Orta toroslarda üst triyas-liyas yaşlı kırıntılı sedimenterkayaların mineralojisi, petrografisi, jeokimyası ve rutiljeokronolojisi
Mineralogy, petrography, geochemistry and rutile geochronology of upper triassic-liassic detrital sedimantary rocks in the central taurides
Yazar: BERKAY ALPARSLAN
Danışman: PROF. DR. TİMUR USTAÖMER ; PROF. DR. ALASTAİR ROBERTSON
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Toridler, Gondwana kuzey kenarında oluşmuş Geç Proterozoyik (Kadomiyen) yaşlı bir temel
üzerine çökelmiş Geç Paleozoyik – Senozoyik yaşlı kaya birimlerinden oluşur. Toridler
Geyikdağı Birliği de olarak bilinen otokton – göreli otokton kaya birimleri ve Kretase-Eosen
arasında naplaşarak onun üzerinde yer almaya başlamış Aladağ, Bolkar, Bozkır, Alanya ve
Antalya naplarını barındırır. Kretase öncesinde bu naplar Geyikdağı otoktonunun farklı
fasiyeslerini temsil eden birimlerdir. Permiyen-Triyas'ta Gondwana kuzey kenarından ayrılarak
kuzeye doğru göç eden Toridler'de Mesozoyik boyunca ağırlıklı olarak karbonatlı istifler
çökelmiştir. Ancak Triyas sonunda karbonat çökeliminde bir duraksama, erozyon ve onu
izleyen karasal-sığ denizel kırıntılı sedimenter kayaların (Çayır Formasyonu'nun) çökelimi
gerçeklemiştir. Çayır Formasyonu'nun oluşumu, yükselme ve erozyona da yol açan bir tektonik
harekete bağlanmıştır. Ancak söz konusu tektonik hareketin mekanizması konusunda farklı
görüşler öne sürülmüştür. Tektonik modelleri sınamak ve Çayır Formasyonu'nun kaynak
alanının özelliklerini belirleyebilmek için Orta Toroslar'da otoktondan, Aladağ ve Bolkar
naplarında Çayır Formasyonu kumtaşlarından örnekleme yapılmıştır. Kumtaşları petrografik
ve jeokimyasal olarak sınıflandırılmış, ayıklanan rutillerin LA-ICP-MS ile iz element içerikleri
ölçülmüş, ayrıca rutillerden U-Pb yaşları elde edilmiştir. Kumtaşları litarenit ve sublitarenit
olarak sınıflanan Çayır Formasyonu'nun tüm kaya jeokimya verileri; birimin kaynak alanının üst kabuk bileşimine benzer, kuvarsça zengin sedimentlerden oluştuğunu, mafik ya da
ultramafik kayaların kaynak alanda bulunmadığını göstermiştir. Söz konusu kaynak alanın
çarpışma ortamında geliştiğini, dolayısıyla Çayır Formasyonu'nun malzemesinin yeniden
işlenmiş orojenden kaynaklandığını göstermektedir. Ağırlıklı olarak Neoproterozoyik detrital
rutil yaşlarının (~580 My) yanı sıra Aladağ napında Karbonifer yaşlı (324 My) rutiller de
önemli yer tutar. Rutillerin Cr ve Nb oranları, çoğunlukla meta-pelitlerden geldiklerini, seyrek
olarak da meta-mafik kayalardan kaynaklandıklarını göstermektedir. Rutillerin içinde bulunan
Zr miktarlarına dayanarak elde edilen sıcaklıklar 570-1300 °C arasında değişmektedir. Bu
sıcaklıklar kaynak alanda amfibolit ve granülit fasiyeslerinde metamorfik kayaların yer aldığını
göstermektedir.
Tüm bulgular (saha gözlemleri, petrografi, jeokimya, mineral kimyası ve U-Pb jeokronolojisi)
Çayır Formasyonu'nun malzemesinin egzotik değil, Anatolid-Torid Platformu'nun kendisinden
türediğini göstermektedir. O nedenle Çayır Formasyonu'nun kökeni için önerilen riftleşme
modelinin bu çalışmada elde edilen veriler ile uyumlu olduğu saptanmıştır.

Abstract:
Taurides are made up of Late Palaeozoic-Cenozoic rocks that were deposited on a Late
Proterozoic (Cadomian) basement which had formed on the northern margin of Gondwana. The
Tauride Platform comprises of the autochthonous - relatively autochthonous Geyikdağ Unit as
well as Aladağ, Bolkar, Bozkır, Alanya and Antalya nappes which were emplaced on the
Geyikdağ autochthon as thrust sheets during the Cretaceous-Eocene. Before Cretaceous, these
thrust sheets represented differing facies variations of the Geyikdağ Unit. In the early Triassic,
the Taurides were separated from the northern margin of Gondwana and drifted northwards.
During the Mesozoic sedimentation was predominantly comprised of carbonates. However, at
the latest Triassic carbonate sedimentation culminated with accompanying erosion, after which
terrestrial-shallow marine clastic rocks (the Çayır Formation) began to be deposited along the
Taurides. The development of the Çayır Formation has been ascribed to a certain tectonic
movement that caused uplift and erosion, although its actual mechanism is debated with various
differing explanations. In order to test these tectonic models and ascertain the properties of
Çayır Formation's source area, sandstone samples were taken in the Central Taurides from the
autochthon, Aladağ and Bolkar nappes. During this study these sandstones were classified using
petrography and whole-rock geochemistry, and using LA-ICP-MS, rutile geochemistry data
was obtained along with U-Pb ages measured from the rutiles. Çayır Formation sandstones are
classified as lithic arenites and sub-lithic arenites. Whole-rock geochemistry suggests that these the source area was formed in a continental collision setting with predominantly quartzose
clastic material sourced from a recycled orogen. The detrital rutile ages are predominantly of
Neoproterozoic (~580 Ma) age, also with Carboniferous (324 Ma) ages from the Aladağ nappe.
The Cr and Nb ratios of rutiles show that they are mostly sourced from meta-pelitic rocks with
occasional meta-mafic sources. Zr-in-rutile thermometry results range from 570 to 1300 °C,
implying metamorphism in the amphibolite and granulite facies.
All data (field observations, petrography, geochemistry, mineral geochemistry and U-Pb
geochronology) show that the Çayır Formation's material was sourced from the Anatolide-
Tauride Platform itself, rather than an exotic origin. Therefore, the previously proposed rifting
model is compatible with the data obtained during this study.