The new age data and pre-Paleogene stratigraphy of the Kırşehir Massif, Central Anatolia

Year 2022, Volume: 167 Issue: 167, 1 - 23, 20.04.2022

Metin Beyazpirinç Ali Ekber Akçay Mustafa Kemal Özkan Meftun Kerem Sönmez Mustafa Dönmez

https://doi.org/10.19111/bulletinofmre.930051

Cited By: 1

Abstract

The metamorphics belonging to the Kırşehir Massif, which form the pre-Paleogene basement units in Central Anatolia around Kırşehir, are formed from bottom to top by conformable and transitional Late Devonian Kalkanlıdağ, Carboniferous-Early Permian Kervansaray and Late Permian Bozçaldağ formations and by the unconformably overlying Triassic Demirtepe and Jurassic-Cretaceous Saytepe formations. The sedimentation age of 237 Ma were obtained from the clastic zircons in the quartzites of the Demirtepe formation by the U/Pb method, and the metamorphism age ranges from 94.5 Ma and 83.7±3.3 Ma from the metabasites from the Whole Rock by the 40Ar/39Ar method. The Kasımağa and Sırataşlar formations within the Çiçekdağı Nappe belonging to the northern branch of Neotethys, which were tectonically emplaced over these units and the Turonian-Santonian Kargınkızıközü formation, which were the product of ensimatic island arc magmatism, were distinguished. The metamorphics and the Central Anatolian plutonic rocks, which cut the overlying ophiolitic rocks, were differentiated according to their composition, origin and age, and ranges from 71.9±1.7 Ma from the Baranadağ pluton; ranges from 84.0±1.9 Ma and 71.9±7.2 Ma from the Çayağzı pluton; ranges from 69.1±1.2 Ma by the40Ar/39Ar method, and 65.3±1.1 Ma were obtained from the Buzlukdağı pluton by the U/Pb method. The age ranges from 79.1±1.2-68.2±1.2 Ma and 74.5 Ma were obtained from the whole rock by 40Ar/39Ar method from trachyandesites belonging to the Kötüdağ volcanics, which are surface-semi-depth rocks of granite, monzonite and syenite composition plutonic rocks. The cover units overlie all these units with an angular unconformity.

Keywords

Kırşehir Massif, Çiçekdağı Nappe, Central Anatolian Plutonic Rocks, Stratigraphy.

Supporting Institution

This study was carried out within the scope of the project called the “Tectono-stratigraphic features of the Kırşehir Massif” project implemented by the Department of Geological Researches of the General Directorate of Mineral Research and Exploration (MTA), Turkey.

Thanks

Petrographic descriptions of the samples were made by Geological Engineer (MSc) Ezgi ULUSOY, Geological Engineer (MSc) Aylin PACALA, Geological Engineer (MSc) Meral GÜREL, Geological Engineer (MSc) Yelda ILGAR, and paleontological descriptions were made by Dr. Erkan EKMEKÇİ. We would like to thank Prof. Okan TÜYSÜZ who participated in field studies and made beneficial contributions with his opinions and suggestions.

References

• Agrawal, S., Guevara, M., Verma, S. 2008. Tectonic discrimination of basic and ultrabasic volcanic rocks through log-transformed ratios of immobile trace elements. International Geology Review 50, 1057-1079.
• Akçay, A. E., Beyazpirinç, M. 2017. Sorgun (Yozgat)- Yıldızeli (Sivas) önülkehavzasınınjeolojikevrimi, havzada etkin olan volkanizmasının petrografik, jeokimyasal özellikleri ve jeokronolojisi. Bulletin of the Mineral Research and Exploration 155, 71- 80.
• Aydın, N. S., Göncüoğlu, M. C., Erler, A. 1998. Latest cretaceous magmatism in the Central Anatolian crystalline complex: Review of field, petrographic and geochemical features. Turkish Journal of Earth Sciences 7, 259-268.
• Aydın, S. N., Önen, A. P. 1999. Field, petrographic and geochemical features of the Baranadağ quartz monzonite of the Central Anatolian granitoids, Turkey. Turkish Journal Earth Sciences 8 (2-3), 113-123.
• Bailey, E. B., Mc Callien, W. J. 1950. Ankara melanjı ve Anadolu şariyajı. Bulletin of the Mineral Research and Exploration, 15 (40).
• Bayhan, H., Tolluoğlu, A. Ü. 1987. Çayağzı siyenitoyidinin (Kırşehir kuzeybatısı) mineralojik-petrografik ve jeokimyasal özellikleri. Yerbilimleri Dergisi 14, 109-120.
• Baykal, E. 1947. Zile-Tokat-Yıldızeli bölgesinin jeolojisi. İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi Seri B, 12 (3), 191-209.
• Beyazpirinç, M., Akçay, A. E. 2017. Akdağmadeni Masifi’nin jeolojisi ve jeodinamik evrimi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 13569, 166, Ankara (unpublished).
• Beyazpirinç, M., Akçay, A. E., Yılmaz, A., Sönmez, M. K. 2019. A Late Cretaceous ensimatic arc developed during closure of the northern branch of Neo- Tethys (central-northern Turkey). Geoscience Frontiers 10 (3), 1015-1028.
• Beyazpirinç, M., Akçay, A. E., Özkan, M. K., Sönmez, M. K., Dönmez, M. 2020. Kırşehir Masifi’nin tektono-stratigrafik özellikleri. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 13934, 200, Ankara (unpublished).
• Bilgin, Z. R., Akarsu, B., Erbaş, A., Elibol, E., Yaşar, T., Esentürk, K., Güner, E., Kara, H. 1986. Kırıkkale- Kesikköprü-Çiçekdağı alanının jeolojisi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 7876, Ankara (unpublished).
• Bingöl, E., Akyürek, B., Korkmazer, B. 1973. Biga Yarımadası’nın jeolojisi ve Karakaya formasyonunun bazı özellikleri. Cumhuriyetin yılı Yerbilimleri Kongresi Tebliğleri. Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü, 70-77, Ankara.
• Boztuğ, D. 2000. S-I-A-type intrusive associations: geodynamic significance of synchronism between metamorphism and magmatism in central Anatolia, Turkey, Tectonics and Magmatism in Turkey and the surrounding area. Geological Society of London, Special Publications 173, 441-458.
• Boztuğ, D., Jonckheere, R. C., Heizler, M., Ratschbacher, L., Harlavan, Y., Tichomirova, M. 2009. Timing of post-obduction granitoids from intrusion through cooling to exhumation in central Anatolia, Turkey. Tectonophysics 473 (1-2, 20), 223-233.
• Deniz, K. 2010. Buzlukdağı (Kırşehir) alkali magmatik kayaçların jeolojisi, petrolojisi ve konfokal Raman spektrometresi ile incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 138.
• Dilek, Y., Thy, P. 2006. Age and petrogenesis of plagiogranite intrusions in the Ankara melange, Central Turkey. Island Arc 15, 44-57.
• Dökmeci, İ. 1980. Akdağmadeni yöresinin jeolojisi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 6953, Ankara (unpublished).
• Dönmez, M., Bilgin, Z. R., Akçay, A. E., Kara, H., Yergök, F., Esentürk, K. 2005. Türkiye Jeoloji Haritaları, Kırşehir-İ31 Paftası, No: 46. MTA Yayını, Ankara.
• Dönmez, M., Akçay, A. E. 2016. Türkiye Jeoloji Haritaları Serisi, 1/250.000 ölçekli Kırşehir Paftası, No: 6. MTA Yayını, Ankara.
• Egeran, E. N., Lahn, E. 1951. Kuzey ve Orta Anadolu’nun tektonik durumu hakkında not. Bulletin of the Mineral Research and Exploration 41, 23-27.
• Erkan, Y. 1976. Kırşehir çevresindeki rejyonal metamorfik bölgede saptanan isogradlar ve bunların petrolojik yorumlanmaları. Yerbilimleri Dergisi 1(1), 23-54.
• Erkan, Y., Ataman, G. 1981. Orta Anadolu Masifi (Kırşehir yöresi) metamorfizma yaşı üzerine K-Ar yöntemi ile bir inceleme. Yerbilimleri Dergisi 8, 27-30.
• Erler, A., Bayhan, H. 1995. Orta Anadolu granitoyitlerinin genel değerlendirilmesi ve sorunları. Yerbilimleri 17, 49-67.
• Göncüoğlu, M. C. 1977. Geologie des westlichen Niğde Massivs. Doktora Tezi, Bonn Üniversitesi, 181 (unpublished).
• Göncüoğlu, M. C. 1981. Niğde masifinin jeolojisi. İç Anadolu'nun Jeoloji Simpozyumu, Türkiye Jeoloji Kurumu Yayınları, 16-19.
• Göncüoğlu, M. C., Toprak, V., Kuşcu, I., Erler, A., Olgun, E. 1991. Geology of the Western part of the Central Anatolian Massif, part 1: southern section. Turkish Petroleum Corporation (TPAO), Report No: 2909, 1-140 (in Turkish).
• Göncüoğlu, M. C., Erler, A., Toprak, V., Yalınız, K. M., Kuscu, I., Köksal, S., Dirik, K. 1993. Orta Anadolu Masifi’nin batı bölümünün jeolojisi. Bölüm 3: Orta Kızılırmak Tersiyer baseninin jeolojik evrimi. TPAO, Report No: 3313.
• Görür, N. 1998. Türkiye’nin Triyas-Miyosen paleocoğrafya atlası. İTÜ-MTA, Ankara.
• Hastie, A. R., Kerr, A. C., Pearce, J. A., Mitchell, S. F. 2007. Classification of altered volcanic island arc rocks using immobile trace elements: development of the Th Co discrimination diagram. Journal of Petrology 48, 2341-2357.
• Hollocher, K., Robinson, P., Walsh, E., Roberts, D. 2012. Geochemistry of amphibolite facies volcanics and gabbros of the Storen Nappe in extensions west and southwest of Trondheim, western gneiss region, Norway: a key to correlations and paleotectonic settings. American Journal of Science 312, 357-416.
• İlbeyli, N. 2004. Field, petrographic and geochemical characteristics of the hamit alkaline intrusion in the central Anatolian crystalline complex. Turkey. Turkısh Journal of Earth Sciences 13, 269-286.
• İlbeyli, N., Uras, Y. 2005. Subalkalen Baranadağ (Kaman- Kırşehir) plütonun petrojenezi ve jeokimyasal özellikleri. Geosound/Yerbilimleri 47, 13-28.
• Kara, H., Dönmez, M. 1990. 1/100.000 ölçekli açınsama Nitelikli Türkiye Jeoloji Haritaları Serisi, Kırşehir-G17 Paftası, No: 34. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayını, Ankara.
• Ketin, İ. 1955. Yozgat bölgesinin jeolojisi ve Orta Anadolu masifinin tektonik durumu. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni 6, 1-40.
• Ketin, İ. 1963. 1/500.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası (Kayseri). Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayını 82. Ankara.
• Meschede, M. 1986. A method of discriminating between different types of mid-ocean ridge basalts and continental holeiites with the Nb-Zr-Y diagram. Chemical Geology 56, 207-218.
• Okay, A. I., Siyako, M., Bürkan, K. A. 1990. Biga Yarımadası’nın jeolojisi ve tektonik evrimi. Türkiye Petrol Jeologları Bülteni 2(1), 83-121
• Okay, A. I., Tüysüz, O. 1999. Tethyan sutures of northern Turkey. Geological Society, London, Special Publications 156(1), 475-515.
• Oktay, F. Y. 1981. Savcılı-Büyükoba (Kaman) çevresinde Orta Anadolu masifi tortul örtüsünün jeolojisi ve sedimantolojisi. Doçentlik Tezi, Istanbul Teknik Üniversitesi Maden Fakültesi (unpublished).
• Otlu, N. 1998. Kortundağ-Baranadağ arası (D Kaman, KB Kırşehir) plütonik kayaçlarının petrolojik incelenmesi. Doktora Tezi, Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sivas, 187 (unpublished).
• Otlu, N., Boztuğ, D. 1998. The coexistency of the silica oversaturated (ALKOS) and undersaturated alkaline (ALKUS) rocks in the Kortundag and Baranadag plutons from the Central Anatolian alkaline plutonism, E Kaman/NW Kırşehir, Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences 7 (3) 241-258.
• Pearce, J. A. 1983. Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at destructive plate margins. In: Hawkeswoeth, C.J. and Norry, M.J. (Eds). Continental basalts and Mantle Xenolithes. Nantwich: Shiva, 230-249.
• Pearce, J. A. 1996. A user's guide to basalt discrimination diagrams. In: Wyman, D. A. (Ed.). Trace Element Geochemistry of Volcanic Rocks: Applications for Massive Sulphide Exploration. Geological Association of Canada, Short Course Notes 12, 79-113.
• Pearce, J. A. 2008. Geochemical fingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust. Lithos 100, 14-48.
• Sarıfakıoğlu, E., Sevin, M., Esirtgen, E., Duran, S., Parlak, O., Bilgiç, T., Dönmez, M., Dilek, Y. 2011. Çankırı-Çorum havzasını çevreleyen ofiyolitik kayaçların jeolojisi: Petrojenezi, tektoniği ve cevher içerikleri. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 11449, Ankara (unpublished).
• Seymen, İ. 1981a. Kaman (Kırşehir) dolayında Kırşehir masifinin stratigrafisi ve metamorfizması. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni 24 (2), 7-14.
• Seymen, İ. 1981b. Kaman (Kırşehir) dolayında Kırşehir masifinin metamorfizması. İç Anadolu'nun Jeoloji Sempozyumu, Türkiye.
• Seymen, İ. 1982. Kaman dolayında Kırşehir masifinin jeolojisi. Doçentlik Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi, 164, İstanbul (unpublished).
• Seymen, İ. 1984. Kırşehir Masifi metamorfitlerinin jeolojik evrimi. Türkiye Jeoloji Kurultayı Ketin Sempozyumu, 133-148.
• Şahin, M. B. 1991. Basçatak köyü (Akdağmadeni-Yozgat) doğusunun jeolojik ve petrografik özelliklerinin incelenmesi. Yüksek Mühendislik Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 68, Ankara (unpublished).
• Şengör, A. M. C., Yılmaz, Y. 1981. Tethyan evolution of Turkey. A plate tectonic approach. Tectonophysics 75, 181-241.
• Tolluoğlu, A. Ü. 1993. Kırşehir Masifi’ni kesen felsik intrüziflerin (Kötüdağ ve Buzlukdağ) petrografik ve jeokimyasal karakterleri. Yer Bilimleri Dergisi 16, 19-43.
• Winchester, J. A., Floyd, P. A. 1977. Geochemical classification of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical Geology 20, 325-343.
• Wood, D. A. 1980. The application of a Th-Hf-Ta diagram to problems of tectonomagmatic classification and to establishing the nature of crustal contamination of basaltic lavas of the British Tertiary volcanic province. Earth and Planetary Science Letters 50, 11-30.
• Yalınız, K. M., Göncüoğlu, M. C. 1998. General geological characteristics and distribution of the Central