Batı-orta pontidler'deki (Balıkesir, Bursa ve Tokat yöreleri) Karakaya karmaşığı birimlerinin mineralojik-petrografik ve jeokimyasal incelenmesi
Mineralogic-petrographic and geochemical studies of the Karakaya complex units in the west-central pontides (Balikesir, Bursa ve Tokat regions)
Yazar: SEMA TETİKER
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN YALÇIN
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Mafik kayaçlar = Mafic rocks ; Magmatik kayaçlar = Igneous rocks

Özet:
İnceleme alanı; Balıkesir (Çal-Orhanlar-Havran), Bursa (Orhaneli-Demirtaş) ve Tokat (Turhal-Zile) yörelerinde bulunan Jura-öncesi yerleşmiş Paleotetis birimlerinden Permo-Triyas yaşlı Karakaya Karmaşığı'nı kapsamaktadır.Kuzey Batı Anadolu'da Alt Karakaya birimlerinden Nilüfer birimi'nin alt kesimi mavişist (glokofan şist, fillit, mermer), üst kesimi ise yeşilsist (sleyt, metabazalt, metatüf, mermer, metakumtaşı) fasiyesi; kireçtaşı blokları içeren Üst Karakaya birimleri psamitik (kumtaşı, silttaşı), pelitik (çamurtaşı, şeyl), karbonat (killi kireçtaşı, kireçtaşı, dolomit) ve spilitik bazalt ile temsil edilmektedir. Tokat yöresinde Alt Karakaya birimlerinden Turhal Metamorfitleri'nin alt kesiminde mavişist (glokofan şist), orta-üst kesiminde yeşilşist (fillit, sleyt, metakumtaşı, metabazalt, metatüf, metagabro, metadiyabaz, mermer); Üst Karakaya birimlerinden Devecidağ Karışığı'nda psamitik (metakumtaşı, metasilttaşı), pelitik (metaşeyl, sleyt), spilitik metabazalt ve karbonat (metakireçtaşı, kristalize kireçtaşı) kayaçları bulunmaktadır.Kuzey Batı Anadolu'da Alt Karakaya Birimi'nde bolluk sırasına göre fillosilikat (illit, klorit, stilpnomelan, smektit, kaolinit, C-S, I-S, C-V), feldispat, kalsit, kuvars, dolomit, piroksen (ojit, Ti-ojit), amfibol (hornblend, glokofan, tremolit/aktinolit, antofillit), hematit, epidot ve götit; Üst Karakaya birimlerinde kuvars, fillosilikat (illit, klorit, I-S, C-V, C-S, I-C, kaolinit, vermikülit, smektit), kalsit, dolomit, feldispat, epidot, ojit, hornblend, natrolit, hematit ve götit; Turhal Metamorfitleri'nde fillosilikat (klorit, illlit, kaolinit, smektit, paragonit, stilpnomelan, C-S, C-V, I-C, I-S), feldispat, kuvars, kalsit, piroksen (ojit, Ti-ojit), amfibol (glokofan, hornblend, tremolit/aktinolit), epidot, dolomit, hematit ve götit; Devecidağ Karışığı'nda fillosilikat (illit, klorit, C-S, C-V, I-C, I-S, smektit, kaolinit, prehnit), feldispat, kuvars, kalsit, piroksen (ojit, Ti-ojit), epidot, hematit ve dolomit tanımlanmıştır.Alt Karakaya birimlerine ait şamozitik bileşimli trioktahedral kloritler IIb; Turhal Metamorfitleri illitleri 2M1, Hodul Birimi ve Devecidağ Karışığı illitleri 1Md+1M+ve 2M1 politipine sahiptir.KI (? ? 2 ? ); Kuzey Batı Anadolu'da Alt Karakaya Birimi'nde 0.22-042 (ortalama 0.32, yüksek ankizon-epizon); Üst Karakaya birimlerinde 0.34-0.90 (ortalama 0.52, ankimetamorfik-yüksek diyajenetik); Tokat yöresinde Turhal Metamorfitleri'nde 0.12-0.47 (ortalama 0.27, epizon-ankizon) ve Devecidağ Karışığı'nda 0.21-0.54 (ortalama 0.33, ankizon-kısmen epizon) arasında değerler göstermektedir.Fenjitik bileşimli dioktahedral illitlerde b0 değerleri (Å); Kuzey Batı Anadolu'da Alt Karakaya için 9.024-9.048 Å (ortalama 9.039 Å, orta-yüksek basınç); Üst Karakaya için 9.000-9.048 (ortalama 9.024, orta basınç); Tokat yöresinde Turhal Metamorfitleri için 9.018-9.084 (ortalama 9.041, orta-yüksek basınç) ve Devecidağ Karışığı için 8.964-9.048 (ortalama 9.016, orta basınç) arasında değişmektedir.Karakaya Karmaşığı birimlerine ait (meta-)kumtaşları kıtasal ağırlıklı olmak üzere magmatik bir kaynaktan beslenmiş olup; çoğunlukla aktif kıtasal kenar ve kıtasal ada yayı ortamlarını işaret etmektedir. Genellikle alkali bileşimli olan bazaltik kayaçlar çoğunlukla manto bölgesinde yer almakta olup; Alt Karakaya birimleri E-MORB, Üst Karakaya birimleri OIB bileşimine yakındır.Alt Karakaya birimlerinin alt kesimleri (mavişist) dalma-batma zonuna; üst kesimleri (yeşil şist) yığışım prizmasına karşılık gelmekte olup; önce P-T-t, sonra tersi yönde metamorfizmaya uğramıştır. Üst Karakaya birimleri ise gerilmeli bir havzada P-T-t'nin tersi yönünde diyajenetik ve/veya ankimetamorfik süreçleri temsil etmektedir. Bu ortamlarda çökelen volkanosedimanter istifler; diyajenetik-metamorfik evrimlerinin yanı sıra, Kimmeriyen ve Alpin orojenezinin etkileri ile tektonik dilimlere ayrılarak ilksel konumlarını kaybetmişler ve sonuçta farklı anlamlara karşılık gelen bulgular ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak; Alt Karakaya birimlerinin oluşumu dalma-batma eklenme, buna karşın Üst Karakaya birimlerininki rift modeli ile açıklanabilir gözükmektedir.Anahtar Kelimeler: Paleotetis, Metabazitler, (Meta-)klastikler, Diyajenez/ Metamorfizma, Jeotektonik Ortam

Abstract:
The study area deals with the Permo-Triassic Karakaya Complex in the Paleotethys which are found in the pre-Jurassic basement of the Balıkesir (Çal-Orhanlar-Havran), Bursa (Orhaneli-Demirtaş) and Tokat (Turhal-Zile) regions.In Nortwestern Anatolia, Nilüfer Unit of the Lower Karakaya Unit is represented by blueschist (glaucophane schist, phyllite, marble) in the lower parts, and greenschist (slate, metabasalt, metatuff, marble, metasandstone) in the upper parts; whereas the Upper Karakaya Unit bears limestone blocks, together with psammitic (sandstone, siltstone), pelitic (mudstone, shale), carbonate (clayey limestone, limestone, dolomite) rocks and spilitic basalt. In the Tokat area, Turhal Metamorphites of the Lower Karakaya Unit contains blueschist (glaucophane schist) in the lower parts, greenschist (phyllite, slate, metasandstone, metabasalt, metatuff, metagabbro, metadiabase, marble). The Devecidağ Melange of the Upper Karakaya Unit, on the other hands, includes psammitic (metasandstone, metasiltstone) and pelitic (metashale, slate) rocks, spilitic metabasalt and carbonate rocks (metalimestone, crystallized limestone).In Nortwestern Anatolia, various minerals have been determined, in order of abundance, as phyllosilicates (illite, chlorite, stilpnomelane, smectite, kaolinite, C-S, I-S, C-V), feldspar, calcite, quartz, dolomite, pyroxene (augite, Ti-augite), amphibole (hornblende, gloucophane, tremolite/actinolite, anthophyllite), hematite, epidote and goethite in the Lower Karakaya unit, and quartz, phyllosilicates (illite, chlorite, I-S, C-V, C-S, I-C, kaolinite, vermiculite, smectite), calcite, dolomite, feldspar, epidote, augite, hornblende, natrolite, hematite and goethite in the Upper Karakaya units. As to Tokat area, which consist of phyllosilicates (chlorite, illite, kaolinite, smectite, paragonite, stilpnomelane, C-S, C-V, I-C, I-S), feldspar, quartz, calcite, pyroxene (augite, Ti-augite), amphibole (glaucophane, hornblend, tremolite/actinolite), epidote, dolomite, hematite and goethite in the Turhal Metamorphites and phyllosilicates (illite, chlorite, C-S, C-V, I-C, I-S, smectite, kaolinite), feldspar, quartz, calcite, pyroxene (augite, Ti-augite), epidote, hematite, prehnite and dolomite in the Devecidağ Melange.Chamositic trioctahedral chlorites are of IIb polytype in the Lower Karakaya units; as for illites, they have polytypes of 2M1 in the Turhal Metamorphites and 1Md+1M+ve 2M1 in the Hodul Unit and Devecidağ Melange.KI values (? ? 2 ? ) range between 0.22-042 (mean 0.32, high anchizone-epizone) in the Lower Karakaya unit and 0.34-0.90 (mean 0.52, anchimetamorphic-high diagenetic) from the Biga Peninsula, and 0.12-0.47 (mean 0.27, epizone-anchizone) in the Turhal Metamorphites and 0.21-0.54 (mean 0.33, anchizone-partly epizone) in the Devecidağ Melange from Tokat area.b0 values (Å) in the phengitic dioctahedral illites range from 9.024 to 9.048 (mean 9.039, intermediate-high pressure) for the Lower Karakaya and 9.000-9.048 (mean 9.024, intermediate pressure) for the Upper Karakaya in the Biga Peninsula, and 9.018-9.084 (mean 9.041, intermediate-high pressure) for Turhal Metamorphites and 8.964-9.048 (mean 9.016, intermediate pressure) for Devecidağ Melange in the Tokat area.(Meta-)sandstone from Karakaya Complex units are derived from a magmatic source (largely continental) and point out active continental margin and continental arc settings. Basaltic rocks are generally alkaline in character. They are mostly situated in mantle array. Lower and Upper Karakaya basalts are similar to E-MORB and OIB compositions respectively.The lower parts (blueschist) and upper parts (greenschist) of Lower Karakaya units respectively correspond to subduction and accretion prism that they were metamorphosed as clockwise P-T-t pathway at first and after anticlockwise. Upper Karakaya units represent diagenetic and/or metamorphic processes in anticlockwise P-T-t in an extensional basin. Volcanosedimentary sequences deposited in these environments were lost the primary positions separating tectonic slices by means of effects of Alpine orogenesis, and finally data corresponding to different meanings appear. As a concequence, the formation of Lower Karakaya Complex units seems to be explained as subduction-accretion model, but Upper Karakaya Complex units as rifting model.Key Words: Paleotethys, Metabasites, (Meta)-clastics, Diagenesis/Metamorphism, Geotectonic Setting