Alanya-Demirtaş-Bucak-Kızılcaşehir (Antalya) civarının stratigrafi, petrografi ve jeokimyası

Abstract

ÖZET Doktora Tezi ALANYA-DEMİRTAŞ-BüCAK-KIZILCAŞEfflR (ANTALYA) CİVARININ STRATİGRAFİ, PETROGRAFİ VE JEOKİMYASI Gürsel KANSUN Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Halil BAŞ 2000, 334 Sayfa Jüri: Prof. Dr. Halil BAŞ Prof. Dr. Fikret İŞLER Prof. Dr. AB BİLGİN Prof. Dr. Yüksel AYDIN Yrd. Doç. Dr. Kerim KOÇAK Çalışma alam Orta Toroslar'ın güney kesiminde Alanya, Demirtaş, Bucak, Kızılcaşehir civarında yer alır. Bu çalışma ile bölgenin ve özellikle Alanya birliğinin stratigrafi, petrografi ve metamorfizma özellikleri, jeokimyası ve yapısal durumunun belirlenmesi amaçlanmıştır. İnceleme alanında temelde allokton konumlu ve tamamen metamorfitlerden ibaret Alanya birliği yer alır. Alanya birliği üzerinde tektonik doka- nakla yine allokton konumlu Aladağ birliği gözlenir. Yörede Orta-Üst Miyosen yaşlı kaba-ince kırıntılılar ve karbonatlar, birlikleri açılı uyumsuzlukla örtmektedir. En üstte ise yamaç molozu ve alüvyonlar gözlenir. Alanya birliği üst üste duran üç metamorfik naptan ibarettir. Mahmutlar grubu (alt nap), altta Kambriyen yaşlı kristalize kireçtaşı, çörtlü dolomit, kuvarsit ara seviyeleri ve yeşilşist mercekleri içeren kloritoyidşist ve yaygın mikaşistlerden oluşur. Üstte ise Üst (?) Permiyen yaşlı metakumtaşt, fillit, kuvarsit ve kristalize kireçtaşlan uyumsuz lukla yer alır. Oluşum yaşı bilinmeyen Geç Kretase-Paleosen (?) yerleşim yaşlı Sugözü karışığı (orta nap); yeşilşist, amfibolü, glokofanit, eklojit bant-mercekleri ve metagabro düzeyleri içeren granatlı mikaşistlerden yapılıdır. Birim içerisinde Kambriyen, Permiyen ve Triyas bloklan gözlenmektedir. Yumrudağ grubu (üst nap) ise, altta Kambriyen yaşlı çörtlü dolomit, kristalize kireçtaşı, kuvarsit ara seviyeleri ve yeşilşist mercekleri içeren tumikaşistlerle başlar. Üste doğru uyumsuzlukla, yeşilşist mercekleri içeren Üst Permiyen yaşlı; loıvarsşist-Moritoyidşist-kalkşist-kristalize kireçtaşı-fillit ardalanması ve kaim bitümlü kristalize kireçtaşlan gözlenir. Bunun üzerinde, tabanda boksitli bir seviyeyle başlayan Alt Triyas yaşlı yaygın kalkşistler uyumsuzlukla yer alır. Yumrudağ grubunun en üst seviyesini ise, yine tabanda boksit mercekleri barındıran Orta (?) - Üst Triyas dolomitleri oluşturur. İnceleme alanında Aladağ birliği Jura-Kretase yaşlı kaim karbonatlarla temsil edilir. Alanya birliğini oluşturan pelitik ve semipelitik şistler şeyi ve vake kökenlidir. Bunlar asit ve muhtemelen ortaç bileşimli volkanik yay granitlerinden malzeme almışlar, muhtemelen kıtasal adayayında depolanmışlardır. Alanya birliği içerisinde yer alan metamagmatik kayaçlardan eklojit, amfibolit ve yeşilşistler bazalt karekterinde; glokofanitler ise bazalt ve andezit/dasit bileşimindedir. Bu metamagmatik kayaçlar dalma-batma zonunda oluşmuş sub-alkalin bir magmatizmayla ilişkilidir. Yeşilşist ve plaka içi bazalt özelliği sunan glokofanitler, aktif kıta kenarında gelişen kıtasal adayayı volkanizmasıyla oluşmuş sub-alkalin kayaçlar karekteri gösterir. Amfibolit ve eklojitler ise yitim zonundaki okyanusal levha kökeni yansıtır. Sugözü kanşığı içerisindeki eklojitler, granatların çok düşük prop içerikleri (Grprob = %5,32 - 8,77) ile `C-tipi (düşük sıcaklık) eklojit ` grubuna girmektedir. Zonlu yapılı olan bu granatlarda, merkezden kenara doğru gidildikçe Ca (grossular) içeriği azalmakta, Mg ve Fe içerikleri (prob ve almandin) artmaktadır. Geç Kretase'de gelişen dalma-batma olayları ve Geç Maestrihtiyen-Paleosen boyunca Alanya birliğinin Antalya birliğini üzerlemesi ile ilişkili olarak; Alanya birliği kınklı-kıvnmlı yapılar kazanmış, çok evreli metamorfizmaya uğramış ve birlik içerisinde naplaşmalar gelişmiştir. Geç Maestrihtiyen'de Alanya birliğinin orta napını oluşturan litolojiler dalma-batma zonunda eklojit ve bunu takip eden epidot-mavişist fasiyeslerinde metamorfizma geçirmiştir. Eklojit fasiyesi metamorfizması ~40-50 km derinlik, maksimum 15,74±0,5 kb basmç ve maksimum 476 °C sıcaklık şartlarında gerçekleşmiştir. Mavişist metamorfizması ise ~25-30 km derinlik, 7 kb basmç ve 425- 450 °C sıcaklık şartlarım yansıtır. YB-DS metamorfizmalarmm ardından Alanya birliği, Paleosen, muhtemelen Erken Paleosen'de amfibolit fasiyesinde ilerleyen bir metamor fizmaya uğramıştır. Bu metamorfizma; orta napta epidot-amfibolit fasiyesinden Abukama tip kordiyerit-amfibolit fasiyesinin yüksek sıcaklık zonlarma kadar, alt napta Abukama tip yeşilşist fasiyesinden kordiyerit-amfibolit fasiyesinin yüksek sıcaklık zonlarma kadar, üst napta ise Abukama tip yeşilşist fasiyesinden kordiyerit-amfibolit fasiyesinin düşük sıcaklık zonlarma kadar ilerleyen reaksiyonlar şeklindedir. ~ 10-25 km derinde gerçekleşen bu ilerleyen metamorfizma; alt ve orta napta 3,5-6,5 kb basmç - 550-650 °C sıcaklık, üst napta ise 3-4,5 kb basmç - 500-620 °C sıcaklık şartlarım yansıtır. Alanya birliğindeki naplaşmalarla eş zamanlı veya daha sonra, birliğin tümü, Barrow tip yeşilşist fasiyesinde gerileyen tarzda başkalaşıma uğramıştır. Geç Paleosen- Erken Eosen zaman aralığında gelişen ve nap dokanaklannı silen bu başkalaşım 3-6 kb basmç, 425-500 °C sıcaklık şartlarında gerçekleşmiştir. IVLütesiyen sonu-Erken Oligosen boyunca tüm Orta Toroslar'da izlenen sıkışma tektoniğinin etkisiyle, inceleme alanında, Aladağ birliği Alanya birliğini üzerlemiştir. Anahtar Kelimeler: Alanya birliği, petroloji, ekloj itler ve mavişistler, yüksek basınç- düşük sıcaklık metamorfizması, yeşilşist ve amfibolit metamor- fizması, metamorfizmanın basmç ve sıcaklık şartlarının belirlen mesi, deformasyon-metamorfizma ilişkisi, jeokimya.

ABSTRACT PhD Thesis STRATIGRAPHY, PETROGRAPHY and GEOCHEMISTRY OF THE AIANYA-DEMmTAŞ-BUCAK-KEILCAŞEfflR (ANTALYA) AREA Gürsel KANSUN Selçuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geology Engineer Supervisor : Prof. Dr. Halil BAŞ 2000, 334 Page Jury: Prof. Dr. Halil BAŞ Prof. Dr. Fikret İŞLER Prof. Dr. Ali BİLGİN Prof. Dr. Yüksel AYDIN Assoc. Prof. Dr. Kerim KOÇAK The study area is located in the southern part of the Middle Taurids, in the area of Alanya, Demirtaş, Bucak, Kızılcaşehir. The aim of the present study is to work out the stratigraphy, petrography, metamorphism and structural features of the region and specially of the Alanya unit. The allochthonous Alanya Unit consisting of metamorphites make up the basement of the investigation area. It is tectonically overlain by the allochthonous Aladağ unit. These units are unconformably overlain by the Middle-Upper Miocene aged coarse-fine grained elastics and carbonates, and the Recent talus and alluvial deposits. The Alanya unit consists of three imbricate metamorphic nappes: The Mahmutlar group (the lower nappe), in the lower part is made up of Cambrian aged mica schists and chloritoid schists with crystallized limestone, cherry dolomite, quartzite interlevels and greenschist lenses; in the upper part Upper Permian aged metasandstone, phyllite, quartzite and crystallized limestone rest uncorformably. The Sugözü melange (middle nappe) is made up of garnet-mica schist with greenschist, amphibolite, glaucophanite, eclogite bands-lenses and metagabro levels.This unit with indeterminate age contains Cambrian, Permian and Triassic blocks The emplacement time interval is Late Cretaceous-Paleocene. The Yumrudağ group (upper nappe) starts in the lower part with mica schists including Cambrian aged limestone, quartzite intervals and greenschist vilenses, higher up with an unconformity pass into the Upper Permian aged alternation of quartz schist - chloritoid schist - calc schist - crystallized limestone - phyllite and thick bituminous crystallized limestone. This sequence is unconformably overlain by the Lower Triassic aged calc schists starting with a bauxitic level. The Middle(?)-Upper Triassic aged dolomites containing bauxitic lenses at the base form the upper part of the Yumrudağ group. In the study area the Aladağ unit is represented with the Jurassic-Cretaceous aged thick carbonates. The pelitic and semipelitic schists of the Alanya unit are shale and wacke in origin. These received material from acidic and probably notr compositional volcanic arc granites and deposited probably on the continental magmatic arc. In the Alanya unit the magmatic rocks such as eclogite, amphibolite and greenschists are basaltic in character, glaucophanites are of basaltic and andesitic/dasitic composition. These metamagmatic rocs are associated with a sub-alkaline magmatism of a subduction zone. Glaucophanites having intraplate basalt features and the greenschists show sub-alkaline characters of continental magmatic arc volcanism developed in the active continental margin. The amphibolites and eclogites reflect the oceanic plate origin in the subduction zone. The eclogites of the Sugözü melange with their very low pyrobe contents (^`pyrobe = 5'32 ~ 8>^ ^°) ^onS t0 the `C-type (low temperature) eclogite` group. In these zoned garnets from center towards rim Ca (grossular) content decreases while Mg and Fe contents (pyrobe and almandine) increase. Related to the events During Late Cretaceous subduction and Late Maastrichtian-Paleocene thuristing of the Alanya unit over the Antalya unit, the Alanya unit gained its fractured-folded structure, underwent multi-phased metamorphism and the nappes developped in the unit. During late Maestrichtian the lithologies of the middle nappe of the Alanya unit underwent eclogite and subsequently epidote-blue schist facies metamorphism in the subduction zone. Eclogite facies metamorphism reflects ca. 40-50 km depth, max. 15,74 ±0,5 kb pressure and max. 476 °C temperature conditions. Blue schist metamorphism reflects ca. 25-30 km depth, 7 kb pressure and 425-450 °C temperature conditions. Following the HP-LT metamorphisms the Alanya unit underwent a progressive amphibolite facies metamorphism during the Paleocene, probably Early Paleocene. This metamorphism includes reactions progressing in the middle nappe from epidote-amphibolites facies to high temperature zones of Abukuma- type cordierite-amphibolite facies, in the lower nappe from Abukuma-type greenschist facies to high temperature zones of cordierite-amphibolite facies, in the upper nappe from Abukuma-type green schist fâcies to low temperature zones of cordierite- amphibolite facies. Occurring at ca. 10-25 km depth this progressive metamorphism reflects, in the lower and middle nappes 3,5-6,5 kb pressure, 550-650 °C temperature, in the upper nappe 3-4,5 kb pressure, 500-620 °C temperature conditions. During or following the nappe emplacements in the Alanya unit, the whole unit underwent a retrograding metamorphism in a Barrowian-type greenschist facies. Occurring during viithe Late Paleocene-Early Eocene interval and obscuring the nappe contacts this metamorphism reflects 3-6 kb pressure, 425-500 °C temperature conditions. During the latest Lutetian-Early Oligocene, with the compressional stresses prevailing in the whole Middle Taurids, in the study area the Aladağ unit thrust over the Aladag unit. Key Words: Alanya unit, petrology, eclogites and blueschists, high pressure-low temperature metamorphism, greenschist and amphibolite metamorphism, pressure-temperature conditions of metamorphism, relation of deformation-metamorphism between, geochemistry. vui