Refahiye metamorfitleri`nin (Erzincan) jeolojik evrimi ve jeodinamik önemleri

Abstract

Refahiye (Erzincan, KD Türkiye) yöresi İzmir-Ankara-Erzincan Neotetis süturunun üzerinde bulunmaktadır. İzmir-Ankara-Erzincan süturu Doğu Pontidleri, güneydeki Kırşehir Masifi ve Anatolid-Torid Bloğundan ayırmaktadır. Yöredeki metamorfik kayalar, ofiyolitler ve ofiyolitik melanjlar ile tektonik dokanaklı olarak bulunmaktadır. Bütün bu birimler uyumsuz olarak Eosen ve daha genç yaştaki tortul kayalar tarafından örtülmektedir.Refahiye Metamorfitleri yaklaşık olarak 80 km2'lik bir alanda yüzeylenmekte olup, başlıca yeşilşist (yüzeyleme alanının ~%33'ü), mermer (~%30), serpantinit (~%25), fillit (~%10) ve tali oranda amfibolit, mikaşist, eklojit ve metaçörtten meydana gelmektedir. İçerdiği kayaç topluluğu ile Refahiye Metamorfitleri, başkalaşıma uğramış eski bir yığışım karmaşığına benzemektedir.Yeşilşistler başlıca aktinolit/Na-Ca amfibol, epidot, klorit, albit, titanit, magnetit ve ±kalsit içerir. Bazı örneklerde kalıntı hornblend ve rutile rastlanmaktadır. Serpantinitlerde ilksel kayadan kalıntı olarak spinel, ortopiroksen, klinopiroksen ve olivin yersel olarak korunmuştur. Kalıntı minerallerin dışında metamorfizma sırasında oluşmuş klorit, serpantinit, magnetit ve talk yaygındır. Ayrıca, az oranda hidratlaşmış örneklerde metamorfizma ile oluşmuş klinopiroksen, olivin ve tremolit mevcuttur. Eklojitler granat, omfasit, zoisit, kuvars, rutil/titanit ile tali oranda fengitten oluşur. Eklojitleri çevreleyen kısımlarda gözlenen granatlı amfibolitler ise hornblend, epidot, plajiyoklas, granat, rutil/titanit, kuvars, ±apatit, ±kalsit içermektedir. Yeşilşist fasiyesi kayaçlar içinde daha yüksek basınç koşullarına işaret eden minerallerin varlığı, bütün metamorfitlerin başlangıçta eklojit ve epidot amfibolit-fasiyesli koşullara maruz kalmış olduğuna ve yüzeylenirken önemli ölçüde yeşilşist fasiyesi koşullarına gerilemiş olduğuna işaret etmektedir.Metabazitler (eklojit, amfibolit ve yeşilşist) jeokimyasal olarak N-MORB, OIB ve E-MORB karakterli örnekleri içermektedir. Bu farklı jeokimyasal özellikler, Refahiye Metamorfitleri'nin farklı kaynaklardan beslendiğine işaret eder.Mikaşistlerden elde edilen 40Ar/39Ar analizleri sonucu 164 ± 4 m.y. ve 174 ± 4 m.y. yaşları elde edilmiştir. Artan ısıtma tekniği ile beyaz mikalardan elde edilen bu yaş, bölgenin yeşilşist fasiyesi koşullarına Orta Jura döneminde maruz kaldığını gösterir. Bu yaş tayini bölgede varlığı şimdiye kadar varlığı bilinmeyen Jura yaşlı bir yitim olayını belgelemektedir.

The Refahiye region (Erzincan, NE Turkey) is located on the Izmir-Ankara-Erzincan Neotethyan suture. The Izmır-Ankara-Erzincan suture seperates the Eastern Pontides from the southern Kırşehir Massif and Anatolid-Tauride Block. The metamorfic rocks in the region occur in tectonic contacts with the ophitolites and ophiolitic melanges. All these units were unconformably overlain by the Eocene and younger sedimentary rocks.The Refahiye metamorphics are exposed over an area of ~80 km2, and consist of greenschists (~33% of outcrop area), marbles (~30%), serpantinites (~25%), phyllites (10%) and subordinately amphibolites, micaschists, eclogites, metacherts. With this rock assemblage, the Refahiye metamorphics resemble metamorphosed accretionary complexes.Greenschists contain actinolite/Na-Ca amphibole, epidote, chlorite, albite, titanite, ±magnetite and ±calcite. Some samples have relic hornblende and rutile. Relict hornblende is replaced by actinolite, and rutiles replaced by titanite. In serpantinites, spinel, orthopyroxene, clinopyroxene and olivine are variably preserved. Except for these relict phases, metamorphic minerals such as chlorite, serpentine, magnetite and ±talc are widespread. In addition, in some slightly hydrated serpantinites, newly formed metamorphic clinopyroxene, orthopyroxene, olivine and tremolite are present. Eclogites contain mineral assemblages involving omphacite, garnet, zoisite, quartz, titanite/rutile and minor phengite. Garnet amphibolites which surround eclogites contain hornblende, epidote, plagioclase, garnet, rutile/titanite, ±quartz, ±apatite and ±calcite. The presence of residual high-pressure minerals in greenschist-facies rocks suggest that the whole metamorphics underwent eclogite and garnet-amphibolite facies metamorphism and were variably retrogressed into greenschist facies conditions during the exhumation.Metabasic rocks (eclogite, amphibolite, greenschist) have different geochemical features (N-MORB, E-MORB and OIB). These differences shows that Refahiye Metamorphics?s source area comprise distinct basaltic rocks.40Ar/39Ar age spectra derived from white micas indicate 164 ± 4 ma. and 174 ± 4 m.a. for metamorphism. Stepwise dating on white micas suggest that the greenschist facies metamorphism occured in the Early to Middle Jurassic. This age determination documented a Jurassic age subduction event which is not known for this region so far.