Paleotetis yitim-yığışım kompleksinin gelişiminde topçam formasyonu'nun tektonik önemi, tokat, orta pontidler
Tectonic significance of the topçam formation for the development of palaeotethyan subduction-accretion complex, tokat, centre pontides
Yazar: MURAT TABAK
Danışman: PROF. DR. TİMUR USTAÖMER
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Tokat Masifi, Amasya – Reşadiye bölgeleri arasında geniş bir yayılım gösteren metamorfik kayaçalar ile temsil edilmektedir. Tokat Masifi'nin önemli bir bileşeni başlıca meta-volkanojenik kayalardan oluşan Topçam Formasyonu'dur. Tokat vadisinin kuzeyindeki yükselim alanlarında yüzlek veren Topçam Formasyonu'nun yapısal olarak tabanında güneyde Yayladalı Metamorfiti, kuzeyinde ise metakırıntılı çökel istifinden oluşan Eskiköy Formasyonu yer alır. En üst yapısal seviyede ise başlıca meta-kırıntılı çökellerden oluşan Tekneli Metamorfiti bir bindirme dilimi olarak bulunmaktadır. Tokat Masifi Neotetis okyanusuna ait yaklaşık D-B gidişli bir dizi ofiyolitik melanj dilimi de içermektedir. Bunlardan biri inceleme alanının güneyinde, metamorfik kaya topluluğunun yapısal tabanında yer alır. Topçam Formasyonu'nu oluşturan meta-volkanojenik kayaçlar (meta-bazalt, meta-volkanoklastik sedimentler, yastık lav) tipik yeşilşist fasiyesine ait mineral parajenezi içerir (aktinolit + albit + klorit + epidot ± kuvars). Meta-volkanoklastik sedimentlerde gözlenen ribekit minerallerinin varlığı metamorfizma sırasında basıncın arttığını işaret eder. Topçam Formasyonu'nun altında yer alan ve ilk kez bu çalışmada ayırtlanan Yayladalı Metamorfiti esasen metabazit-kuvarsit (metaçört)-fillatlardan oluşan bir stratigrafinin yapısal olarak tekrarlandığı bir kaya topluluğudur. Yayladalı Metamorfiti üst yeşilşist – alt mavişist mineral fasiyesine ait mineral parajenezi içerir. En üst bindirme dilimini oluşturan Tekneli Metamorfiti ise düşük dereceli bir metamorfizma sergileyen kumtaşı ve çamurtaşlarından oluşur. Kumtaşlarının matriksi mika ve kloritlerden oluşur. Tekneli Metamorfiti'ne çok benzeyen.Eskiköy Formasyonu ise ana olarak meta-pelitik ve meta-psamitik kayalardan oluşur. İstif içerisinde tane boyu tabandan tavana doğru azalır. Eskiköy Formasyonu'nu yaşı bilinmeyen diyabaz daykları keser. Yan kayalar foliasyonlu iken diyabaz dayklarında foliasyon gelişmemiştir. Ancak dayklar içerisinde ikincil mineral olarak klorit + kalsit ve kuvarsa rastlanır. Son olarak tektonik olarak tabanda yer olan Turhal Metaofiyoliti, volkanojenik kayaçlar, çörtler, çamurtaşları, kumtaşları ve yer yer de düşük dereceli metamorfik kayaçlardan meydana gelmekte olup inceleme alanında güneyde doğu – batı uzanımlı bir birim olarak yer almaktadır. Topçam Formasyonu ve Yayladalı Metamorfiti'ne air meta-volkanojenik kayaçların oluştukları tektonik ortamı saptamak amacıyla seçilen örnekler üzerinde jeokimyasal analizler yapılmıştır. Elde edilen veriler volkanik kayaçların herhangi bir yitim bileşeni içermediğini ve levha içi ortamında oluştuğunu göstermiştir. Bazı kritik element oranları da volkanik kayaların kıta kabuğundan kirlenmediğine işaret etmektedir. Tüm veriler Topçam Formasyonu ile Yayladalı Metamorfiti'nin okyanusal bir levhada, levha sınırlarından uzakta meydana geldiğini, bazı element oranları da volkanizmanın okyanusal plato değil deniz altı volkanı ürünü olduğunu göstermiştir.Meta-pelitik meta-psamitik kayaları kesen diyabaz daykları da benzer şekilde levha içi ortamını vermiştir. Elde edilen yapısal veriler inceleme alanındaki birimlerin en az iki kez deformasyona uğrayıp kıvrımlandığına işaret etmektedir. Mikro-yapısal incelemeler ise üst bloğun güneye hareket ettiği makaslama zonlarının varlığını göstermektedir. İnceleme alanındaki birimlerin yaşına ilişkin bu çalışma sırasında herhangi bir veri elde edilememiştir. Önceki çalışmalarda çalışılan birimlerin Triyas döneminde riftleşmiş bir kıta kenarı çökel prizması olduğu öne sürülmüştür. Meta-kırıntılı birimler içinde yapılan detrital zirkon U-Pb yaşlandırmalarına göre Eskiköy Formasyonu ile Turhal Metaofiyolitindeki kumtaşlarının maksimum çökelme yaşı Geç Triyastır. İnceleme alanının doğusunda Reşadiye çevresinde yüzeyleyen yüksek basınç metamorfizmasına uğramış şistlerdeki mikalardan Liyas yaşları alınmıştır ancak bu kayaların Tokat Masifi'nin bir uzantısı olup olmadığı tartışmalıdır. İnceleme alanının yakın çevresinde Üst Jura-Alt Kretase yaşlı neritik kireçtaşları metamorfik kayaları uyumsuz olarak örtmektedir. 
Tokat Masifi pek çok çalışmada Karakaya Kompleksi'nin eşleniği olduğu yaygınca kabul edilmektedir. Karakaya Kompleksi'nin matriksini oluşturan kumtaşlarının Geç Triyas yaşlı olduğu en genç zirkonların yaşları ile Liyas yaşlı örtü birimlerinin varlığından söylenebilmektedir. Tokat Masifi'ne ait Topçam Formasyonu'ndan toplanan veriler bu birimin Alt Karakaya Kompleksi'ni oluşturan Nilüfer Birimi'ne stratigrafik dizilim ve jeokimyasal açıdan benzediğini ortaya koymaktadır. Nilüfer Birimi Alt-Orta Triyas döneminde Paleotetis okyanusu içinde oluşmuş bir denizaltı volkanı ya da okyanusal plato olarak yorumlanmaktadır. Benzer şekilde Topçam Formasyonu da bir deniz altı volkanıdır. Bu volkan büyük olasılıkla bir denizaltı volkan dizisinin üyesi olmalıdır. Bu volkan dizisi Paleotetis okyanusunun dalımı sonucunda aktif kenar ile çarpışmış, eklenir prizmanın altına girerek derine gömülmüş ve hem deformasyon hem de metamorfizma geçirmiştir. Tekneli Metamorfiti ile Eskiköy Formasyonu'nun eklenir prizmaya ait kırıntılı çökeller olduğu düşünülmektedir. Yayladalı Metamorfiti'ni oluşturan bazalt-çört-çamurtaşı dizisinin de denizaltı volkanına bitişik okyanus kabuğu birimleri olduğu, yitim zonunda bu dizinin dilimlendiği düşünülmektedir.  Tokat Masifi Amasya-Tokat illeri çevresinde K-G yönünde yaklaşık 55 km, D-B yönünde ise yaklaşık 100 km lik bir alan kaplamaktadır. Bu alan içinde en yaygın birim olan Topçam Formasyonu D-B gidişli, birbirine paralel kuşaklar oluşturur. Masif içinde Topçam Formasyonu yanında metamorfik melanjlar ve meta-kırıntılı birimler de yer alır ancak daha az bir yer tutar. Bu da denizaltı volkanlarının aktif kenarlara eklenmesinin eklenir prizmayı büyüttüğüne işaret etmektedir.

Abstract:
The Tokat Massif is represented by metamorphic rocks with a wide spread between the Amasya - Reşadiye regions. An important component of the Tokat Massif is the Topçam Formation, consisting mainly of meta-volcanogenic rocks. Located at the south of the Topçam Formation, which outcrops in the elevation areas in the north of the Tokat valley is Yayladalı Metamorphite and at the north of it is the Eskiköy Formation consisting of metamorphic sedimentary deposit. At the top structural level, Tekneli Metamorphite, consisting mainly of meta-clastic sediments, is found as an overlap. The Tokat Massif also includes a series of ophiolitic melange slices with an approximate D-B trend belonging to the Neotethys ocean. One of them is located at the south of the study area, at the structural base of the metamorphic rock community. The meta-volcanogenic rocks (meta-basalt, meta-volcanoclastic sediments, pillow lava) that form the Topçam Formation contain mineral paragenesis of typical greenschist facies (actinolite + albite + chlorite + epidote ± quartz). The presence of ribekite minerals observed in meta-volcanoclastic sediments indicates that the pressure increases during metamorphism. Yayladalı Metamorphite, located under the Topçam Formation and characterized for the first time in this study, is a rock group in which a stratigraphy consisting of metabasite-quartzite (metachert) -phyllite is structurally repeated. Yayladali Metamorphite contains mineral paragenesis belonging to the upper greenschist - lower blueschist mineral facies. On the other hand, Tekneli Metamorphite, which forms the top thrust section, consists of sandstone and mudstones that exhibit a low grade metamorphism. The matrix of sandstones consists of mica and chlorites. The Esikiköy Formation, which is very similar to the boat metamorphite, consists mainly of meta-pelitic and meta-psamitic rocks. The grain size decreases from floor to ceiling within the stack. Eskiköy Formation includes diabase dykes whose ages are unknown. While the side rocks were foliated, no foliation has developed in the diabase dykes. However, chlorite + calcite and quartz are encountered as secondary minerals in dykes. Finally, Turhal Metaophiolite, which is tectonically located at the base, consists of volcanogenic rocks, cherts, mudstones, sandstones and low grade metamorphic rocks in the area, and it is located as a unit extending in the east-west direction in the study area. Geochemical analyzes were carried out on the samples selected from Topçam Formation and Yayladalı Metamorphite to determine the tectonic environment in which air meta-volcanogenic rocks are formed. The data obtained showed that the volcanic rocks do not contain any subduction components and are formed in the plate environment. Some critical element ratios also indicate that volcanic rocks are not contaminated from the continental crust. Overall, the data showed that Topçam Formation and Yayladalı Metamorphite occur in an oceanic plate, away from the plate boundaries, and some element ratios are the product of the volcanism, not the oceanic plateau, but the submarine volcano. The structural data obtained indicate that the units in the study area are deformed and folded at least twice. Microstructural studies show the existence of shear zones in which the upper block moves to the south. No data were obtained during this study regarding the age of the units in the study area. It has been suggested that the units studied in the previous studies were a continental edge sedimentary prism that had been ripped in the Triassic period. According to the detrital zircon U-Pb aging peformed in meta-clastic units, the maximum precipitation age of the sandstones in Eskiköy Formation and Turhal Metaophiolite is Late Triassia. Liassic ages were taken from the micas in the schists subjected to high pressure metamorphism surfacing around Reşadiye to the east of the study area, but whether these rocks are an extension of the Tokat Massif is controversial. In the immediate vicinity of the study area, Upper Jurassic-Lower Cretaceous neritic limestones unconformably cover the metamorphic rocks. It has been widely accepted that Tokat Massif is the conjugate of Karakaya Complex in many studies. Based on said from the age of the youngest zircons and the Liassic cover units, it appears that the sandstones forming the matrix of the Karakaya Complex are Late Triassic. The data collected from the Topçam Formation of the Tokat Massif reveal that this unit is similar to the Stratigraphic sequence and geochemistry in the Nilüfer Unit, which forms the Lower Karakaya Complex. The Nilüfer Unit is interpreted as an undersea volcano or an oceanic plateau formed in the Paleotetis ocean during the Lower-Middle Triassic period. Similarly, Topçam Formation is an underwater volcano. This volcano should probably be a member of a submarine volcano series. This series of volcanoes collided with the active edge as a result of the dip of the Paleotethys ocean, entered under the prism, buried deep and underwent both deformation and metamorphism. It is thought that the Tekneli Metamorphite and Eskiköy Formation are clastic sediments of the prism. In addition it is believed that the basalt-chert-mudstone series, which constitutes Yayladali Metamorphite, are ocean crust units adjacent to the submarine volcano, and this series is sliced in the subduction zone. Tokat Massif covers an area of 55 km in the direction of K-G and around 100 km in the direction of D-B around the provinces of Amasya-Tokat. Topçam Formation, which is the most common unit in this area, forms parallel bands with D-B course. In addition to the Topçam Formation, metamorphic melanges and meta-clastic units are also included in the massif, but they take a smaller place. This indicates that the addition of submarine volcanoes to the active edges enlarges the prism.