Dokuz, Abdurrahman; Alçiçek, Mehmet Cihat; Tunçdemir, Vahdet; Kandemir, Raif; Aydinçakir, Emre

The processes that caused removal of the upper Carboniferous to Permian sediments in the eastern Sakarya Zone, Turkey, are modeled by using of geochemical data and LA-ICP-MS U-Pb ages from detrital zircons. A felsic provenance and passive margin setting during the deposition of the upper Carboniferous catalcesme sediments are inferred from the geochemistry of sandstones (SiO2 > 85 wt%). Chemical Index of Alteration (CIA) values (75 - 81) indicate warm and humid climatic conditions and tectonic tranquility during deposition. Fifty-three (58%) concordant zircon grains produce a youngest age population in the range of 308.7 +/- 4.4 to 342.1 +/- 6.9 Ma, typical for the Variscan events. The burgundy color and upward-fining in clast size and bed thickness are the most prominent features of the concordantly overlying Hardisi Formation. Geochemistry (SiO2 = 66-81 wt%) and CIA values (58-65) of the clastic rocks point to a subduction-related tectonic setting and increasing rate of erosion in the source area. We highlight that the catalcesme sediments were deposited in a back-arc basin opened to the south of a continental ribbon separated from Gondwana. Approaching of the Paleotethyan mid-ocean ridge to the subduction zone was resulted in flattening in subducting slab, which in turn caused the back-arc basin to migrate into the interior parts of Gondwana and the former back-arc basin to evolve into a lacustrine setting. Increase in the elevation of source areas was resulted in an increase in the rate of physical erosion and trans-portation of burgundy Hardisi clastic sediments into the lacustrine basin.

Alçiçek, Mehmet Cihat; Dokuz, Abdurrahman; Aydınçakır, Emre; Kandemir, Raif

Sakarya Zonu?nun doğusunda (Doğu Pontidler) yüzeyleyen Erken Karbonifer yaşlı Cebre Riyoliti Variskan temele ait az sayıdaki yüzey kayaçlarından biridir. Zirkon U-Pb yaşlandırması Cebre Riyoliti?nin 341.8±0.60 my önce Variskan temele yerleştiğini öngörmektedir. S-tipi granitlere benzer şekilde, Al-silikat fazlarından kordiyerit ve muskovit içerir ve güçlü peralümin bir jeokimyasal karaktere sahiptir. Birime ait kayaçların Sr-Nd-Pb izotopik oranları, alt kabuk ile uyumludur. Jeokimyasal ve izotopik veriler Cebre Riyolitinin çarpışma sırasında kilce zengin bir sedimanter kökenden itibaren kısmi ergime yolu ile oluştuğuna işaret etmektedir. Önerilen jeodinamik modelde, Reyik Okyanusu?nun kapanmasını takiben Lavrazya?dan kopan kıtasal yay ile Gondwana?nın Erken Karbonifer?de çarpışması öngörülmektedir. Çarpışma, kısa bir süre sonra, okyanusal litosfer delaminasyonu tarafından izlenmiştir. Okyanusal litosfer tarafından boşaltılan kısmın yükselen astenosfer tarafından hızlı bir şekilde doldurulması metamorfizma ve kısmi ergime için gerekli ısıyı sağlamıştır. Geç Paleozoyik yaşlı sedimanter istif, Variskan sonrası jeolojik olayların kaydedildiği çok az sayıdaki otokton birimlerden biridir. İstif, Variskan temele ait Erken Karbonifer yaşlı düşük dereceli metamorfitleri ve Cebre Riyoliti?ni uyumsuz olarak örter. Geç Paleozoyik istifi tabanda 610 m kalınlığında kuvars arenit ve kireçtaşlarının sekansiyel ardışmından oluşan Çatalçeşme Formasyonu ile başlar. Üzerine, çakıltaşları ile başlayan ve üste doğru sırasıyla arkozik arentlere ve şeyllere geçiş yapan 880 m kalınlığındaki Hardişi Formasyonu uyumlu olarak gelir. U-Pb kırıntı zirkon yaşları her iki formasyon için ~300 ? 2870 my arasında değişmekle birlikte, ana yaş popülasyonları 300 ? 350 my arasındadır. Bununla birlikte Çatalçeşme kumtaşlarına ait 7 adet zirkon Permiyen (298 ? 258 My) yaşı üretmiştir. Çatalçeşme kumtaşları pasif kenar ortamlarına ait kayaçlara benzer jeokimyasal özelliklere sahiptir. Buna karşılık Hardişi kumtaşları yitimle ilişkili ortamların jeokimyasal özelliklerini taşır. Jeokimyasal ve izotopik veriler, Variskan deformasyonlarını takiben Gondwana?nın kuzey kenarı boyunca açılan kısa ömürlü bir kenar havzada çökeldiklerine işaret etmektedir. Mermer, kireçtaşı ve kumtaşı blokları yanı sıra MORB ve IAT karakterli bazik bloklar da içeren Çamdere Ofiyolitik Karışığı?nın, kenar havzanın kapanması sırasında kıtasal kabuk üzerine yerleştiği öngörülmektedir.