Türkiye Jeoloji Bülteni, C.38, Sayı 2,1-22, Ağustos 1995 Geological Bulletin of Turkey, V. 38, No. 2,1-22, August 1995 Gondvana kuzeyi Anadolu Mikrokıtası Erken Paleozoyik evrim modeli An evolutionary model on Early Paleozoic of Anatolian microcontinent, northern margin of Gondwana land A. Ümit TOLLUOĞLU Hacettepe Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Ankara Engin Ö. SÜMER Hacettepe Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Ankara Oz Türkiye'nin jeolojik evriminde Gondvana Karası (Süperkıta) kuzeyindeki adayayı oluşumu (800-625 my.) başlangıç evresi ola- rak kabul edilmiştir. Süperkıta'nın riftleşmesi, riftleşme sonucu parçalanması (625-555 my.) Gondvana Karası kuzeyinden, Anado- lu Mikrokıtası'nın çekirdeği olarak kabul edilen, Pan-Afrikan Temel'e ait fragmentin ayrılması ile sonuçlanmıştır. Kenar Havza (yay-ardı havza) birimlerinde sin-orojenik çökelme (550-500 my.), Orojenik Metamorfizma (-500 my.), Anadolu Mikrokıtası'nın yükselimi (500-470 my.) ve çarpışma granitoyidlerinin sokulumu (470-450 my.) jeolojik evrimin en önemli süreçleridir. Gondvana Karası'nda buzullanma (450 my.), Toridya yükselimi (440 my.), buzul konglomeralarının oluşum ve buzul sonrası transgresyon (440-420 my.) ve Anadolu Karbonat Platformuna geçiş (400 my.) Erken Paleozoyik sonundaki diğer önemli jeolojik olaylardır. Anahtar Sözcükler: Gondwana Karası, Anadolu Mikrokıtası, Erken Paleozoyik Abstract The formation of island arc (800-625 Ma.) on the northern part of the Gondwana land (Supercontinent) is accepted to be the be- gining phase in the geological evolution of Turkey. The rifting of the supercontinent and its breaking apart (625-555 Ma.) gave rise to the separation of the basement of the Pan African fragment-accepted to be the naclcous of the Anatolian microcontinent-from the northern part of the Gondwana land. Synorogenic sedimentation in the marginal basins (back-arc basin) (550-500 Ma.), orogenic met amorphism (-500 Ma.), rise of the Anatolian microcontinent (500-470 Ma.) and intrusion of the collisional granitoids (470-450 Ma.) are the most important phases in the geological evolution. Other important events at the end of Early Paleozoic can be cited as glaciation of the Gondwana land (450 Ma.). Toridya rise (440 Ma.), formation of glacial conglomerates and post glacial transgres- sion (440-420 Ma.) and passage to the Anatolian carbonate platform (400 Ma.). Key Words: Gondwana land, Anatolian microcontinent, Early Paleozoic. GİRİŞ sınırında (-500 my.) Orojenik metamorfizma geçirmiş, asit intrüzifler tarafından kesilmiş (470-420 my.), orta- Önerilen Erken Paleozoyik (620 - 400 my.) evrim yüksek dereceli bölgesel metamorfik kayaçların oluş- modelinde, Paleo-Tetis okyanusunun (genel anlamda turduğu kristalin kütle Anadolu Mikrokıtası olarak ad- Tetis) Gondvana Karası ile Lavrasya ( Lavrentiya - Bal- landırılmıştır. Erken Paleozoyik süresince Arabistan tık) arasında tüketilmesini konu alan belli başlı jeolojik yarımadasının kuzey uzantısı konumunda jeolojik ev- olaylar tartışılmıştır. Erken Paleozoyik dönemde geli- rim geçiren Anadolu Mikrokıtası Menderes, Bolu, Bit- şen ve Türkiye'de değişik lokalitelerde çarpıcı örnekle- lis, Daday (?) ve Orta Anadolu Masifleri (?) gibi meta- rine rastlanılan jeolojik verilerin kronolojik modelleme- morfik masiflerde tabanda Pan-Afrikan Temel'e ait si yapılmıştır. Bu modelleme yapılırken levha tektoniği kütleleri içeren, çekirdek seri olarak tanımlanan kayaç kuramı çerçevesinde sedimantasyon (transgresyon /reg- toplulukları ile temsil edilir. Tabanda yüksek dereceli resyon), magmatik etkinlik ve orojenik metamorfizma bölgesel metamorfik ve magmatik kayaç topluluklarının vb. temel jeolojik süreçlerin, global ölçekte Erken Paleo- yüzeylendiği, Devoniyen'den Permiyen sonuna karbo- zoyik palcocoğrafyası ile uyum içinde olmasına özen natların egemen olduğu, platform şeklinde jeolojik ev- gösterilmiştir. Anadolu'da Erken Paleozoyik serileri et- rim geçiren ve Toridya yükseltisi (Güvenç, ve diğ., kileyen orojenik fazlar Erken Kaledoniyen (Geç Kamb- 1994) kuzeyindeki bölgesel alan Anadolu Platformu'nu riyen - Erken Ordovisiyen) ve Geç Kaledoniyen (Üst Si- oluşturur. Paleozoyik boyunca Anadolu Platformu'nun lüriyen - Alt Devoniyen) orojenezleri ile yaşıt en kuzey kenarını sınırlayan hattın güneyi, Gondvana deformasyonların ürünü yapılardır. Karası'nın kuzey kenarına ait konumda jeolojik evrim Türkiye'de muhtemelen Kambriyen - Ordovisiyen geçirmiştir. 1 TOLLUOGLU-SÜMER GEÇ PROTEROZOYİK (800-625 M.Y.) alanın (Süperkıta) varlığı kabul edilmektedir (Morel ve Irving, 1978; Scotese, ve diğ., 1979; Piper, 1982; Bond, Süperkıta ve diğ., 1984; Bozhko, 1986; Condie, 1989; Murphy ve Prekambriyen sonunda Kuzey Amerika - İskandi- Nance, 1991). Süperkıta'nın Erken Kambriyen öncesi navya, Güney Amerika ve Avustralya-Hindistan- (Eo/İnfrakabriyen) parçalandığı ve Geç Silüriyen so- Antartika birlikteliğinden oluşan büyük tek bir kıtasal nunda tekrar bir araya geldiği (Kaledoniycn Orojenezi) kabul edilmektedir. Adayayı Oluşumu • Geç Proterozoyik'de Süperkıta'nın birleşmesi ve parçalanması farklı orojenik kuşaklan geliştirmiştir (Muıphy ve Nance, 1991). İç Orojenik Kuşak (Trans- Sahra kıvrım serisi) Süperkıta içindeki birleşmenin bir sonucudur (Şekil 1). Orojenik aktivite iki yönlü dalma- batma/gömülme süreci ile başlamakta (850-800 my.) ve kıta-kıta çarpışması (650-600 my.) ile son bulmaktadır (Afrika-Brezilya kıtası). Süpcrkıta'nın dış kenar zonun- da ise dış orojenik bir kuşak yer almaktadır (Avaloni- yan-Kadomiyen kıvrım serilen, Arap Kalkanı oluşu- mu). Orojenik aktivite dış zonda okyanus için dalma- batma (adayayı oluşumu) ile başlamıştır (820-740 my.) Okyanusai alanlann geliştiği (Şekil 2) adayayı ve yay-ardı basenlerin oluştuğu ifade edilir (Murphy ve Nance, 1991). Gömülmeye bağlı olarak adayayı volka- nitleri ve volkano-sedimanter çökellerin oluştuğu (800- 650 my.) kabul edilir. Mısır kuzeydoğusunda, 640-600 my. arasında yenilenen tektonotermal aktivite sonunda deforme olmamış silisik volkanitlerin, sığ denizel sedi- manter kayaçlann ve kalkalkali plütonitlerin oluştuğu literatürde yer almaktadır (Stern ve diğ., 1984). Süper- kıta'nın dış kenarı boyunca meydana gelen bu süreçleri iç orojenik kuşakta kaynaşma izlemiştir. Dış orojenik kuşak aynı zamanda sin-orojenik deformasyonlara ve kıta içi rift gelişmesine neden olmuştur. Geç Proterozoyik'te Süperkıta'nın biraraya gelmesi (amalgamizasyon) ve dağılması gibi progresif süreçle- rin özellikle Gondvanp Karası'nı etkileyen Pan-Afrikan Orojenezi ile ilişkili olduğu kabul edilmektedir (Kro- ner, 1979, 1985; McKerrow ve diğ., 1992). Dış oroje- nik kuşağa ait serilerde, Geç Protcrozoyik seriler üze- rinde Post orojenik Erken Kambriyen dizilerin uyumsuz olarak yer aldığı bilinmektedir (Bond ve diğ., 1984) (Şekil 1). Deniz seviyesi Süperkıta'nın parçalanmasını takip eden bir evrede yükselme göstermiş ve Erken Pa- leozoyik şelf sedimanları çökelmeye başlamıştır. İNFRAKAMBRİYEN (625-555 M.Y.) Şekil 1. Süperkıta (yaklaşık 600 my. öncesi) orojenik kuşak Riftleşme lar (Murphy ve Nance, 1991) ve Erken Paleozoyik is- Süperkıta'nm aktif parçalanma ve dağılma süreci tiflerin stratigrafisi (Bond, ve diğ., 1984'den basitleş- tirilmiştir). Şekil 2. Gondvana Karası kuzeyinde Geç Proterozoyik, înfra kambriyen ve Kambriyen'e ait şematik evrim mo- Figure 1. Supercorıtmerit (before 600 Ma.) Orogenic belts delleri. (Murphy and Nance, 1991) and stratigraphy of Early Figure 2.Schemaîic evolutionary models on the northern Palaeozoic sections (Simplified after Bond, et Gondvana Land from Late Proterozoic, Infracamb- alJ984). rian and Cambrian. 2 GONDAVANA KUZEYİ ANADOLU MİKROKITASI TOLLUOĞLU-SÜMER 625-555 my. arasında gelişmiştir (Bond ve dig., 1984). Merkezi-Güncy Fransa) ve Merkezi Avrupa (Güney Al- Üç büyük kıtanın kenarında, Lavrasya'nın güneydoğusu manya, Avustuıya, Çekoslovakya, Polonya ve Roman- (Kuzey Amerika), Baltık Kalkanı'nın kuzey batısı (Ku- ya) Paleozoyik başında Gondvana Karası'nın kuzey ke- zey Avrupa) ve Gondvana Kıtasının kuzeyi (Arabistan) siminin kapladığı alanlardır. Dolayısıyla, Türkiye'nin riftleşme'nin tipik örneklerini sergiler (Zciglcr ve diğ., bugünkü alanı Kambriyen'de Gondvana'nın kuzeye ba- 1979). kan kesimine aittir (Şekil 3). Gondvana kıtasında Afrika Plakası'nın kuzeydoğu Süperkıta'nın riftleşme sonucu parçalanması, Gond- kenarı boyunca kıtasal yenilmenin yaklaşık 620-580 vana Karası kuzeyinden Anadolu Mikrokıtası'nın çekir- my. öncesinde başladığı, kıta içi gerilmelerin 600-550 deği olarak kabul edilen Pan-Afrika Temele ait fragme- my. arasındaki dönemde geliştiği kabul edilmektedir. tin ayrılması ile sonuçlanmıştır (Şekil 2). Infrakambriyen'de gelişen gerilme süreci Sina yarıma- Rift Çekelleri (Yay-ardı basen) dasında üçlü riHleşme (Husseini 1989) (Ölü Deniz Rift Kolu, Kuzey Mısır Rift Kolu ve Need Yırtılma Zonu) Arap Plakası'nm kuzeyinde yer alan Güneydoğu ile sonuçlanmıştır (Şekil 2). Gondvana Karası'nın ku- Anadolu bölgesi Alt Paleozoyik istiflerin stratigrafisi zeybatısında bir diğer rift oluşumu için (Moldanubian açısından önemli veriler sergilemektedir. Türkiye'nin rift zonu) Erken Ordovisiyen (480 my.) yaşı önerilmek- tedir (Oliver ve diğ., 1993). Kuzey Mısır Rift Kolu ile Moldanubian Rift zonunun jeolojik tarihçede Iapetus Okyanusu'nun gelişmesi aşamasında birbiriyle ilişkide olabilecekleri konusunda henüz kesin bir veri yoktur. Ancak Alpin serilerin (Avrupa) altında yer alan temelde rift oluşumunun Geç Proterozoyik olduğuna dair pek çok delil olduğu belirtilmektedir (Von Raumer ve diğ., 1991). Kambriyen başında riftleşme sonucu parçalanan Gondvana Karası ile Kuzey Amerika kıtasal alanı ara- sında Iapetus okyanusal alanının geliştiği kabul edilir (Scotese ve diğ., 1979; Condie 1989; Paris ve Robardet 1990; McKerrow ve diğ., 1991). Fanerozoyik başındaki pek çok paleocoğrafik veri, bugünkü konumuyla Gond- vana Karası kuzey ve kuzeydoğusunda Iapetus Okyanu- su ile bağlantılı daha küçük okyanusal alanların varlığı- na işaret etmektedir. Kambriyen başında genişlemeye başlayan ve Türkiye'nin Erken Paleozoyik evriminde önemli rol oynayan bu okyanusal alan Paleo-Tetis ola- rak adlandırılmıştır (Kanasewich ve diğ., 1978; Havli- cek 1981; Adamia ve diğ., 1981; Belov ve diğ., 1986). Buna karşın, Kambriyen başlarında Baltık ve Kuzey Gondvana Karası arasında okyanusal bir alanın varlığı Şekil 3. Erken Ordovisiyen paleocoğrafyası ve Paleo-Tetis kanıtlanmış, Orta Avrupa Okyanusu (Rheic Ocean) ola- okyanusal alanı; AA=Anti Atlas, AR=Ardenler, rak tanımlanan bu okyanusun Kambriyenden Devoni- BOH=Bohemya, Cl = Merkezi Iberya, EST = Es- yen'e kadar olan jeolojik tarihçede progresif olarak tüke- tonya, LIT = Litvanya, MC = Fransa Masif-Santral, tildiği saptanmıştır (Paris ve Robardet, 1990). MNA = Orta - Kuzey Armorika, SA = Sardinya, Erken Paleozoyik süresince Türkiye, Batı İran (Sa- TRI = Tripolitan, TÜR = Türkiye, WA = Galler (Pa- nandaj-Sirjan) ve Merkezi İran'ın Gondvana Karası'nın ris ve Robardet, 1990'dan basitleştirilmiştir). kuzey şelf sahillerine ait olduğu ve bu şelfin kuzeyinde Figure 3. Early Ordovician paleogeography and Palaeo- Atlantik Tipi kıta kenarının gelişmiş olduğu çeşitli Tetis ocean; AA = Anlı Atlas, AR= Ardens, BOH = araştırmacılar tarafından da belirtilmiştir (Kanasewich, Bohemia, Cl = Central Iberia Domain, EST = Es- ve diğ., 1978; Adamia ve diğ., 1981; Berberian ve King, tonia, LIT = Lithuania, MC = French Massive- 1981; Belov ve diğ., 1986; Husseini, 1992). Kuzey Afri- Central, MNA = Mid-North Armorican Domain, SA ka (Fas, Cezayir, Tunus, Libya, Nijerya ve Mısır), Orta = Sardinia, TRI = Tripolitaine, TÜR = Türkiye, WA Doğu (Türkiye, Suriye, Ürdün, Irak ve Suudi Arabis- = Wales (Simplified after, Paris and Robardet, tan), Güneybatı Avrupa (İtalya, İspanya, Portekiz ve 1990). 4 GONDAVANA KUZEYİ ANADOLU MİKROKITASI güneydoğusunda en yaşlı litostratigrafi birimleri (Tel- 1986; Dean ve diğ., 1991a). Orta Kambriyen başında besmi formasyonu) yüzeylenir (Ketin 1966, 1983; Boz- Türkiye güneyinde global deniz seviyesi çok yavaş doğan, 1982). Telbesmi formasyonu yastık lav, volka- yükselmiştir (Vail ve diğ., 1977). Bu yükselmeye bağlı no-klastik, şeyi ve kumtaşlanndan oluşan litolojiye olarak Geç Kambriyen'de transgresif kiltaşı-şeyl çökel- sahip olup, Kambriyen yaşlı Derik Grubu tarafından leri yaygındır (Çizelge 1). uyumsuz olarak örtülür (Çizelge 1) (Perinçek ve diğ., Tipik stratigrafik kesit veren Güneydoğu Anadolu'da 1991). Telbesmi formasyonuna ait birimlerin Ölü Deniz tanımlanan Kambriyen yaşlı Derik grubuna ait litoloji- Rift koluna ait riftleşme ile eş yaşlı çökeller olabilece- lerin alt seviyeleri kıtasal ile geçiş tipi klastiklerden ği kabul edilmektedir (Husseini, 1989). Kambriyen ba- oluşur. Orta Kambriyen yaşlı birim orta seviyeyi oluş- şında, Arabistan Plakası ile Güneydoğu Anadolu çökel- turan şelf karbonatlan olarak tanımlanır. Üst seviyeler- me alanlarının paleocoğrafik ortak karakteri bu olasılığı de ise denizel şeyi ve kumtaşı ardalanmasının yaygın mümkün kılmaktadır. olduğu saptanmıştır (Perinçek ve diğ., 1991). Benzer Gondvana Karasunda bölgesel yükselim serilere Amanos Dağlarında da rastlanılmakta ancak Geç Kambriyen'de gelişen regresyon sonucu Ordovisi- Türkiye, kuzeydoğu Afrika, Arabistan, İran ve yakın yen serileri ile arasında yerel bir uyumsuzluk gözlen- çevresindeki Geç Prekambriycn yaşlı magmalik (gra- mektedir (Dean ve diğ., 1986). nit) ve metamorfik yüksek kıtasal bölgelerden taşınan klastiklerin çökelme alanını oluşturmaktadır. Gondva- Adayayı oluşumu ve kalkalkali volkanizma na Karası'nm yükselimini takip eden evrede oluşan bu Türkiye kuzeydoğusunda Paleo-Tetis olarak adlan- klastik litolojiler, Türkiye'de muhtemelen Kambriyen- dırılan okyanusa! bir alanın varlığı ve bu okyanusun Ordovisiyen sınırında gelişecek Orojenik Metamorfiz- 600-500 my. arasında güneye kendi içinde dilimlenip ma ürünü litolojilerin protolitleri olarak kabul edilmiştir. dalması adayayı gelişimini başlatan süreç olmuştur Önceki yıllarda yapılan ayrıntılı çalışmalardan, Do- (Kanasewich ve diğ., 1978). Sunulan Erken Paleozoyik ğu Alplerde Prekambriyen yaşlı kristalin kayaçların evrim modelinde Türkiye jeolojisi için oldukça önemli gözlenmediği, Alplerde paragnayslara ait örneklerin se- husus, Ordovisiyen öncesi dönemde gelişmiş adayayı dimantasyon yaşlarının 600-500 my. arasında olduğu oluşumudur (Şekil 2) (Murphy ve Nance, 1991). ve 1500 my. yaş veren zirkon mineralini içeren sedi,- Alplerde tortul kökenli kayaçlarla bağımlı ve asitten manter kökenli gnayslar için çökelme yaşı olarak 550 bazik kökene kadar değişiklik gösteren bir volkanizma- my. civarında bir yaşın önerildiği bilinmektedir (Satır, nm yaklaşık 500 my. öncesinde varolduğu savunulmak- 1979). tadır (Satır, 1979). Avusturya Alplerinde killi, kumlu KAMBRİYEN (550-500 M.Y.) serilerle arakatkılı volkanik litolojilerin 550 my. dola- Kenar Havza çökelleri yında bir çökelme yaşı gösterdikleri ifade edilmektedir (Frisch ve diğ., 1984). Aynı araştırmacı grubu Kaledo- İnfrakambriyen sonunda Mısır, Arabistan, İran ve niyen çökelme alanının bu bölgede yaklaşık 620-480 Türkiye güneyi, Gondvana Karası kuzey ve kuzeydoğu- my. arasında gerçekleşmiş olabileceğini ifade etmekte- sunda başlıca klastik çökellerin egemen olduğu duraylı dir. Yöredeki gömülme ve adayayı oluşumu içinde Orta kıta platformunu temsil etmektedir (Şekil 2). Magmatiz- Kambriyen yaşı verilmektedir. ma ve kıvamlanmanın gözlenmediği kıta kenarında Er- ken Kambriyen başında kırıntılı fasiyes çökellerinin Türkiye'de değişik lokalitelerde tanımlanan Erken (kuvarsit) egemen olduğu bilinmektedir (Çizelge 1) Paleozoyik kalkalkali volkanizma adayayı evriminin ti- (Dean ve diğ., 1986; Husseini, 1989, 1990; Dean ve pik örneklerini oluşturmaktadır. Menderes Masifinde dig., 1991a). Arabistan Plakası ve uzantısı Türkiye ala- tanımlanan metavolkanitler (leptitler) 500 my. öncesi nının, Kambriyen süresince Paleo-Tetis Okyanusu'nun geliştiği varsayılan adayayına ait yay volkanitleri ola- Baltık Kalkanına yakın kesiminde yer alması gerektiği rak kabul edilir (Dora ve diğ., 1992). Kalkalkali bile- ifade edilir (Husseini, 1989). şimli, sialik kökenli adayayı volkanitlerinin derinlik tü- revleri olarak tanımlanan metagranodiyoritlerde ise Orta Kambriyen'den Ordovisiyen'e kadar Gondvana 471±9 my'lık radyometrik yaş jeolojik verimle uyumlu- duraylı şelfin bir bölümünü oluşturmakta ve Türki- luk gösterir (Satır ve Friedrichsen, 1986). ye'nin güney bölümü şelf ortamını karakterize eden yaygın kireçtaşı çökellerinden oluşmaktadır (Husseini, Türkiye'den bir diğer örnek, Bitlis Masifi'nin Avnik 1989). Türkiye güneyinde doğu-batı uzanan Toridler'de bölgesinde tanımlanan manyetit-apatit cevherleşmesiy- Erken Paleozoyik seriler içinde fosille yaş verilen en le ara katmanlı bazikten felsiğe değişen kalkalkalin me- eski birim Erken-Orta Kambriyen'e ait trilobit fosilli tavolkanitlerdir. Bu litoloji grubunda yapılan radyomet- karbonatlı fasiyestir ve Çaltepe formasyonu olarak bi- rik çalışmalar 454±13 my'lık bir yaşa işaret etmektedir linmektedir (Çizelge 1) (Dean, 1975; Dean ve diğ., (Helvacı, 1983). 5 GONDAVANA KUZEYİ ANADOLU MİKROKITASI Menderes ve Bitlis masiflerinde gnays, şist ve amfi- sı bir yaş önerilmektedir (Dora ve diğ., 1992). Son yıl- bolit türü kayaçlarla birlikte yüzeylenen metavolkanitle- larda yapılan ayrıntılı saha gözlemleri, Menderes Masi- rin temel jeokimyasal özellikleri, yüksek SiO içeriğine finde üç farklı yaş ve düzeyi temsil eden şistlerin varlı- 2 sahip ortaç-asidik bilcşimli, kalkalkali, riyolit-dasit ka- ğına işaret etmektedir. Prekambriyen yaşlı şistlerin rakterli kayaçlar olduklarına işaret etmekte ve adayayı gözlü/granitik gnayslarla ardalanmalı düzeylerden oluş- volkanizması ürünü litolojileri temsil ettikleri kabul tuğu yer yer ince mermer. Asidik metavolkanik, meta- edilmektedir (Helvacı, 1983; Kun ve dig., 1988; Tollu- gabro ve a m fi bol i t mercekleri içerdiği, buna karşılık oğlu, 1995). Benzer litolojilere Bolu (Sünnicedağ) yöre- Ordovisyen-Permiyen yaşlı örtü serisine alt birimlerin sinde de rastlanılmakta ve meta-riyolit olarak tanımlan- alt seviyelerinde siyah mermer, fillit ve kuvarsitlerle ar- dıkları ifade edilmektedir (Cerh, 1990) (Çizelge 1). dalanmalı örtü şistlerinin yüzeylendiği vurgulanmakta- dır (Kun, ve diğ., 1993). Aynı araştırmacılar, bir üçün- ERKEN ORDOVİSİYEN (500-470 M.Y.) cü seviye olarak Triyas-Üst Kretase yaşlı zımpara Orojenik Metamorfizma içerikli mermerlerle birlikte ardalanmalı şistlerden sö- zetmektedir. Menderes Masifi çekirdek gnaysların pro- Erken Ordovisiyen'de Gondvana Karası'nın güney tolitlerinin çökelmesi ile eş oluşum koşullan gösteren kutba doğru hareket ettiği, bunun sonucu Afrika'nın bu- volkanik birimlerin derinlik türevleri olarak kabul edi- zullarla kaplandığı bilinmektedir (Zeigler ve diğ., len metagranodiyoritlerde (asit magmatitler) 471±9 my. 1979). Bu jeolojik süreçle beraber Iapetus Okyanusu ka- radyometrik yaşlar elde edilmiştir (Satır ve Friedrich- panmaya (Erken Kalcdoniyen) başlamıştır (Scotesc ve sen, 1986). Tonalitik-granitik sokulumlann metamorfiz- diğ., 1979; Cocks ve Fortey, 1988; Condei, 1989). ma ile eş zamanlı veya onu izleyen evrede yükselmiş 500-440 my. masında etkili olan bölgesel metamor- oldukları kabul edilmektedir. Menderes Masifi Gördes fizmanın, Kaledoniyen Orojenezi ile yaşıt ve erken ev- As Masifinde (Borlu-Demirci) gerçekleştirilen bir baş- resine ait jeolojik olayları geliştirdiği, özellikle Türki- ka çalışmada metamorfik istifin tabanında sillimanit- ye'de Erken Paleozoyik yaşlı serilerde önemli bir işlevi granat-gnaysların yüzeylendiği ve bu litolojilerin uyum- olduğu kanısındayız. Çünkü, gerek sedimantolojik veri- lu olarak üste doğru sillimanit-granat-disten-şistlere, ler gerekse metamorfizma ve magmatizma ile ilgili rad- sillimanit-stavrolit-granat-disten-şistlere, daha üstte ise yometrik sonuçlar, Türkiye Erken Paleozoyiğinden 500 stavrolit-granat-şistlere geçtiği ve en üst kesimde çekir- my. civarında gelişen pek çok jeolojik sürecin varlığına dek seriye ait granat-mika-şistlere ulaşıldığı saptan- işaret etmektedir. Diğer taraftan. Erken Paleozoyik yaş- mıştır (Dora ve Candan, 1989). lı metamorfizmanm (Orta-Yüksek Basınç/Yüksek Sı- caklik) ürünü asidik magmatizma yaygın olarak gözlen- Bitlis Masifinde eski temel olarak tanımlanan Alt mektedir (Şekil 4) (Tolîuoğlu, 1995). Birlik gnays, Amfibolit, metagranit (anateksitik), mika- şist, metabazit ve ince mermer bantlarından oluşur. Çe- Orta basınç/Yüksek sıcaklık metamorfizması (çekir- kirdek seri olarak kabul edilen bu litoloji topluluğunun dek seri) Devoniyen öncesi dönemde (pre-Devoniyen) bölgesel Menderes Masifi temeli gözlü gnays, granitik gnays, metamorfizma geçirdiği yaygın bir görüştür (Boray, bantlı gnays ve migmatitten oluşan çekirdek seri ile ka- 1975; Yılmaz, 1971, 1975; Erdoğan, 1982; Tolîuoğlu, rakteristiktir. Gnays bilimini yapısal uyumlu olarak me- 1981, 1988; Tolîuoğlu ve Erkan, 1982; Helvacı, 1983; tavolkanitlerin (leptit) üzerlediği gözlenir. Temeli oluş- Göncüoğlu ve Turhan, 1983; Şengün, 1984). Çekirdek turan gnaysların Geç Proterozoyik-Kambriyen seri üzerinde açısal uyumsuzlukla yer alan Üst Birliğe döneminde kıta kenarında çökclmiş kırıntıların (gro- ait örtü kayaçları başlıca fillit, şist, kuvarsit ve Permi- vak, arkoz vb.) metamorfizması sonucu oluştukları ön- yen yaşlı mermerlerden oluşur. Kuvarsitlerin alt kesim- ceki araştırmacılar tarafından vurgulanmıştır (Konak, lerinin metakonglomera özelliği gösterdiği ve Alt Birli- 1982; Dora ve diğ., 1992). Menderes Masifi çekirdek ğe ait çakılları içerdiği vurgulanır (Helvacı, 1983). seriye ait metasedimanların ve metavolkanitlcrin yakla- Bitlis Masifinde yapılmış ayrıntılı çalışmalarda Devo- şık 500 my. önce (Kambriyen-Ordoviyen sınırında) niyen öncesi metamorfik temel üzerinde platform kar- yüksek dereceli metamorfizma geçirdikleri hususu son bonatlarından (Orta Devoniyen) oluşan litolojilerin gel- yıllarda kabul gören yaygın bir görüştür/Masifin gözlü diği ve Geç Triyas'a değin süreklilik gösterdiğine işaret gnayslarında Rb/Sr yöntemiyle 529, 520 ve 490 my. do- edilmektedir. Mutki (Bitlis) kuzeyinde Alt Birlik üzerin- layında toplam yaşlar saptanmıştır (Dora, 1975). Du- de kireçtaşı mikrokonglomerasının yer aldığı bilinmek- raylı izotrop değerlen gnaysların ilksel kayaçlarının tedir. Hizan (Bitlis) kuzeyinde ise Üst Birliğe ait Orta- (protolit) sedimanter kökenli olduğuna işaret etmektedir Geç Devoniyen şelf karbonatlarının Varlığından söze- (Satır ve Friedrichsen, 1986). Bu sonucun saha verile- dilmektedir. Daha üst seviyedeki karbonatlı seriden alı- riyle de desteklendiği vurgulanmaktadır. Gnaysların se- nan örneklerde Geç Devoniyen yaşlı fosillerin bulundu- dimantasyon yaşı için yaklaşık 680 my. dolayında ola- ğu saptanmıştır (Göncüoğlu ve Turhan, 1983). 7 TOLLUOĞLU-SÜMER Şekil 4. Gondvana Karası kuzeyinde Erken ve Geç Ordovisi Figııre 4. Schematic evolutionary models of the northern yen'e ait şematik evrim modelleri. Gondvana Land from Early and Late Ordovician. Merkezi ve Doğu Avrupa'da (Doğu Pireneler, Tau- rinde 480-460 my. arasında geliştiği ve yüksek basınç/ ern Penceresi, Austro-AIpin Temci, Masif Central, Gott- yüksek sıcaklık mctamorfizması gözlendiği ileri sürül- hard Masif, Saxolhuringian Zonu, Bohemia Masifi, Gü- mektedir. Avusturya Alpleri (Austroalpinc) temelinde neybatı Polonya) yapılmış jeolojik çalışmaların 530, 518, 500 my., Bohemia MasiiTnde 525 my. Masif sonuçlan, AH Paleozoyik'de Avrupa ile Türkiye'nin pek Central'dc 480 my. radyometrik yaşlar bantlı amfibolit- çok yönden ortak jeolojik bir evrim geçirdiğine, dolayı- leri başkalaşıma uğralan metamorfizma yaşlarıdır sıyla benzer jeolojik tarihçeye sahip olduğuna işaret et- (Frisch ve dig., 1984). K-D Bavaria'da 494-485 my. ara- mektedir. Kalcdoniycn Orojcnezinin Avusturya Alple- sında değişen gabroyik inîrüzyon yaşlan elde edilmiş- 8 GONDAVANA KUZEYİ ANADOLU MİKROKITASI tir (Von Quadt, 1991). Polonya güneybatısında yapılan ayrıca petrolojik.özellikleri (Tolluoğlu ve Erkan, 1993) bir başka çalışmada Trcmadosiycn-Arenigiyen sürecin- ayrıntılı incelenmiştir. Kırşehir Metasedimantcr Grubu de ofiyolit oluşumu, adayayı gelişimi, volkanik malze- adı altında tanımlanan metamorfitlerin ilksel kayaları menin sedimantasyonu ve yay granitlerinin oluşumu- bazik, pelitik, psammitik, kuvarsitik ve karbonatlı lito- nun gözlendiği, gömülmenin ise yaklaşık 480 my. lojilerden oluşmaktadır. İstif içinde orto kökenli meta- civarında gerçekleştiği belirtilmekledir. Bölgesel meta- bazitler (amfibolit) ve metapelitler (mika - şist / gnays morfizma için 460 my. dolayında bir yaş ileri sürül- vb.) tabanda yer alır. Üste doğru yarı metapelitik, me- mektedir (Oliver ve diğ., 1993). tapsammitik (mika-kuvars-şist v.b.) litolojilere geçilir. Tüm bu litolojiler kalın kuvarsit serisi tarafından örtü- Orta basınç/Düşük sıcaklık metanı örfi zması (Afyon lür. Kuvarsitler üzerinde başlangıçta kırıntılı üste doğ- Zonu) ru saf karbonatlardan türemiş kalın metakarbonat bir is- Afyon Zonu olarak tanımlanan düşük metamorfik tif yüzeylenir. kuşağın, batıda Çine As Masifi (Menderes Masifi) gü- Kırşehir Masifinde düşük-orta mertebeli ilerleyen neybatısı Muğla'dan (Selimiye) başlayıp, doğuda De- metamorfizma geçirmiş çökel karakteri baskın bir isti- nizli kuzeyini izleyerek Uşak (Karahallı) güneydoğu- fin yüzeylendiği ortaya konulmuştur. Petrolojik bulgu- sundan ve Sandıklı üzerinden Afyon'a bağlanan bir hat boyunca yüzcylcndiği, Afyon doğusunda ise Sultandağ- lar ycşilşist fasiyesinden yüksek amfibolit fasiyesine ları (Toridya) kuzeyinden Orta Anadolu Masiflerine değişen metamorfizmaya işaret etmektedir (Tolluoğlu bağlandığı kabul edilmektedir (Şekil 4). ve Erkan, 1993). Afyon ili çevresinde (Afyon Zonu) yüzeylenen Af- Kırşehir yöresindeki çalışma sonuçlan, Afyon zo- yon metamorfitlerinde tarafımızdan yürütülen ve halen nuna ait metamorfik serilerden elde edilen bulgularla devam eden araştırma projesi (TÜBİTAK) ile ilgili sa- deneştirildiğinde, her iki bölgedeki metamorfillerin or- ha bulguları oldukça ilginçtir. Afyon Zonundan yüzey- tak çökel karakteri sergilediği ortaya çıkmaktadır. Özel- lenen düşük mcrtcbcli metamorfitler kalın metasedi- likle çoğu yönden benzerlik sunan metasedimanter bir manter bir istif karakteri sergilemektedir. İstif tabanında istifin varlığı söz konusudur. Genelleştirildi istiflerin yer alan albit-granat-mika-şistler çok evreli deformas- ortak karakteri, alt kesimde polifaz deformasyonlardan yon sürecinden etkilenmiş birden fazla kıvrım evresi etkilenmiş (buruşma deformasyonu gelişimi ayırtman geçirmiş en yaşlı litolojileri oluşturmaktadır. Bu birim özellik) ağırlıklı olarak metapelitlerin varlığı, orta ke- üste doğru benzer deformasyon sürecinden etkilenmiş simde ilksel kayaları plaj kumu çökellerine işaret eden mika şistler tarafından üzerlenmektedir. Bu litolojiler iyi yıkanmış masif kuvarsitlerin yer alması ve üst ke- üzerinde kuvarsitler ve kuvarsit çakıllı mctakonglome- simde ise metakarbonatların egemen olduğu litoloji gru- ralar yer almaktadır. İki birim zaman zaman birbirine bunun varlığıdır. Yaşı konusunda verilerin elde edile- geçiş gösterir. Mctakonglomeralar üzerinde organik mediği Kırşehir MasilTnde metapelitler ile malzemece zengin mcta-kumtaşı, fillit, karbonatlı- metakarbonatlar arası stratigrafik konuma sahip kuvar- kuvars-şist, kalkşist ve mermer litolojileri yer alır. Or- sitlere Afyon zonunda da rastlanılmaktadır. Stratigrafik ganik malzemece zengin birimlerin Erken Silüriyen konumu ve çökel kaya türü bakımından çarpıcı benzer- yaşlı oldukları düşünülmektedir. Çünkü, daha üst sevi- lik gösteren Afyon ve Kırşehir istiflerindeki kuvarsitle- yelerde mercan fosilli (Disphyllıım sp.) Orta-Geç Devo- rin birbirleri ile eş yaşlı olabilecekleri düşünülmekte- niyen yaşlı mctakarbonatlar yer almaktadır. Organik dir. Aynı şekilde benzer kayalara Akdağmadeni malzemece zengin fillitik litolojiler allında yer alan me- yöresinde de rastlanılmaktadır (Alpaslan ve diğ., 1994). takonglomeraların paleocoğrafik evrim içinde Ordovisi- Bolu-Kastamonu Zonu yen sonunda gelişen buzul konglomeraları olmaları kuvvetle muhtemeldir (Condie, 1989). Kuvarsit çakıllı İstanbul'dan Kastamonu yöresine uzanan kuşak ön- metakonglomeraların en belirgin özelliği derecelenme ceki çalışmalarda İstanbul Napı (Şengör ve diğ., 1980; göstermeyen yığışımlar halinde yüzey İçilmeleridir. Ge- Şengör, 1984), İstanbul Zonu (Okay, 1989), Avranadolu rek litolojik özellikleri gerekse bölgesel stratigrafik is- (Güvenç ve diğ., 1994) a'dı altında tek bir tektonik birlik tiflerle karşılaştırılmaları (Çizelge 1) kuvars çakıllı bu olarak tanımlanmış ve bu kuşakta yüzeylenen Erken konglomeraların buzullarıma ile ilişkili kaba klastikler Paleozoyik serilerin benzer jeolojik evrim geçirmiş ol- olma ihtimalini kuvvetlendiren verilerdir. dukları kabul edilmiştir. Kambriyen-Ordovisiyen'de birbirinden ayrı jeolojik evrim geçirmiş ve farklı istif Orta Anadolu masiflerinin batı bölümünü oluşturan karakteri sunan litoloji toplulukları bu makalede Istan- Kırşehir çevresindeki bölgesel metamorfillerin litostra- bul-Kocaeli ve Bolu-Kastamonu Zonu olmak üzere iki tigrafik tanımı, yayılımı ve pctrokimyasal özellikleri ayrı zona ayrılmıştır (Çizelge 1). (Tolluoğlu, 1986, 1987, 1994) mesozkopik tektonik özellikleri ve deformasyon geometrisi (Tolluoğlu, 1992) Gondvana Karası en kuzey kenarına ait olduğu ka- 9 TOLLUOĞLU-SÜMER bui edilen Bolu-Kastamonu zonunda altta bölgesel me- egemen olduğu çekirdek bir serinin varlığıdır. Temele tamorfik bir temel üzerinde gelişmiş ağırlıklı olarak ait litolojiler üzerinde düşük metamorfik metakırıntıla- Erken Paleozoyik kırıntılı sedimanlardan oluşan, üstte nn yaygın olduğu bir örtü serisi gözlenir (Arpat ve diğ., doğru karbonatların egemen olduğu bir istif bulunmak- 1978; Öztürk ve diğ., 1984; Aydın ve diğ., 1986, 1987; tadır. Temeli oluşturan kristalin külle şist, gnays, amfi- Boztuğ, 1988; Cerit, 1990) (Çizelge 1). bolit, kuvarsit, mermer, mctabazik ve metaasidik kayaç- Türkiye'nin Erken Paleozoyik yaşlı istifleri içindeki lardan oluşur (Bingöl, 1978; Arpat ve diğ.. 1978; stratigrafik konumu açısından benzer kuvarsit depolan- Öztürk ve diğ., 1984; Aydın ve diğ., 1986, 1987; Yıl- malarına kuzeyde Bolu-Kastamonu Zonu güneyinde maz ve Boztuğ, 1986; Boztuğ, 1988, Cerit, 1990, 1992). Amanos kesitlerinde de rastlanılmakta (Çizelge 1) ve Bolu (Sünnice) Masifinde temel kayaçların kuvars- genelde Orta-Geç Ordovisiyen yaşı verilmektedir (Öz- feldispat-gnays, amfibol-gnays, kuvarsit ve mermerler- türk ve diğ., 1984; Dean ve diğ., 1986; Arpat ve diğ., den oluştuğu ve Erken Kaledoniyen Orojenezinden et- 1978; Boztuğ, 1988). Masif kuvarsit çökellerinin Asgiîi- kilenmiş oldukları saptanmıştır. Ayrıca Kambriyen- yen regresyonu ürünü gelişmiş olabilecekleri öneril- Ordovisiyen'de gelişmiş yaygın bir volkanizmadan mektedir. Afyon Zonundaki masif kuvarsitlerin Ordovi- (meta-riyolit) söz edilmektedir (Cerit, 1990). Aynı araş- siyen sonu buzullarıma ürünü meta-kuvarsit- tırmacı, temel kayaçlar üzerinde uyumsuz konumda ku- konglomcralarla geçişli olmaları ise paleocoğrafik açı- varsit-metakumtaşı-metakonglomeraların yer aldığına dan bu görüşü destekleyen bir veri olarak yorumlanabilir. ve birimin Kambriyen yaşlı olması gerektiğine işaret etmektedir. Tüm istifin Geç Ordovisiyen'de granitler ta- Kırşehir Masifi'nde ilerleyen metamorfizmaya bağlı rafından kesilmiş olduğu ayrıca vurgulanmıştır (Çizel- gelişen üsteleyen kıvrımlanma dört plastik deformas- ge 1). Daha üst kesimlerde granit çakıllarını içeren me- yon fazına ayrılmıştır (Tolluoğlu, 1992). Ancak Kırşe- ta-konglomeralann yer aldığı, üste doğru kaba taneli hir Masifi'ne ait serilerdeki yoğun deformasyonların ve düşük metamorfik Geç Ordovisiyen-Silüriyen çökelleri- kıvrımlanmının temel ve örtü şeklinde bir ayrımı net ne geçtiği saptanmıştır. Orta Devoniyen karbonatları- bir biçimde ortaya çıkarmayı engellediği, hatla örtü se- nın ankimetamorfik olduğu ve alttaki birimleri uyumsuz risini etkileyen süreçlerin önceki yapısal unsurları sil- konumda üzerlediği belirtilmiştir (Yalçın ve Cerit, miş olabileceği düşünülmektedir. 1991). Bolu Masifinde (Abant-Yeniçağ) gerçekleştiri- Yüksek basınç metamorfızması ve eklojit oluşumu len başka bir çalışmada da benzer şekilde şist, gnays, amfibolit, kuvarsit, kalkşist ve meta-gabroların yüzey- Erken Paleozoyik evrim modelinde, Türkiye'de yük- lendiği temel bir serinin varlığı belirtilmiştir. Temele sek dereceli metamorfik kayaçlaıia birlikte deformas- ait kayaçları granodiyoritlerin kestiği ve meta-kumtaşı, yon ve metamorfik evrim geçirmiş meta - bazit, meta - meta-çakıltaşlarından oluşan kaba klastiklerin (Silüri- ultramafit ve eklojitler; Paleo - Tetis okyanusuna ait li- yen?) alttaki bilimleri uyumsuz olarak üzerlediği ifade tolojilerin metamorfik türevleri olarak-düşünülmektedir edilmiştir (Öztürk ve diğ., 1984). (Şekil 4). Merkezi Pontitlerde Elekdağı-Saraycık masi- finde kuzeyden güneye prehnit-pumpelliyit, glokofan- Bolu-Kastamonu zonunda yer alan bir diğer kristalin şist, yeşilşist, albit-epidot-amfibolit ve eklojit fasiye- topluluk Daday-Devrekani Masifi olarak adlandırılır sinde beş progresif metamorfik zon ayırt edilmiştir (Yılmaz, 1979). Bölgede temeli oluşturan bu kütle Da- (Eren, 1979). Erken Paleozoyik yaşlı adayayı evrimine day-Devrekani metasedimanter grubu ve Çangal meta- önemli bir kanıt .olarak düşünülen metamorfik serilerin ofiyoliti olarak adlandırılan iki tektono-stratigrafik bir- üç evreli bir deformasyon sürecinden geçtiği ifade edil- likten meydana gelmektedir. Metasedimanter grup için- mektedir. de mika-gnays, amfibol gnays ve amfibolitten oluşan li- tolojiler altta, mermer, kalksilikatik gnayslar üstte yer Bitlis Masifinde kyanit-eklojitler mercekler veya almaktadır (Yılmaz ve Boztuğ, 1986). Liyas öncesi bantlar şeklinde yüzeylenmektedir. Yüksek mertebeli yaşlı olduğu kabul edilen metaofiyolit ise iyi korunmuş metamorfik alanlarda yer alan eklojitlere büyük benzer- Paleo-Tetis okyanus kabuğuna ait bir dilim olarak ta- lik gösterdikleri saptanmış olup çekirdek seriye ait nımlanmaktadır (Şengör ve diğ., 1980; Yılmaz, 1983; gnayslar arasında gözlenen bu litolojinin T=625±35°C Yılmaz ve Boztuğ, 1986). Daday-Devrekani Masifi ve P= 16±3 kb. basınç koşullarında metamorfizmaya progresif olarak deforme olmuş kıtasal kabuk ve ofiyo- uğradığı ifade edilmektedir (Okay ve diğ., 1985). Ben- lit diliminden oluşan tektonik bir birim olarak kabul zer şekilde Menderes Masifi'ndcki çalışmalarda da edilir (Şengün ve diğ., 1990). Merkezi Pontitlerin jeolo- gnays ve metavolkaniklere ait çekirdek seri içinde göz- jik bir mozayikden oluştuğu kabul edilmektedir. Genel- lenen gnaysların, korona yapılarında gözlenen özellik- de doğu batı yönlü tektono-stratigrafik birimlerden olu- lerine dayanarak yüksek dereceli metamorfizma ürünü şan Kastamonu çevresindeki istiflerin en belirgin oldukları ve masif gabro çekirdeklerinin amfibolitler ta- karakteri Ordovisiyen öncesi metamorfik kayaçların rafından kuşatılmaları vurgulanır (Dora ve diğ., 1994). 10