Petrology, Geochemistry and Geochronology of the Central Anatolian Crystalline Complex Metamorphic Rocks: Kırşehir (Karıncalı), Central Anatolia, Turkey

Abstract

The basement of the Karncalı village represented by metamorphic rock units in Central Anatolia Crystalline Complex (CACC). The basement units mainly comprise greenschist facies which is apart of CACC. The basement consists of amphibolite, gneiss, quartzschist, micaschist, amphibolschist quartz micaschist, quartzite, calcschist and marble rock units. All the metamorphic basement intruded by syenite, syenite porphry trachyte and trachyandesite. The nomenclature of garnet, amphibole and plagioclase minerals were determined by confocal Raman spectroscopy. The detailed petrography and Confocal Raman Spectrometer (CRS) examinations reveal that the common mineral assemblages are clino-amphibole + plagioclase + titanite, clinoamphibole + clinozoisite + epidote + plagioclase + titanite, garnet amphibolschist mineral assemblage clinoamphibole + bioamphile + tite ± garnet, actinolite + tremolite + chlorite + quartz, calcite + quartz + muscovite and also sericite + quartz + graphite in composition. The radiomatrica 39Ar/40Ar age data of Muscovite reveal 71.83±0.54 Ma age. It has been determined that the metamorphic age is younger or similar to the age of intrusive of the CACC. The young age of the metamorphic shows that the intrusive masses in the region significantly affect the existing country rock units throughout the geological time, causing them to re-metamorphize and reactivate the time period in terms of metamorphism. It was concluded that felsic and mafic magmatic intrusions of many different compositions and sizes in the Central Anatolian region started from the Late Cretaceous and continued until the Palaeocene and also affected the basic metamorphic rocks of the region.

Keywords

• Kırşehir Massif
• Karıncalı
• Metamorphites
• Confocal Raman Spectrometer (CRS)
• Geochemistry
• Geochronology

Orta Anadolu Kristalen Kompleksi Metamorfik Kayalarının Petrolojisi, Jeokimyası ve Jeokronolojisi: Kırşehir (Karıncalı), Orta Anadolu, Türkiye

Öz

Karıncalı köyü yöresinin temelini Orta Anadolu Kristalen Kompleksi’ne (OAKK) ait temel metamorfitler oluşturmaktadır. Yeşilşist fasiyesinde metamorfizmaya uğramış olan bu kayalar, OAKK’de Paleozoik yaşlı temel metamorfik kayalar olarak anılmaktadır. Metamorfik temel birimi; amfibolit, gnays, kuvarsşist, mikaşist, amfibolşist kuvars mikaşist, kuvarsit, kalkşist ve mermer kaya topluluğu oluşturmaktadır. Çalışma sahasında metamorfikleri siyenit bileşimindeki felsik intrüzifler kesmektedir. Bu birimler, genel olarak derinlik ve yarı derinlik özellikler sunan siyenit, siyenit porfir, trakit ve trakiandezit bileşimindeki kayalardan oluştuğu belirlenmiştir. Temel metamorfik kayaların metamorfik fasiyes belirlemesinde granat, amfibol ve plajiyoklaz minerallerinin türleri konfokal Raman spektroskopisinde belirlenmiştir. Çalışma alanında yer alan kayalardaki ayrıntılı petrografi ve Konfokal Raman Spektrometre (KRS) analiz incelemelerinde yaygın mineral topluluğu klinoamfibol + plajiyoklaz + titanit, klinoamfibol + klinozoizit + epidot + plajiyoklaz + titanit, granat amfibolşist mineral topluluğu klinoamfibol + granat + klinozoizit + plajiyoklaz, albit + kuvars + muskovit + biyotit ± granat, aktinolit + tremolit + klorit + kuvars, kalsit + kuvars + muskovit ayrıca serisit + kuvars + grafit mineral parajenezlerinden oluşmaktadır. Çalışma sahasında metamorfitlerden elde edilen muskovit’den 71,83±0,54 My 39Ar/40Ar yaşı elde edilmiştir. Bu yaş bulgusu bölgedeki intrüzif kayalara ait radyometrik yaş bulguları ile karşılaştırıldığında daha genç olduğu belirlenmiştir. Genç yaş bulgusu, bölgedeki intrüzif kütlelerinin jeolojik zaman boyunca mevcut yan kaya birimlerini önemli ölçüde etkileyip, yeniden metamorfizmaya uğratarak zaman diliminin metamorfizma açısından yeniden çalıştırdığını göstermektedir. Orta Anadolu bölgesinde çok sayıda farklı bileşim ve büyüklüklerde felsik ve mafik magmatik sokulumların Geç Kretase’den başlayarak Paleosen’e kadar devam ettiği ve bölgenin temel metamorfik kayalarını da etkilediği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Kırşehir masifi
• Karıncalı
• metamorfitler
• Konfokal Raman Spektrometre (KRS)
• Jeokimya
• Jeokronoloji

Kaynakça

1. Beyazpirinç M., Akçay, AE. Akdağmadeni Masifi’nin jeolojisi ve jeodinamik evrimi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü 2017; Rapor No: 13569 (yayımlanmamış).
2. Boztuğ D., Tatar S., Otlu N., Yılmaz S., Kayakıran S., Yücel E., Serdar AM. Orta Anadolu çarpışma plütonizmasının oluşumunda eş yaşlı mafik ve felsik magmaların çeşitli etkileşim tipleri. 51. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bildiri Özleri 1998; 29-31.
3. Boztuğ D. S-I-A type intrusive associations: geodynamic significance of synchronism between metamorphism and magmatism in Central Anatolia, Turkey. In Tectonics and Magmatism in Turkey and the Surrounding Areas (eds E. Bozkur, J.A. Winchester and J.A.D. Piper). Geological Society of London Special publication 2000; 173: 441-485.
4. Boztuğ D., Tichomirowa M., Bombach K. 207Pb-206Pb single-zircon evaporation ages of some granitoid rocks reveal continent-oceanic island arc collision during the Cretaceous godynamic evolution of the central Anatolian crust, Turkey. Journal of Asian Earth Sciences 2007; 31: 71-86.
5. Boztuğ D., Harlavan Y. K-Ar ages of granitoids unravel the stages of Neo-Tethyan convergence in the eastern Pontides and Central Anatolia, Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences 2008; 97: 585-599.
6. Boztuğ D., Jonckheere RC., Heizler M., Ratschbacher L., Harlavan Y., Tichomirova M. Timing of post-obduction granitoids from intrusion through cooling to exhumation in central Anatolia, Turkey. Tectonophysics 2009; 473(1-2, 20): 223-233.
7. Boztuğ D., Turksever E., Heizler M., Jonckheere RC. Tichomirowa M., 207Pb- 206Pb, 40Ar-39Ar and apatite fission-track geothermochronology revealing the emplacement, cooling and exhumation history of the Karacayır Syenite (N Sivas), East-Central Anatolia, Turkey. Turkish Journal of Earth Science 2009a; 18: 109– 125.
8. Boztuğ D., Güney Ö., Heizler M., Jonckheere RC., Tichomirowa M., Otlu N. 207Pb-206Pb, 40Ar-39Ar and fission-track geothermochronology quantifying cooling and exhumation history of the Kaman-Kırşehir region intrusions, central Anatolia, Turkey. Turkish Journal of Earth Science 2009b; 18: 85–108.

9. Boztuğ D., Jonckheere RC., Heizler M., Ratschbacher L., Harlavan Y., Tichomirova M. Timing of post-obduction granitoids from intrusion through cooling to exhumation in central Anatolia, Turkey. Tectonophysics 2009c; 473: 223–233.
10. Çörtük RM. İç Toros okyanusu sorunu. Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, sayfa no:427, Ankara, Türkiye, 2021.
11. Delibaş OY., Genç C. De Campos P., Magma mixing and unmixing related mineralization in the Karacaali Magmatic Complex, central Anatolia, Turkey. Geol. Soc. London 2011; 350: 149–173.
12. Deniz K., Kadıoğlu YK. Assimilation and fractional crystallization of foid-bearing alkaline rocks: Buzlukdağ intrusives, Central Anatolia, Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences 2016; 25: 341-366.