Palaeo- and neo-tectonic characteristics of Gedi̇z and Küçük Menderes grabens, West Anatolia Turkey

Abstract

ÖZGEDİZ VE KÜÇÜK MENDERES GRABENLERİNİN ESKİ VE YENİTEKTONİK ÖZELLİKLERİ, BATI ANADOLU, TÜRKİYEYUSUFOĞLU, HalilDoktora, Jeoloji Mühendisliği BölümüTez Yöneticisi: Prof.Dr.Ali KOÇYİĞİTMart 1998, 251 Sayfa Çalışma alanı Batı Anadolu'da yer alır. Çalışma alanındaki başlıca kayalar metamorfitler ve onlar üzerinde uyumsuzlukla yer alan Gediz ve Küçük Menderes Graben dolgularıdır.Çalışma alanındaki kaya stratigrafi birimleri, Eskitektonik dönem ve Yenitektonik dönem birimleri olarak, resmi olmayan iki alt birime ayrılmıştır. Yenitektonik dönem birimleri diğerleri üzerinde açılı uyumsuzlukla yer alır. Eskitektonik dönem birimleri Gediz takımı, Cevizalan graniti ve Çakaldoğan Graniti, Keskinler miloniti ve Salihli Grubu'ndan oluşur. Gediz takımı Kambriyen (?)-Kretase (?) yaşlı Bozdağ ve Çaldağ litodemleri ile Geç Kretase (?)-erken Paleojen yaşlı Kaymakçı litodeminden oluşur. Erken Miyosen-Erken Pliyosen yaşlı Salihli Grubu ise, birbirleriyle yanal-düşey geçişli dokunak ilişkisi sunan altı kaya stratigrafi biriminden oluşur. Bunlar, yaşlıdan gence doğru, Sağlıkdere, Emiroğlu, Acıdere, Göbekli, Ulubey ve Kaletepe formasyonlarıdır. Litodemik ve litostratigrafik birimler beş sıkışma (D1 - D5)ve bir genişleme türü (D6) toplam altı deformasyon evresinin izlerini taşır. Eskitektonik olaylar metamorfizma, granit sokulumu, kıvrımlanma, bindirme, doğrultu-atımlı faylanma ile düşük açılı ayrılma faylanmasıdır. Yenitektonik olaylar ise, öncekiler üzerine kazınmış olan normal faylanmadır.Gediz Takımı dört ayrı metamorfizma evresi (M1 - M4) geçirmiştir. Birinci evre (M1), Barroviyen türü üst yeşilşist ile alt-orta amfibolit fasiyesinde metamorfizma geçiren Bozdağ ve Çaldağ litodemleriyle karakterize edilir. Bozdağ ve Çaldağ litodemleri Kaymakçı litodeminin köken kayaları tarafından kesilmiş ve sokuluma uğramıştır. Bu sokulum ikinci metamorfizma evresini (M2 dokunak metamorfizması) belirler. Kaymakçı litodeminin köken kayası jeokimyasal olarak alüminyumca zengin, tektonizma ile yaşıt ve sonrası oluşmuş çarpışma türü bir granittir. Bu granitler D2 deformasyon evresi ve ilişkili üçüncü metamorfizma başkalaşım evresi (M3) ile gözlü gnayslara dönüşmüştür. Dördüncü başkalaşım evresi (M4) geriye doğru bir metamorfizmadır. Sözü edilen tüm yaşlı birimler, daha sonra, orta-geç Paleojen yaşlı Cevizalan ve Erken Miyosen yaşlı Çakaldoğan granitleri tarafından sokuluma uğratılmıştır. Deformasyon geçirmiş olan diğer bir kaya topluluğu ise çoğun milonit ve üstte breş tabakasından oluşan Keskinler milonitidir. Keskinler miloniti, kuzey yönlü hareket eden üstte ayrılma fay düzlemini içeren Çamköy kesme zonunda oluşmuştur. Çalışma sahasındaki en genç Eskitektonik ve metamorfizma geçirmemiş kayastratigrafi birimi Salihli Grubu'dur. Salihli Grubu, düşük açılı ayrılma fayı'nın şekillendirdiği, fayın üstünde (tavan bloğunda), Gediz Grabeni'nin birinci grabenleşme evre dolgusu ve ilk gelişim evresini temsil eden bir havzada çökelmiş birimlerle temsil edilir ve bu birimler metamorfitler üzerinde nonkonformiti türünde bir uyumsuzlukla bulunur. Yenitektonik dönem birimleri Pliyo-Kuvaterner yaşlı Asartepe Formasyonu, Kula Volkanitleri ve Holosen sedimanları ile temsil edilir. Bu birimler Gediz Grabeni'nin günümüzdeki biçim ve yapısını oluşturan ikinci grabenleşme evresinde çökelmiştir.Yenitektonik yapılar BKB-DGD gidişli Gediz ve Küçük Menderes Grabenleri ile onların kenarlarını sınırlayan, denetleyen ve bugünkü biçimlerini kazanmalarına yolaçan normal faylardır. Onlar genellikle verev- ve eğim-atımlı normal fay türünde gelişmiştir ve Geç Pliyosen'den beri Gediz Grabeni'nin güney ve kuzey kenarları boyunca toplam düşey atım 2 km ve 1 km 'lik bir devinim olarak gerçekleşmiştir. Bu da Gediz Grabeni'nin bakışımsız yapısını belirlemektedir.Anahtar Sözcükler: Batı Anadolu, Metamorfizma, Tektonostratigrafi, Eskitektonik ve Yenitektonik birimler, Sıkışma, Genişleme, Gediz ve Küçük Menderes Grabenleri

ABSTRACTPALAEO- AND NEO-TECTONIC CHARACTERISTICS OF GEDİZ ANDKÜÇÜK MENDERES GRABENS, WEST ANATOLIATURKEYYUSUFOĞLU, HalilPh.D. , Department of Geological EngineeringSupervisor: Prof.Dr.Ali KOÇYİĞİTMarch 1998, 251 Pages Study area is located in west Anatolia where metamorphic rocks and superimposed basin-fill sediments of the Gediz and Küçük Menderes Grabens are exposed. The rock units in the study area have been subdivided informally into Palaeo- and Neo-tectonic units where the latter overlies the former with an angular unconformity. The palaeotectonic units consist of the Gediz suite, the Cevizalan granite and Çakaldoğan Granite, the Keskinler mylonite and the Salihli Group. The Gediz suite is composed of the Cambrian (?)-Cretaceous (?) Bozdağ and the Çaldağ lithodems and the Upper Cretaceous (?)-lower Palaoegene Kaymakçı lithodem. The Lower Miocene-Lower Pliocene Salihli Group consists of six lithostratigraphic units. These are, from oldest to the youngest, Sağlıkdere, Emiroğlu, Acıdere, Göbekli, Ulubey and Kaletepe formations which display both the lateral and vertical transitional contact relationship to each other. The lithodemic and lithostratigraphic units contain records of five compressional (D1 through D5) and one extensional (D6) deformational phases. The Palaeotectonic events involve metamorphism, granitic intrusions, folding, thrusting, strike-slip faulting and low-angle detachment faulting. The Neotectonic event, which superimposed the former is normal faulting.The Gediz suite experienced four stages of metamorphism, namely the M1, M2, M3 and M4. The metamorphism M1 is characterized by metamorphics of the Bozdağ and the Çaldağ lithodems metamorphosed during a Barrowian type of upper greenschist to lower-middle amphibolite facies. These are intruded and cut across by the protoliths of the Kaymakçı lithodem recording the contact metamorphism M2. The protoliths of the Kaymakçı lithodem were geochemically peraluminous and syn- to late-tectonic collisional granites converted into augen gneisses by the deformation D2 and associated metamorphism M3. The M4 stage is a retrogressive type of metamorphism. All of these older units are intruded by the middle-upper Palaeogene Cevizalan and the Lower Miocene Çakaldoğan granites. One of the other deformed rock assemblages is the Keskinler mylonite composed dominantly of mylonite with the layer of breccias at the top. It resulted from the northward motion of Çamköy extensional shear zone, comprising a low-angle detachment fault plane at the top. The youngest Palaeotectonic unit in the study area is the Salihli Group. It rests nonconformably on older metamorphic units and represents a first-stage graben infill deposited in a supradetachment basin, as the first-stage configuration of the Gediz Graben. The Neotectonic units are composed of the Plio-Quaternary Asartepe Formation, the Kula Volcanics and the Holocene sediments. They were deposited in the second-stage configuration of the Gediz Graben. The Neotectonic structures shaping the present-day configuration of the study area are the WNW-ESE trending Gediz and Küçük Menderes Grabens bounded by the normal faults with considerable amount of dextral strike-slip component at their both margins. Along the border faults, these two grabens have been experiencing an active continental extension in NNE-SSW direction since Late Pliocene which corresponds to total vertical motions of 2 km and 1 km at southern and northern margins of the Gediz Graben respectively. It also determines the asymmetric structure of the Gediz Graben.Key Words: West Anatolia, Metamorphism, Tectonostratigraphy, Palaeotectonic and Neotectonic units, Compression, Extension, Gediz and Küçük Menderes Graben.