oelsner F. and Dürr, S. 1997, Blueschist relics in the Mesozoic cover series of the Menderes Massif and correlations with Samos island, Cyclades. Schweiz. Mineral. Petrogr. Mitt., 77, 95-97.

Okay. A.I., 2001, Int.J.Earth Science,Stratigraphic and metamorphic inversions in the central Menderes Massif: a new structrural model.89, 709-727.

Rimmele, G., Oberhänsli, R., Goffe, B., Jolivet L., Candan O., Çetinkaplan M., 2003, First evidence of high-pressure metamorphism in the “cover series” of the southern Menderes Massif: Tectonic and metamorphic implications for the evolution of SW Turkey. Lithos, 71, 19-46.

Ring, U., Gessner, K., Güngör, T., Passchier, C.W., 1999, The Menderes Massif of western Turkey and the Cycladic Massif in the Aegean – do they realy correlate. Journal of the Geological Society, London, 156, 3-6.

Withney D.L, Teyssier C., Kruckenber S.C.,Morgan V.L.,Iredale L.J., 2007, High-pressure-low temparature metamorphism of metasedimentary rocks, southern Menderes Massf, western Turkey.Lithos(in press).