ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU REFAHİYE OFİYOLİTİNİN KÖKENİ (KD ERZİNCAN) JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2010

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ REFAHİYE OFİYOLİTİNİN KÖKENİ (KD ERZİNCAN) Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU YÜKSEK LİSANS TEZİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu Tez 03/02/2010 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu ile Kabul Edilmiştir Prof. Dr. Osman PARLAK Prof. Dr. Fikret İŞLER Yrd. Doç. Dr. Tamer RIZAOĞLU DANIŞMAN ÜYE ÜYE Bu tez Enstitümüz Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No: Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü Bu Çalışma Ç. Ü. Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: MMF2008YL13 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ REFAHİYE OFİYOLİTİNİN KÖKENİ (KD ERZİNCAN) Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman : Prof.Dr. Osman PARLAK Yıl: 2010, Sayfa :65 Jüri : Prof. Dr. Osman PARLAK Prof. Dr. Fikret İŞLER Yrd. Doç. Dr. Tamer RIZAOĞLU Üzümlü-Çayırlı (Erzincan) bölgesinde yer alan inceleme alanı; Permiyen öncesi bir yaşa sahip Yoncayolu Formasyonu, Permiyen yaşlı Çayderesi Kireçtaşı, Jura-Kretase yaşlı Hozbirikyayla Formasyonu, bu birimleri tektonik olarak üzerleyen Refahiye Ofiyolitli Karışığı, tüm birimleri uyumsuz olarak örten Alt-Orta Eosen yaşlı Gülandere Formasyonu ve Miyosen yaşlı Kemah Formasyonu ile temsil edilmektedir. İnceleme alanında yer alan Refahiye ofiyoliti tabandan tavana doğru volkanikler hariç tam bir ofiyolit dizisi sunar. Volkanik kayaçlar ise daha ziyade melanj birimi içinde yer alırlar. Refahiye ofiyolitinin tabanı değişik oranlarda serpantinleşmiş harzburjit ve dunitler ile temsil edilmektedirler. Bunların üzerine iyi gelişmiş ultramafik (dunit, verlit, klinopiroksenit) ve mafik (gabro) kümülat kayaçları yer alırlar. İzotrop gabrolar (gabro, diyorit), levha daykları (diyabaz) ve plajiyogranitler ise istifin üst kesimlerini meydana getirmektedirler. Volkanikler ise bazalt bileşimli olup, değişik oranlarda alterasyona maruz kalmışlardır. Yapılan jeokimyasal çalışmalar sonucunda; izotrop gabro ve levha dayklarına ait kayaçların toleyitik ve boninitik magmadan itibaren oluştukları ve volkaniklerin ise hem toleyitik hem de alkalen magmadan itibaren oluştukları ortaya çıkmaktadır. Toleyitik ve boninitik magmadan türeyen Refahiye ofiyolitine ait kayaçların Neotetis in kuzey kolunun Üst Kretase den itibaren kuzeye doğru dalmaya başlaması ile okyanus içi yitim zonu üzerinde yay-önü ortamda oluştuğu sonucu ortaya çıkmaktadır. Alkalen magmadan türeyen volkaniklerin ise ofiyolit oluşumu ile ilgili olmadığı ve okyanus adası volkanikleri olduğu düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Ofiyolit, toleyit, boninit, yay-önü, okyanus adası I

4 ABSTRACT MSc. THESIS ORIGIN OF REFAHİYE OPHIOLITE (NE ERZİNCAN) Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU DEPARTMENT OF GEOLOGICAL ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Supervisor : Prof.Dr. Osman PARLAK Year: 2010, Pages:65 Jury : Prof Dr. Osman PARLAK Prof. Dr. Fikret İŞLER Asst. Prof. Dr. Tamer RIZAOĞLU The study area, situated in Üzümlü-Çayırlı (Erzincan) region, is characterized by pre-permian Yoncayolu formation, Permian Çayderesi limestone, Jurassic- Cretaceous Hozbirikyayla formation, tectonically overlying Refahiye ophiolitic melange and unconformably overlying cover sediments, namely Lower-Middle Eocene Gülandere formation and Miocene Kemah formation. Except volcanics, the Refahiye ophiolite in the study area displays an intact ophiolite stratigraphy from bottom to top. Whereas the volcanics are found in melange unit. The base of the Refahiye ophiolite is represented by variably serpentinized harzburgite and dunite. Well preserved ultramafic (dunite, wehrlite, clinopyroxenite) to mafic (gabbro) cumulate rocks rest tectonically on the tectonites. Isotropic gabbros (gabbro, diorite), sheeted dikes (diabase) and plagiogranites constitute the upper part of the Refahiye ophiolite. The volcanic rocks are basaltic in composition and variably altered. On the basis of geochemical analysis, the isotropic gabbros and sheeted dikes were derived from both tholeiitic and boninitic magmas whereas the volcanic were derived from tholeiitic and alkaline magmas. The rocks, derived from tholeiitic and boninitic magmas, were formed in a fore-arc (suprasubduction zone) setting as a result of north deeping intraoceanic subduction zone in the northern branch of Neotethys since late Cretaceous. The alkaline volcanic rocks are not related to the ophiolite formation. But they are more seamount type in origin. Key Words: Ophiolite, tholeiite, boninite, fore-arc, seamount II

5 TEŞEKKÜR Bu çalışma Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalında Yüksek Lisans çalışması olarak yapılmış ve Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından MMF2007YL13 nolu proje kapsamında desteklenmiştir. Bu projeyi destekleyen Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimine teşekkür ederim. Çalışmanın her aşamasında yardımlarını esirgemeyen ve çalışmanın tamamlanmasında büyük pay sahibi olan hocam Prof.Dr. Osman PARLAK a teşekkürü bir borç bilirim. Tez jürisinde yer alarak tezimi okuyan ve yapıcı eleştirileri ile katkı sağlayan Prof. Dr. Fikret İŞLER ve Yrd. Doç. Dr.Tamer RIZAOĞLU na teşekkür ederim. Arazi çalışmaları sırasında mesleki deneyimlerini benimle paylaşan meslektaşım ve mesai arkadaşım Jeoloji Mühendisi Hüseyin SAYAK a, çizim ve rapor yazımı aşamalarında yardımını gördüğüm Jeoloji Yüksek Mühendisi Cahit DÖNMEZ, Jeoloji Mühendisi Aytekin TÜRKEL ve Nusret NURLU ya teşekkür ederim. İnce kesitlerimin hazırlanmasında ve tezin çeşitli aşamalarında desteklerini gördüğüm MTA Maden Etüt ve Arama Dairesinde görevli Jeoloji Yüksek Mühendisleri Hayrettin ÖZEN ve İlhan ODABAŞI na teşekkür ederim. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ...I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER... IV ÇİZELGELER DİZİNİ... V ŞEKİLLER DİZİNİ... VI 1. GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR MATERYAL VE METOD Arazi Çalışmaları Laboratuvar Çalışmaları Büro Çalışmaları ARAŞTIRMA BULGULARI Bölgesel Jeoloji Stratigrafi ve Petrografi Paleozoyik Yoncayolu Formasyonu Çayderesi Kireçtaşı Mesozoyik Hozbirikyayla Formasyonu Ofiyolitik Melanj Refahiye Ofiyoliti Senozoyik Gülandere Formasyonu Kemah Formasyonu Jeokimya SONUÇLAR KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ IV

7 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 4.1. Refahiye (KD, Erzincan) ofiyolitinde yer alan volkanikler, levha daykları ve izotrop gabrolara ait kayaçların ana oksit içerikleri 43 Çizelge 4.2. Refahiye (KD, Erzincan) ofiyolitinde yer alan volkanikler, levha daykları ve izotrop gabrolara ait kayaçların eser element içerikleri..44 Çizelge 4.3. Refahiye (KD, Erzincan) ofiyolitinde yer alan volkanikler, levha daykları ve izotrop gabrolara ait kayaçların nadir toprak element içerikleri V

8 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 1.1. Çalışma alanı yerbulduru haritası... 2 Şekil 4.1. Türkiye nin tektonik birlikleri (Ketin, 1966) Şekil 4.2. Türkiye ve yakın çevresinin tektonik birlikleri (Okay ve Tüysüz, 1999).. 12 Şekil 4.3. Erzincan çevresi genelleştirilmiş stratigrafi kesiti (Aktimur ve ark., 1995)13 Şekil 4.4. Refahiye Ofiyolitine ait tektonitlerle-çayderesi Kireçtaşları na ait metamorfik kayaçların tektonik dokanağı (Üzümlü Kuzeydoğusu) Şekil 4.5. Çalışma alanının Jeoloji Haritası (Özen ve ark., 2008) Şekil 4.6. Refahiye Ofiyolitinin sahada izlenen istifi Şekil 4.7. Harzburjitlerin mikroskop görüntüsü Ç.N., 2,5 X, Opx: ortopiroksen, Olv: olivin Şekil 4.8. Serpantileşmiş harzburjitlerde bastitleşmiş ortopiroksen Ç.N., 2,5X, Opx: ortopiroksen Şekil 4.9. Ultramafik kümülatlardan görünüm dunit-verlit ardalanması (Yedigöller mevkii) Şekil Ultramafik kümülatların içindeki dunitlerden mikroskop görüntüsü (Ç.N., 2,5X, Cr: Kromit, Olv: Olivin) Şekil Ultramafik kümülatların içindeki verlitlerden mikroskop görüntüsü (Ç.N., 2,5X, Cpx: Klinopiroksen, Olv: Olivin) Şekil Ultramafik kümülatların üst kesimlerinde verlit-piroksenit- gabro ardalanması Tunaçayırı Köyü güneyi Şekil Piroksenitlerden mikroskop görüntüsü (Ç.N., 2,5X, Cpx: klinopiroksen, Opx: Ortopiroksen) Şekil Tabakalı gabrolardan görünüm Şekil Tabakalı gabrolara ait mikroskobik görüntü (Ç.N. 2,5X, Plj:Plajiyoklas, U Cpx: Uralitleşmiş Klinopiroksen) Şekil Mafik kümülatlara ait izotrop gabrolardan mikroskop görüntüsü (Ç.N. 2,5X, Plj:Plajiyoklas, Cpx: Klinopiroksen, Tr-Ak: Tremolit- Aktinolit) 33 Şekil Levha-dayk Karmaşığı içerisindeki plajiyogranit sokulumları, Kureyşlisarıkaya Köyü kuzeydoğusu VI

9 Şekil Plajiyogranitlere ait mikroskop görüntüsü Ç.N. 2,5X10 Plj:Plajiyoklas, Q: Kuvars, Amf: Amfibol, Ep: Epidot damarı) Şekil Levha dayklarında görülen mikrodiyoritlerin mikroskop görünümü (Ç.N Plj: Plajiyoklas, Horn: Hornblend) Şekil Levha dayklarına ait diyabazların mikroskop görünümü (Ç.N. 4X10 Plj: Plajiyoklas, Cpx: Klinopiroksen) Şekil Yastık Lavlara ait ince kesit görüntüsü ( Ç.N: 4X10) Şekil Yastık Lavlara ait spilitleşmiş bazaltlardan ince kesit görüntüsü ( Ç.N. 4X10) Şekil Refahiye (KD Erzincan) ofiyolitinde gözlenen volkanik, levha dayk ve izotrop gabro kayaç örneklerinin Zr/Ti-Nb/Y oranlarına göre sınıflaması (Pearce, 1996) Şekil Refahiye (KD Erzincan) ofiyolitine ait kayaçların ana ve iz element içeriklerinin değişimi Şekil Refahiye (KD Erzincan) ofiyolitinde yer alan volkanik kayaçların kondirite göre normalize edilmiş Nadir Toprak Element diyagramı (Kondrit değerleri Sun ve Mc Donough, 1989 dan alınmıştır) Şekil Refahiye (KD Erzincan) ofiyolitinde yer alan levha dayklarının kondirite göre normalize edilmiş Nadir Toprak Element diyagramı (Kondrit değerleri Sun ve Mc Donough, 1989 dan alınmıştır) Şekil Refahiye (KD Erzincan) ofiyolitinde yer alan izotrop gabrolara ait kayaçların kondirite göre normalize edilmiş Nadir Toprak Element diyagramı (Kondrit değerleri Sun ve Mc Donough, 1989 dan alınmıştır).51 Şekil Refahiye (KD Erzincan) ofiyolitindeki volkaniklerin örümcek diyagramı (N-MORB değerleri Sun ve McDonough, 1989 dan alınmıştır) Şekil Refahiye (KD Erzincan) ofiyolitindeki levha dayklarına ait kayaçların örümcek diyagramı (N-MORB değerleri Sun ve McDonough, 1989 dan alınmıştır) Şekil Refahiye (KD Erzincan) ofiyolitindeki izotrop gabrolara ait kayaçların örümcek diyagramı (N-MORB değerleri Sun ve McDonough, 1989 dan alınmıştır) VII

10 Şekil Refahiye (KD Erzincan) ofiyolitinde yer alan volkanikler, levha daykları ve izotrop gabrolara ait kayaçların Th/Yb-Ta/Yb diyagramı (Pearce, 1982) VIII

11 1. GİRİŞ Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU 1. GİRİŞ İnceleme alanı, Doğu Anadolu Bölgesinde, Erzincan iline bağlı Üzümlü ve Çayırlı ilçeleri sınırları içerisinde yaklaşık 170 km 2 lik bir alan kapsamakta olup, Erzincan I 42- b 2, b 3, I 43-a 1, a 3, a 4, b 4, c 1, c 3, c 4 paftaları içerisinde yer almaktadır (Şekil 1.1). İnceleme alanında önemli yerleşim birimi olarak irili ufaklı birçok yerleşim yeri bulunmaktadır. Bunlar; Mecidiye, Deveyurdu, Tunaçayırı, Kavaklık, Esendoruk, Yaylaköy, Tanyeri, Sarıkaya, Çardaklı, Pınarkaya, Ocakbaşı, Derebük, Darıbük, Pelitli, Mutu ve Sansa köyleridir. İnceleme alanının güneyinden Erzincan-Erzurum karayolu geçmektedir. Bu ana yoldan Üzümlü ve Çayırlı ilçelerine kadar ulaşım asfalt yol ile sağlanmaktadır. Diğer yerleşim yerleri arasındaki yollar stabilize veya toprak yol şeklindedir. Bu nedenle ulaşımda kış mevsimi nedeniyle kısa süreli aksaklıklar olabilmektedir. İnceleme alanında Doğu Anadolu Bölgesi genelinde hüküm süren karasal iklim görülmektedir. Yazları sıcak ve kurak, kışları soğuk ve yağışlı geçmektedir. Başlıca geçim kaynağı tarım ve hayvancılıktır. Arpa, buğday gibi susuz tarım ürünleri yanı sıra sebzecilik de yapılmaktadır. Küçük ve büyükbaş hayvancılık önemli yer tutmaktadır. İnceleme alanında ofiyolitlerin yüzeylemiş olduğu alanlar yüksek ve dağlık, diğer birimlerin olduğu kesimler ise daha yayvan topografya sunmaktadırlar. İnceleme alanındaki başlıca yükseltiler; Ahıdağ (2934m), Dağınıkdağ (3463m), Yedigöller Tepe (3521m), Soğanlıdağı (3064m), Çiçeklidağı (3118m), Kapılıdağ (2905m) ve Mirpet Dağı (3115m) dır. İnceleme alanının güneyinde Türkiye nin en büyük fay sistemi olan Kuzey Anadolu Fayı yer almaktadır. Yüksek lisans tezi olarak hazırlanan bu çalışma ile inceleme alanında yüzeyleyen ofiyolitik kayaçların petrografik ve jeokimyasal özelliklerinin ortaya konması amaçlanmıştır. 1

12 1. GİRİŞ Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU Şekil 1.1. Çalışma alanı yerbulduru haritası 2

13 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Bilindiği gibi Türkiye arazisi Alpin Orojenik Kuşağı içinde yer alır ve bir takım tektonik birliklere bölünür (Ketin, 1966). Pontid ve Torid tektonik birliklerinin arasında ve bu birliklerin en çok yakınlaşmış olduğu bir bölgede kalan çalışma alanı, gerek jeolojik, gerekse sismik yönden birçok araştırıcı tarafından incelenmiştir. Ayrıca, Türkiye nin önemli tektonik yapılarından biri olan Kuzey Anadolu Fay Zonu nun çalışma alanını boydan boya katetmesi ve bu tür fayların plaka tektoniği açısından önem kazanması, fay zonu üzerinde araştırmaların yoğunlaşmasına neden olmuştur. Bölge jeolojik çalışmalarına katkıları olan araştırıcıları şöyle sıralayabiliriz: Stechepinsky (1941), Ketin (1950), Baykal (1953), Holzer (1955), Nebert (1961), Tatar (1973, 1978), Ataman ve ark.(1975), Arpat ve Şaroğlu (1975), Bergougnan (1976), Özgül (1978), Bektaş (1981, 1982), Buket ve Ataman (1982), Buket (1982), Aktimur (1986), Koçyiğit (1990), Tüysüz (1993), Aktimur ve ark. (1995). Bu araştırıcıların rapor ve yayınlarının incelenmesinden çıkarılan önemli sonuçlar aşağıda özetlenmiştir. Bütün araştırıcılar inceleme alanı ve çevresinin tabanını metamorfik kayaçların oluşturduğunu kabul etmektedirler. Önemli yayılımlarını Erzincan ın doğusunda Üzümlü İlçesi ve Tanyeri Bucağı civarında KB-GD doğrultulu bir zon boyunca verirler. Yeşilşist, kalkşist, metadiyabaz ve mermerlerden oluşan bu birim ayırtman fosil içermediğinden yaşı oldukça tartışmalıdır. Stechepinsky (1941) Kovenko tarafından metamorfik seriye ait mermerler içerisinde Neoschwagerina bulunduğunu ve bu nedenle metamorfik birimin Paleozoyik yaşlı olabileceğini belirtir. Ayrıca Erzincan, Tercan ve Bayburt yörelerinde yaptığı gözlemler sonucunda, Miyosen den sonra oluşmuş yeni alüvyonlar hariç herhangi bir çökel birimin olmadığını belirtmiştir. Ketin (1950), Erzincan ın doğusunda Üzümlü ve kuzeyinde Elmalı yöresindeki çalışmalarına göre, magmatik kökenli çoğunca mezo ve epizon metamorfitlerin serpantinit intrüzyonları ile kesilmiş, Liyas, Kretase, Eosen ve Miyosen çökelleri tarafından da aşmalı olarak örtülmüş olduğunu vurgular. Yörede 3

14 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU geniş alanlar kaplayan, serpantinit-diyabaz kütleleri içerisinde gelişigüzel serpilmiş durumda ve çeşitli büyüklüklerdeki kristalize kireçtaşlarının çoğunun Kretase, bir kısmının da Jura ve daha yaşlı olduğunu belirtir. Erzincan doğusunda Sülümür ve Bulanık köylerindeki çoğunlukla çakıltaşı, kumtaşı ve marndan oluşmuş fliş serisine, tanıtman fosil içermediğinden, olasılı olarak Üst Kretase yaşını vermiştir. Baykal (1953), ayırtman fosil içermeyen masif kireçtaşlarının, serpantinit intrüzyonları ile kesildiğini ve kontak metamorfizma etkisinin yaygın olarak görüldüğünü belirtir. Ayrıca alt seviyeleri Orbitolina fosilleri içeren Munzur Dağı Kireçtaşları nın litolojik ve yapısal özelliklerinin benzerliğinden dolayı bunların Jura-Kretase yaşlarında olabileceğini vurgular. Holzer (1955), inceleme alanının güneydoğusunda Şeteri civarında Üst Kretase flişinin kireçli seviyelerinde Maestrihtiyen yaşlı fosiller saptamıştır. Yine aynı bölgede, Baykal (1953) tarafından büyük bir Oligosen birimi gösterilmiş olmasına karşın, Holzer (1955) aynı yörede Oligosene işaret sayılabilecek hiçbir bulgunun saptanamadığını vurgular. Nebert (1961) Erzincan ın güneydoğusunda Cencige, Tilek ve Pülümür yörelerinde; batısında Refahiye çevresinde oldukça geniş yayılımlı olan Eosen flişin açılı uyumsuzlukla ofiyolitli karmaşık üzerine oturmuş olup, çoğunlukla kum ve konglomeratik fasiyeste geliştiğini belirtir. Tatar (1973), Refahiye nin güneydoğusunda, Conur Köyü yöresinde Üst Kretase sedimetitlerini kesen ve Pliyosen konglomerası ile örtülü olan genç dasitik volkanitlerin, Oligosen deki olasılı bir yükselme safhasına bağlı volkanizmanın ürünü olabileceğini düşünür. Tatar (1978), bölgede geniş yer tutan serpantinitlerin, şimdiye dek Hersiniyen yaşında ve genellikle bölgenin en yaşlı kayaçları olarak kabul edilen metamorfik şistlere göre daha yaşlı; dolayısıyle, belki de Paleozoyik yaşında olabileceğini gösteren bazı verilerin elde edildiğinden bahseder. Tatar (1973, 1978), Erzincan-Refahiye ofiyolitik zonuna ait yapısal gözlemlerinde şu sonuçlara varmıştır 4

15 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU 1-Kuzey Anadolu Fayı ile Doğu Anadolu Fayı nın eşlenik doğrultu atımlı faylar meydana getirdiği kabul edilmiş, bunların oluşturduğu bütüne, Kuzey Anadolu Fay Sistemi adı verilmesi benimsenmiştir. 2-LANDSAT fotografı üzerinde, Erzincan ın 20 km kadar kuzeybatısından itibaren 70 derece yönünde uzanan ve Kuzey Anadolu Fay Sistemi içinde büyük bir kırık zonu olabileceği düşünülen bir çizgiselliğe, geçici olarak Kuzeydoğu Anadolu Fayı adı verilmesi önerilmiştir. 3-Kuzey Anadolu Fayı boyunca kuzey bloğun değil, güney bloğun düşmüş olduğu ve ana fay yakınlarındaki yan kırıkların analizi ile de, Kuzey Anadolu Fay Sistemi ndeki yapıları oluşturan ana basınç gerilmesinin, yaklaşık K-G doğrultusunda olduğu saptanmıştır. 4-Bölgede, ofiyolitlerin Miyosen ve Pliyosen üzerine derecelik bir açı ile güneye doğru bindirmiş olduğu; Steirik ve Atik fazında gelişmiş Miyosen içindeki kıvrımların, doğuya veya doğu-güneydoğuya yönelecek şekilde bükülmüş olduğu belirtilmiştir. Eksenlerdeki bükülmelerin Pliyosen sonrası bindirme hareketleri ile meydana geldiği kabul edilmiştir. 5-Çalışma alanındaki yapılar, Doğu Türkiye deki diğer genç ve büyük yapılarla karşılaştırılmış; Kuzey Anadolu Fay Sistemi ndeki yapılarla, güneyde Kenar Kıvrımları Bölgesi ndeki kıvrım eksenleri ve Bitlis bindirmesi; kuzeyde Doğu Pontid kırık sistemleri arasında yaş ve oluşum mekaniği açısından ilişkiler bulunduğu kabul edilmiştir. Arpat ve Şaroğlu (1975), Erzincan Ovası ndaki Kuvaterner yaşlı volkanitlerde ( Ketin (1950) tarafından ovayı takip eden büyük bir fay zonu boyunca gelişmiş andezitik, bazaltik volkanizma olarak tanımlanan) egemen türün trakitler olduğunu, andezitlerin ise, çok daha dar alanlar kapsadığını belirtirler. Ataman ve ark. (1975), Kuzey Anadolu Fay Zonu nun eski bir Benioff Zonu olabileceğini ve Anadolu Plakası ile Doğu Pontid Ada Yayı nın çarpışmasıyla bügünkü şeklini kazanmış olduğunu iddia ederler. Ancak Bergougnan (1976), Erzincan-Sivas ofiyolit zonunun K.A.F. Zonu tarafından kesildiğini vurgulayarak, Ataman ve arkadaşlarının (1975) görüşüne karşı çıkmıştır. 5

16 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU Özgül (1978), Erzincan ın güneybatısında yer alan Munzurların Mesozoyik (Triyas, Jura, Kretase) yaşta olduğunu; Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı metamorfitlerin ise, ofiyolitli karmaşıklarla tektonik dokanaklar oluşturduklarını belirtir. Bektaş (1981), Erzincan çevresinde yüzeyleyen, yeşilşist-metadiyabazkalkşist-kumtaşı-radyolarit ve kuvars damarlarından oluşmuş metamorfik seride, düşük dereceli yeşilşist fasiyesinden orta dereceli amfibolit fasiyesine doğru ilerleyici, zeolit fasiyesine doğru da gerileyici metamorfizmaların varlığını tanıtman mineral birlikleri ile kanıtlar. Kimyasal analiz sonuçlarına göre, çoğu orto kökenli yeşilşist ve metadiyabazların ada yaylarına özgü düşük potasyumlu toloyitler ve kalk-alkali bazaltlardan türemiş olduğunu belirtir. Ofiyolitli karmaşık serinin karbonatlı seviyelerinden alınan tanıtman fosillere göre, yörede ofiyolit oluşum yaşının Üst Kretase den önce; Üst Kretase nin de Paleosen e geçişli olduğunu belirtir. Paleosen sonunda Anadolu orojenez fazı ile Pontid ve Anatolid lerdeki yerlerini alan ofiyolitlerin, Miyashiro (1975) sınıflamasına göre ada yayı-kenar denizi jeotektonik sisteminde gelişmiş olduğunu ve iz element analiz sonuçlarına göre plütonik ve volkanik kayaçları arasında kökensel bir ilişkinin varlığı saptanan Tanyeri ofiyolitlerinin ultramafik ve mafik kayaçlarının tüketilmiş bir mantonun ürünleri olduğunu vurgular. Ayrıca Fırat Vadisi çöküntüsüne (Erzincan Ovası) bağlı olarak gelişmiş Pliyo-Kuvaterner yaşlı kalk-alkalen volkanizmanın kökeninin, ana ve iz element sonuçlarına göre, Pontid-Anatolid/Torid ada yayı-kıta çarpışmasından sonra litosfer içerisinde depolanmış kalk-alkalen magma odaları olabileceği şeklinde yorumlar. Buket ve Ataman (1982), Erzincan-Refahiye utramafik ve mafik kayaçlarını, kaynaklandıkları magma türü, birbirleri ve ayrıca üst manto ile olan kökensel ilişkilerinin belirlenmesi amacı ile petrografik ve petrolojik olarak incelemişlerdir. Erzincan-Refahiye ultramafik kayaçlarının, çoğunlukla harzburjit, yer yer lerzolit ve dunit bileşimli kütleler ile, diyopsitit, vebsterit ve olivinvebsterit damarlarından oluştuğunu ve aşırı serpantinleşmiş ultramafititlerin mikrodiyorit-diyorit, gabroolivingabro-mikrogabro, diyabaz ve granofir-mikrogranit daykları tarafından kesildiğini belitirler. Erzincan-Refahiye Ofiyoliti nin diğer birimlerinin ofiyolitli 6

17 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU karışık halinde olduğu ve ofiyolitin içinde kümülüs yapılı peridotit-gabro ve levha dayk kompleksinin yer almadığını gözlemlemişlerdir. Yapılan incelemelerde stilpnomelan, antigorit gibi basınç etkilemesi ile oluşabilen minerallere sık sık rastlanılması nedeniyle Erzincan-Refahiye peridotitinin metamofik peridotit olarak tanımlanabileceğine değinirler. Kimyasal verilere dayanarak, peridotitlerin üst mantoda kısmi erime ile oluşan refrakter, artık bir malzemeyi temsil ettiği, mafik kayaçların, daha bazaltik bir bileşime sahip olan kalıntı sıvı fazın giderek ilerleyen farklılaşmasından kaynaklanmış, granofir ve mikrogranitlerin ise bu magmanın en son farklılaşma ürünleri olabileceği şeklinde yorumlamışlardır. Buket (1982), Erzincan-Refahiye Ofiyoliti nin kökeni, oluşumu ve yerleşmesi sorunlarının çözümü için topluluğun ultramafik ve mafik birimlerinin petrolojik ve jeokimyasal karakterlerini bazı diyagramlar kullanılarak belirlemiş ve kayaçları bu açıdan yeryüzündeki çeşitli ofiyolit toplulukları ile karşılaştırmıştır. Erzincan- Refahiye Ofiyoliti nin Tetis Okyanusu Sırtı ndan kaynaklanan Üst Manto ve Okyanus Kabuğu parçaları olduğu sanıldığını ve ofiyolitin mafik birimlerinin abisal toleyit karekterinde olduğunu belirtir. Sırt malzemesinin, Üst Kretase den itibaren Pliyosen in sonuna dek, Anadolu Levhası nın Doğu Pontid Adayayı na çarpması sırasındaki üzerlemeler sonucunda bölgeye yerleşmesini tamamladığı görüşünün, bu çalışma ile desteklendiğini ifade eder. Aktimur (1986), ofiyolitlerin bölgeye Alt Kampaniyen-Alt Maestrihtiyen aralığında yerleştiğini, ancak ofiyolitlerin kuzeyden güneye ilerlemesinin Eosen de, hatta Miyosen de de devam ettiğini belirtir. Çalışma alanındaki Eosen havzasının çok hareketli olduğunu, Eosen in kendi üzerine birkaç kez katlandığı ve bir olistostrom havzası olduğunu vurgulamıştır. Çok daha geniş olan Eosen havzasının kendi içerisine kayması ve bir kısmının da ofiyolitler tarafından yok edilmesi sonucu bugünkü görünümünü aldığı şeklinde yorumlamıştır. Koçyiğit (1990), Erzincan ile Refahiye arasında yaygın olarak yüzeyleyen mafit-ultramafit kaya topluluğu ve onlarla tektonik dokanak ilişkisi sunan düşük dereceli metamorfitlerinin, Erzincan İli nin yaklaşık 7-8 km kuzeybatısında Geç Liyas-Apsiyen yaşlı sedimanter bir istifle (Kazdağı Grubu) transgresif olarak örtüldüğünü ve örtünün taban çakıltaşının hemen tümüyle ultramafitlerden 7

18 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU oluştuğunu belirtir. Bu bulgunun da, Erzincan İli çevresinde yüzeyleyen ofiyolitik birimlerin, daha önce bazı araştırmacıların öne sürmüş olduğu gibi, tek bir okyanusal havza ve dağoluşumunun ürünü olmayıp, birden çok okyanusal havzanın (Karakaya havzası, Kuzey Neo-Tetis in kuzey ve güney kolları) ve dağoluşumunun (Erken Kimmeriyen ve Alpin dağoluşumları) ürünü olduğunu kanıtladığını vurgular. Tüysüz (1993), Bölgenin paleotektonik evrimini, Liyas öncesinde Paleo- Tetis ve onun yayardı havzası olan Karakaya Okyanusu nun, Kretase sonunda ise Neo-Tetis Okyanusu nun farklı kollarının kapanması ile kazandığını ve Neo-Tetis in kapanmasının ardından büyük ölçüde kara haline gelen bölgenin Eosen de ve Alt Miyosen de sığ denizlerle kaplandığını, ancak her iki denizel ortamın da bölgenin kuzey-güney sıkışmalarla bindirmeli yapı kazanması ve yükselmesi yüzünden uzun ömürlü olmadıklarını belirtir. Alt Miyosen sonundan itibaren başlayan neo-tektonik dönemde bölgede kaçma tektoniğinin etkin olduğunu, farklı atım ve uzanıma sahip fayların geliştiğini, Erzincan Ovası nın da bu tektonik rejim altında Üst Pliyosen(?) den itibaren oluşmaya başlayan ve evrimini günümüzde de sürdüren bir çek-ayır havza olduğuna değinir. Aktimur ve ark.(1995), ofiyolitli karışığın, Alt Kampaniyen-Alt Maestrihtiyen zaman aralığında bölgeye yerleştiğini, ancak kesintili olarak aktarılmasının Alt Miyosen sonlarına kadar devam ettiğini, ofiyolitli karışığın ikinci kez aktarılması sonucu Senek Ofiyolitli Karışığı nın oluştuğunu belirtirler. Özen ve ark. (2008), öncelikle krom-nikel cevherleşmeleri olmak üzere, ofiyolitlere bağlı cevherleşmelerin araştırılmasına yönelik olarak yapmış oldukları çalışmalar sırasında, ofiyolitleri as birimlerine ayırarak haritalamışlar ve çalışma alanında eksiksiz bir ofiyolit istifinin varlığını belirtmişlerdir. 8

19 3. MATERYAL VE METOD Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU 3. MATERYAL VE METOD İnceleme alanı, Doğu Anadolu bölgesinde Erzincan İline bağlı Üzümlü ve Çayırlı ilçeleri sınırları içinde I 42-b2, b3, I 43 a1, a3, a4, b4, c1, c3, c4 paftalarında yaklaşık 170 km 2 lik bir alanı kapsamaktadır. Çalışma yılları arasında arazi çalışmaları, laboratuvar çalışmaları ve büro çalışmaları olmak üzere birbirini takip eden üç aşamada gerçekleşmiştir Arazi Çalışmaları Arazi çalışmaları 2007 yılı Haziran-Temmuz aylarında yapılmıştır. Bu çalışmalar sırasında Brunton tipi jeolog pusulası, jeolog çekici, lup, GPS v.b. araçlardan yararlanılmıştır. Arazi çalışmaları sırasında sistematik olarak petrografik ve jeokimyasal örnekler alınmış, gerekli görülen yerlerde ölçeksiz jeolojik enine kesitler çıkarılmıştır. Çalışma alanında yüzeyleyen jeolojik birimlerin karakteristik özellikleri resimlenmiştir Laboratuvar Çalışmaları Araziden derlenen el örneklerinden incekesitler hazırlanmış ve polarizan mikroskopta ayrıntılı olarak petrografik determinasyonları yapılmıştır. Gerekli görülenlerden fotograflar çekilmiştir. İnceleme alanında yüzeyleyen ofiyolitlere ait gabro, levha dayk ve volkanitlerinden toplam 35 adet örnek kırma-öğütme işleminden geçirilerek, Kanada ACME laboratuarında ana oksit, iz ve nadir toprak element analizleri yapılmıştır Büro Çalışmaları Arazi çalışmaları öncesinde literatür derlemesi yapılmıştır. Arazi ve laboratuvarda yapılan çalışmalar neticesinde bölgenin jeolojik haritası ve stratigrafik 9

20 3. MATERYAL VE METOD Aydın Olcay ÇOLAKOĞLU kesitleri tamamlanmış kimyasal analiz sonuçları çeşitli diyagramlarda değerlendirilerek rapor yazımına başlanmıştır. 10

21 4. ARAŞTIRMA BULGULARI 4.1. Bölgesel Jeoloji Bu bölümde inceleme alanında yeralan bu birimlerle ilgili kısa bilgiler verilecektir. İnceleme alanı, Avrasya Plakası (Pontidler) ile Anadolu Plakası nın kenet kuşağında (Şekil 4.1), Brinkman (1966) tarafından tanımlanan İzmir-Ankara- Erzincan Sütur Zonu üzerinde bulunmaktadır. Yine Okay ve Tüysüz (1999) ün Türkiye ve yakın çevresinin tektonik birliklerini irdeleyen çalışmasına göre Anatolid- Torid bloğu içerisinde, İzmir-Ankara-Erzincan Kenet Zonu üzerinde bulunmaktadır (Şekil 4.2) Şekil 4.1. Türkiye nin tektonik birlikleri (Ketin, 1966) Aktimur ve diğ. (1992) tarafından, Erzincan çevresinde yüzeyleyen Tersiyer öncesi birimler; litoloji, çökel ortamı, fasiyes özellikleri ve fosil topluluğu bakımından farklılıklar sunmalarından dolayı, Tersiyer öncesi stratigrafi Güney Blok ve Kuzey Blok olmak üzere ikiye ayrılarak kurulmuştur (Şekil 4.3). Kuzey Blokta: Permo-Triyas yaşlı Pulur Metamorfitleri, Liyas yaşlı volkanosedimanter Hamurkesen Formasyonu ve Üst Jura-Alt Kretase yaşlı Hozbirikyayla Formasyonu; Güney Blokta ise: Paleozoyik yaşlı metamorfitlerden 11

22 oluşan Yoncayolu Formasyonu, Permiyen yaşlı Çayderesi Kireçtaşı ve Triyas-Jura- Kretase yaşlı Munzur Kireçtaşı yer almaktadır. Bölgeye Alt Kampaniyen-Alt Maestrihtiyen zaman aralığında ofiyolitli karışık yerleşmiştir. Refahiye Ofiyolitli Karışığı Üst Maestrihtiyen-Paleosen yaşlı Çerpaçindere Formasyonu tarafından uyumsuzlukla örtülmektedir. Çerpaçindere Formasyonu üstte uyumlu olarak olistostromal ve türbiditik filiş karakterli Eosen yaşlı Gülandere Formasyonuna geçmektedir. Alt Miyosen yaşlı Kemah Formasyonu, alttaki yaşlı birimleri uyumsuzlukla örtmektedir. Kemah Formasyonu da Üst Miyosen yaşlı İslamkenti Formasyonu tarafından uyumsuzlukla örtülmektedir (Aktimur ve ark., 1995). Kuzey Anadolu Fayı nın (KAF) oluşumuna bağlı olarak meydana gelen çukurluklarda Pliyo-Kuvaterner yaşlı Yalnızbağ Formasyonu çökelmiştir. Erzincan Havzası nda Pliyo-Kuvaterner yaşlı Karatepe Andeziti ve Ağlı Tüfü yer almaktadır. Şekil 4.2. Türkiye ve yakın çevresinin tektonik birlikleri (Okay ve Tüysüz, 1999) Erzincan dolayında, Aktimur ve ark. (1990) tarafından da açıklanan Üst Maestrihtiyen öncesi, Üst Lütesiyen öncesi, Tortoniyen öncesi ve Üst Miyosen- Günümüz olmak üzere dört önemli yapısal evre gözlenmiştir. 12

23 Şekil 4.3. Erzincan çevresi genelleştirilmiş stratigrafi kesiti (Aktimur ve ark., 1995). 13

24 Üst Maestrihtiyen öncesi evrede, güneyde Yoncayolu Formasyonu, Çayderesi Kireçtaşı ve Munzur Kireçtaşı çökelmiştir. Kuzeyde ise Pulur Metamorfitleri, Hamurkesen Formasyonu ve Hozbirikyayla Kireçtaşı çökelmiştir. Üst Jura-Alt Kretase aralığında ğüneye bakan Atlantik türü bir kıta kenarı Yılmaz (1981) tarafından tanımlanmıştır. Pontitlerle Toridler arasında yer alan havzanın genellikle Apsiyen-Senomaniyen aralığında kapanmaya başladığı savunulmaktadır (Yılmaz, 1981; Şengör ve Yılmaz, 1983; Görür, 1984). Senomaniyen-Alt Senoniyen aralığında Refahiye Ofiyolitli Karışığı oluşumunu sürdürmüştür (Yılmaz, 1985). Refahiye Ofiyolitli Karışığı Alt Kampaniyen-Alt Maestrihtiyen alığında alttaki birimleri üzerler (Özgül, 1981; Aktimur, 1986). Bölgeye ofiyolit yerleştikten sonra posttektonik olaylarla oluşan havzada Üst Maestrihtiyen ile başlayan çökelme dönemine ait kırıntılılar alttaki birimler üzerine açısal uyumsuzlukla gelmektedir (Aktimur ve ark., 1995). Üst Lütesiyen öncesi evrede, bölgeye ofiyolit yerleştikten sonra ilk önceleri sığ bir havza oluşmuştur. Bu havza sonraları fliş çökelmesine elverişli derin deniz fasiyesine geçmiş olup muhtemelen kuzeyden güneye ilerleyen bir ofiyolit napının önündeki çukurluktan ibarettir (Aktimur ve ark., 1990). Sözkonusu havzanın meydana gelmesiyle birlikte, önemli gravite kaymaları nedeniyle her çeşit olistolit taşıyan olistostrom gelişmeye başlamış, civarda daha evvel çökelmiş olan kayaların irili ufaklı parçaları ve bizzat kendisi, gravite kaymaları ile taşınmaya başlamıştır. Sonuçta Refahiye Ofiyolitli Karışığı bölgede İllerdiyen sonu ile Lütesiyen başlarında ikinci kez aktarılmış ve Senek Ofiyolitlli Karışığı oluşmuştur. Aynı zamanda Gülandere ve Çerpaçindere formasyonlarının büyük bir bölümleri kuzey-güney yönde kayarak kendi içerisine yerleşmiş ve bir bölümleri de bindirme sonucu yaşlı birimlerin altında yok olmuştur (Aktimur ve ark., 1995). Tortoniyen öncesi evrede, yöredeki kıvrımlı dağlar Oligosen boyunca aşınmışlardır. Alt Miyosen başlarında bir taraftan aşınma nedeniyle peneplenleşme oluşurken diğer taraftan bu peneplenin parçalanması sonucu Miyosen denizi yöreye sokularak alttaki yaşlı birimler üzeine uyumsuz olarak Alt Miyosen yaşlı denizel, lagüner ve karasal kırıntılılar ile karbonatların çökelmesine neden olmuştur. Gene bu 14

25 evrede Üst Lütesiyen öncesi evredeki olaylara benzer özellikteki olaylar gelişmiştir. Muhtemelen Akitaniyen-Burdigaliyen zaman aralığında Refahiye Ofiyolitli Karışığı bölgede üçüncü kez aktarılmaya başlayarak çökel havzasına olistolit olarak katılmıştır (Arpat ve Tütüncü, 1973). Havzada çökelen kaya toplulukları kendi üzerlerinde sürüklenerek tekrarlanmışlardır. Sonuçta yaşlı kaya birimleri Alt Miyosen çökelleri üzerine doğu-batı gidişli hatlar boyunca bindirmiş ve Miyosen senklinallerinin kuzey kanatlarının devrilmesine neden olmuştur (Aktimur ve ark.,1995). Üst Miyosen-Günümüz evresinde ise alttaki yaşlı birimler üzerine uyumsuz olarak Üst Miyosen ve Pliyo-Kuvaterner yaşlı akarsu çökellerinden oluşmuş İslamkenti ve Yalnızbağ Formasyonları çökelmiştir. Muhtemelen Pliyosen öncesi kuzey-güney sıkışma sonucu KAF ve DAF dönüşüm fayları oluşarak Anadolu kıtası batıya hareket etmeye başlamıştır (Şengör, 1980; Şengör ve ark., 1985; Şaroğlu ve ark.,1987). Yine bu evrede kuzey-güney sıkışmanın devamı sonucu altaki yaşlı birimler (Refahiye Ofiyolitli Karışığı) İslamkenti ve Yalnızbağ formasyonlarına bindirmiştir(aktimur ve ark., 1995). KAF ın sonraki hareketleri ile Erzincan havzası çek-ayır havza olarak oluşmuştur (Barka ve Gülen, 1988). Yine bu evrede Kuzeydoğu Anadolu Fayı oluşmuştur (Tatar, 1978) Stratigrafi ve Petrografi İnceleme alanında Paleozoyik, Mesozoyik ve Senezoyik yaşlı 7 litostratigrafi birimi ayırtlanmıştır. Bunlar sırayla Permiyen öncesi yaşlı Yoncayolu Formasyonu, Permiyen yaşlı Çayderesi Kireçtaşı, Jura-Kretase yaşlı Hozbirikyayla Formasyonu, ofiyolitik melanj, bu birimleri tektonik olarak üzerleyen Refahiye Ofiyoliti ve bunlar üzerinde uyumsuz olarak gelen Alt-Orta Eosen yaşlı Gülandere Formasyonu ve Miyosen yaşlı Kemah Formasyonu dur. 15

26 Paleozoyik Yoncayolu Formasyonu Yoncayolu Formasyonu, Erzincan ın kuzeybatısında yer alan Dereyurt Köyü, Erzincan doğusunda bulunan Başpınar ve Küçük Çakırman köyleri ile Üzümlü İlçesi yakınlarında yüzeylemektedir. Özgül (1981) tarafından tanımlanan birim, boz, kül renkli, sarımsı, parlak yüzeyli olup, yeşilşist fasiyesinde metamorfitleri, ileri derecede kristalleşmiş kireçtaşı ve dolomit arakatkılarını kapsar. Başlıca kalkşist, serizit-kalkşist, muskovit-kuvars kalkşist, serizit-kuvars-kalkşist ile kuvarsit, gnays ve orto gnays gibi kayalardan oluşmuştur (Aktimur ve ark., 1995). Alt dokanağı bilinmeyen formasyon, Refahiye Ofiyoliti tarafından tektonik olarak üzerlenmektedir. İçerisinde herhangi bir fosil bulgusuna rastlanılmayan birim üzerine Permiyen yaşlı Çayderesi Kireçtaşı uyumlu olarak gelmektedir. Buna göre, Yoncayolu Formasyonu nun Permiyen veya daha yaşlı olduğu belirtilmiştir (Aktimur ve ark., 1995). Özgül (1981) e göre metamorfizma nedeniyle Yoncayolu Formasyonu nu oluşturan kayalar ilksel özelliklerini önemli ölçüde yitirmişlerdir. Bu nedenle çökelme ortamı koşllarına ilişkin veriler kıttır. Ancak neritik fasiyeste karbonat arakatkı ve merceklerini kapsayan kum-mil-kil boyu kırıntıların metamorfizmasından oluşan bu formasyon kıta şelfi koşullarını yansıtmaktadır Çayderesi Kireçtaşı Çayderesi Kireçtaşı, rekristalize kireçtaşı ve yer yer dolomitleri kapsamakta olup, Özgül (1981) tarafından tanımlanmıştır. Birim inceleme alanında, Üzümlü İlçesi nin 7-8 km kuzeydoğusunda yüzeylemektedir. Yoncayolu Formasyonu üzerine uyumlu olarak gelen birim, Refahiye Ofiyoliti tarafından tektonik olarak üzerlenmektedir. Metamorfizma nedeniyle çoğunlukla ileri derecede kristalleşmiş olan Çayderesi Kireçtaşı kıt fosillidir. Ancak metamorfizmadan az etkilenmiş kimi 16

27 yüzeylerinde az çok korunmuş alg, foraminifer ve kavkı izlerini kapsar. Özellikle kristalleşmiş Mizzia izleri çoğu kez çıplak gözle tanınabilmektedir (Özgül, 1981). Çayderesi Kireçtaşı ndan alınan örneklerden elde edilen fosillere göre birime Özgül (1981) tarafından Orta-Üst Permiyen yaşı verilmiştir. Çayderesi Kireçtaşı tümüyle şelf türü neritik karbonat kayalarından oluşmuştur. Metamorfizma nedeniyle ilksel özelliğini önemli ölçüde yitirmiş olan formasyonun kimi yüzeylemelerinden alnan örnekler bol algli (Mizzia lı) ve bentonik foraminiferli biyomikrit özelliği göstermektedir. Formasyon, sığ, sıcak ve dalga enerjisinin düşük olduğu ortam koşullarını yansıtmaktadır (Özgül, 1981). Şekil 4.4. Refahiye Ofiyolitine ait tektonitlerle-çayderesi Kireçtaşları na ait metamorfik kayaçların tektonik dokanağı (Üzümlü Kuzeydoğusu) Mesozoyik Hozbirikyayla Formasyonu Ağar (1977) ve Akdeniz (1988) tarafından tanımlanan Hozbirikyayla Formasyonu, kumtaşı, kiltaşı, marn, kumlu kireçtaşı, oolitli kireçtaşı ve mikritten oluşmaktadır. Birim, inceleme alanının kuzeyinde Akdağ dolaylarında yüzeylemektedir. 17

28 Hozbirikyayla Formasyonu, Refahiye Ofiyoliti tarafından tektonik olarak üzerlenmekte olup, alt dokanağı inceleme alanında gözlenmemiştir. Ancak Aktimur ve ark. (1995) formasyonun alt dokanağının, Hamurkesen Formasyonu ile uyumlu olduğunu belirtirler. Birimden derlenen örneklerden elde edilen fosil kapsamına göre Aktimur ve ark. (1995) tarafından Üst Jura-Kretase yaşı verilmiştir. Hozbirikyayla Formasyonu, önceleri duraylı neritik, sonraları derinleşen pelajik, daha sonraları ise tekrar sığlaşan ortam koşullarında çökelmiştir (Aktimur ve ark., 1995) Ofiyolitik Melanj İnceleme alanının güney ve güneydoğu kesimlerinde yüzeyleyen birim, başlıca spilitik lav akıntıları (yer yer yastık yapısı sunan), kırmızı renkli çamurtaşları, yer yer diyabaz dayk blokları, kireçtaşı blokları, serpantinit blokları ile grovak türü kumtaşları içermektedir. Bölgedeki ofiyolitik melanj, daha çok çalışma alanı dışında kalan, Fırat Irmağı nın güneyinde yüzeylemektedir. İnceleme alanında, Tanyeri Beldesi nden itibaren, Erzincan-Erzurum Karayolu boyunca, yastık lavlar, pelajikler, kireçtaşlarının ve peridotit bloklarının serpantinleşmiş, ezik, milonitik bir matriks içerisinde yer aldığı ofiyolitli melanj izlenmektedir. Ofiyolitik melanj, ultramafik tektonitler tarafından tektonik olarak üzerlenmektedir Refahiye Ofiyoliti Bu bölümde çalışmanın ana konusunu oluşturan Refahiye Ofiyoliti ele alınacaktır. Birim Yılmaz (1985) tarafından Refahiye Ofiyolitli Karışığı olarak adlanmış, Aktimur ve ark. (1990) tarafından tanımlanmış ve Özen ve ark. (2008) (Şekil 4.5) tarafından da as birimlerine ayrılarak haritalanmıştır. Refahiye Ofiyoliti, çalışma alanında, Erzincan kuzeyinden başlayarak doğuya doğru Ahmetli, Dereyurt, Mecidiye, Handere, Deveyurdu, Tunaçayırı, Kavaklık, 18

29 Bulanık, Sansa, Esenyurt, Ortaköy, Çayönü ve Akyurt köyleri ve çevresini kapsayan geniş bir alanda yüzeylemektedir. Birim inceleme alanında yeşilimsi ve sarımsı kızıl renkleri ile kolayca ayırt edilebilmektedir. Birim her nekadar Refahiye Ofiyolitli Karışığı olarak isimlendirilmiş ise de Özen ve ark. (2008) tarafından as birimlerine ayrılarak haritalanmıştır. Buna göre, ideal bir istif sunan ofiyolitler Refahiye Ofiyoliti olarak isimlendirilmiş ve ofiyolitik melanj yukarıda ayrı olarak anlatılmıştır. Bu çalışmanın konusunu oluşturan ofiyolitik birimlerin, en alt kesiminde ofiyolitik melanj yer almakta olup, haritalanabilir büyüklükte yüzeylemeler sunan ultramafik tektonitler, ultramafikmafik kümülatlar, levha dayklar ve pilajiyogranitler ile melanj içerisinde bulunan vokanitler (yastık yapılı bazaltlar) ve epiofiyolitik örtü birimleri inceleme alanında tam bir ofiyolit istifi sunmaktadır. Refahiye Ofiyolitini oluşturan bu birimler arasındaki dokanaklar genellikle tektoniktir (Şekil 4.6). 19

30 Şekil 4.5. Çalışma alanının Jeoloji Haritası (Özen ve ark., 2008) 20

31 Şekil 4.6. Refahiye Ofiyolitinin sahada izlenen istifi 21

32 (1). Tektonitler Tektonit terimi, basınç altında yeniden kristallenmeleri ve plastik deformasyona uğramış olmaları nedeniyle, yapıcı mineralleri tercihli yönelim kazanmış kayaçlara verilen genel bir addır. Tektonitlerde bu özellikleri yansıtan en önemli yapılar, foliasyon (yapraklanma), lineasyon (mineral çizgiselliği) ve bileşimsel katmanlanmaların kıvrımlanmasıdır. Tektonitlerde yapraklanma, uzamış olivin/ortopiroksen/kromit kristallerinin paralel yönelimi ile belirir. Çizgisellik, peridotitlerin bileşiminde yer alan minerallerin (kristallerin) uzun eksenleri boyunca bir dizilim sunmasıdır. Bileşimsel katmanlanma ise tektonitlerde izlenen dunitharzburjit ardalanmasıdır. Dunit düzeyleri içerisinde görülen kromitit katmanlanmaları da buna katılır. Tektonitlerde izlenen plastik deformasyonun en çarpıcı kanıtlarından biri de çok seyrek olarak katmanlanma yüzeylerinin kıvrımlanmış olmasıdır. Bazı yüzeylemelerde magmatik katmanlanmaların da kıvrımlanmış olduğu gözlenebilmektedir. Tektonitlerde izlenen bu dokusal ve yapısal özelliklerin katı durumda plastik deformasyonlarla kazanıldığı deneysel çalışmalarla ortaya konmuştur (Thayer, 1980; Engin, 1986). İnceleme alanındaki tektonitler, çoğunlukla harzburjit, daha az oranda dunit ile bunların çeşitli oranlarda serpantinleşmiş türevlerinden oluşmaktadırlar. Tektonitler, Paleozoik yaşlı metamorfitler ile ofiyolitik melanjı tektonik olarak üzerlerler. Erzincan batı-kuzeybatısından başlayarak, doğuda Çayırlı İlçesi ne kadar doğu-batı doğrultusunda yüzeyleyen birim üzerine tektonik dokanakla kümülatlar gelir (1).(a). Harzburjitler Arazide, dunit katmanlanmaları ile uyumlu olarak gözlenebilen harzburjitler yer yer bunlarla yanal geçişli olabildiği gibi, dunitler içinde iç yapıya az çok uygun katmanlanmalar ve düzensiz mercekler halinde bulunurlar. Harzburjitler inceleme alanında, kuzeybatı-güneydoğu ve doğu-batı doğrultulu ve farklı eğim dereceleri ile kuzeydoğuya veya kuzeye eğimli olarak izlenirler. Ultramafik tektonitlere ait en 22

33 yaygın litoloji harzburjitlerdir. Arazide, bileşimlerinde yer alan piroksenlerin aşınmaya karşı dirençli olmalarından dolayı, daha yüksek rölyef sunmaları ve karakteristik kızıl renkleriyle dunitlerden kolayca ayırt edilirler. Şekil 4.7. Harzburjitlerin mikroskop görüntüsü Ç.N., 2,5 X, Opx: ortopiroksen, Olv: olivin Doku: Serpantinleşme nedeniyle birincil doku özellikleri kısmen veya tamamen kaybolmuş ve elek dokusu gelişmiştir. Olivin: Olivinler, serpantinleşmeden ortopiroksenlere oranla daha fazla etkilenmişlerdir. Olivin kristallerine, ancak elek dokusunun çekirdeklerinde küçük taneler halinde rastlanılmaktadır. Bütün örneklerde olmamakla birlikte, serpantinleşmemiş olivin kristallerinde dalgalı sönme ve deformasyon lamelleri görülmektedir. Piroksen: Çoğunlukla ortopiroksen ve çok az oranda da klinopiroksen gözlenmiştir. Ortopiroksenler özşekilsiz taneler halinde ve çoğunlukla bastitleşmiş (Şekil 4.8) olup, plastik deformasyon etkisiyle kıvrılmış ve bükülmüşlerdir. İkincil mineraller: Birincil mineraller çoğunlukla serpantinleşmiş ve yer yer de kloritleşmişlerdir. Bazı örneklerde talk ve kil (?simektit grubu) mineralleri gözlenmiştir. 23

34 Opak ve Tali Mineraller: Çatlaklarda serpantinleşme ile açığa çıkan opak mineraller izlenir. Bunlar genellikle özşekilsiz, kataklastik ve uzamış taneler şeklinde olan komit mineralleridir. Ayrıca bunların çatlaklarından itibaren opak mineral dönüşümü (kromspinel?, manyetit?, hematit?) izlenmiştir (Şekil 4.7-8). Şekil 4.8. Serpantileşmiş harzburjitlerde bastitleşmiş ortopiroksen Ç.N., 2,5X, Opx: ortopiroksen (1).(b). Dunitler İnceleme alanındaki dunitler, harzburjitlerdeki magmatik katmanlanmalara uyumlu olarak gözlenirler. Bunlar genellikle, harzburjitler içinde birbirine paralel katmanlanmalar veya mercekler şeklinde bulunurlar. Yer yer harzburjitlerle yanal ya da düşey geçişli olan dunitlerin kalınlıkları birkaç cm ile birkaç 10 m arasında değişmektedir. İnceleme alanında çok az da olsa haritalanabilir boyutta dunit bant veya mercekleri gözlenmiştir. Bunlar genellikle KB-GD ve D-B doğrultulu olup değişik derecelerle KD ve K e eğimlidirler. Dunitler, sarımsı, sarımsı kahverengi günlenme renkleri ve harzburjitlere oranla daha yumuşak, üzerleri düzleşmiş bir morfoloji sunmaları nedeniyle arazide kolayca ayırt edilebilirler. Doku: Bazı örneklerde tanesel doku gözlenmekle birlikte, genellikle serpantinleşme nedeniyle birincil dokusal özellikler kaybolmuş ve elek dokusu gelişmiştir. 24

35 Olivin: Çatlaklar boyunca serpantinleşmiş ve az oranda kloritleşmiştir. Olivin kristallerine elek dokusunun çekirdeklerinde küçük taneler halinde rastlanılmaktadır. Bunlarda gözlenen dalgalı sönme ve deformasyon lamelleri tektonitleri işaret etmektedir. Piroksen: Eser miktarda izlenen ortopiroksenler bastitleşmiştir. Bunlar plastik deformasyon sonucu oluşmuş bükülme ve eğilmeler göstermektedir. İkincil mineraller: Birincil mineraller çoğunlukla serpantinleşmiştir. Serpantinleşme sonucu olivinler kloritleşmiş, piroksenler ise bastitleşmişlerdir. Opak ve Tali Mineraller: Özşekilsiz, kataklastik ve uzamış taneler şeklinde kromit kristalleri gözlenmiştir. Bu özellikler, tektonitler içerisindeki kromitler için karakteristiktir (2). Kümülatlar Kümülat terimi, ilk kez Wager ve ark. (1960) tarafından, kristalleri çökelerek birikmiş magmatik kayaçları tanımlamak için kullanılmıştır. Yaygın görüşe göre, üst mantonun derin kesimlerinde yer alan Üst Manto malzemesinin kısmi ergimesiyle (Juteau, 1975) oluşan bazik magmanın adiyabatik yükselimi ile sırt eksenlerinin yaklaşık 1 km altında eksen boyunca 100 km arayla, km çapında magma odaları meydana gelmektedir. Bu magma odalarındaki fiziko-kimyasal koşullara bağlı olarak Bowen serilerini takip eden kristallenme süreçleri başlar. Magmadan fraksiyonel kristallenme ile ayrılarak gravitatif diferansiyasyon sonucu magma odasının tabanına çökelen mineraller düzenli katmanlanmalar halinde ultrabaziklerden bazik birimlere doğru geçiş gösteren kümülat bir istiflenme oluştururlar. Bu sıralanımda altta kalın bir taban duniti ve üste doğru dunit, piroksenit, verlit ve gabro ardalanması ile en üstte izotrop gabrolar yer alır. İnceleme alanındaki ofiyolitlerin kümülat birimleri, ekay dilimi halinde ve bütünselliğini az çok korumuş olarak D-B doğrultulu olarak, tektonitler üzerinde bulunur. İki birimin dokanağı tektoniktir. 25

36 (2).(a).Ultramafik Kümülatlar (2).(a).(1). Dunitler İnceleme alanında, Tunaçayırı Köyü güneyi ve Yedigöller mevkii ultramafik kümülatların yüzeylediği kesimler olup, bunların yanal devamlılıkları tektonitlere oranla oldukça sınırlıdır. Kümülat dunitler haritalanabilir boyutlarda olmayıp, birkaç cm den birkaç 10 cm ye kadar değişen kalınlıklarda ve klinopiroksenit ve verlitlerle ardalanmalı olarak bulunurlar. Bunlardan alınan magmatik bantlanma ölçülerine bakıldığında, ofiyolitik birimlerin genel uzanımına uygun olarak D-B doğrultulu ve değişik derecelerle kuzeye eğimli bir iç yapının varlığı gözlenmiştir. Bazı kesimlerde verlitlerle yanal ve düşey geçişli olarak izlenen dunitleri, verlitlerden ayırtetmek ancak dikkatli bir gözlemle mümkün olabilmektedir. Ancak sarı ve sarımsı kızıl günlenme renkleri önemli bir ayırtmandır. Kümülat dunitler de büyük ölçüde serpantinleşmişlerdir (Şekil 4.9,10). Şekil 4.9. Ultramafik kümülatlardan görünüm dunit-verlit ardalanması (Yedigöller mevkii) 26

37 Doku: Serpantinleşme nedeniyle birncil dokusal özellikler tamamen kaybolmuş, elek dokusu gelişmiştir. Bu kayaçlar için karakteristik olan kümülat dokusu izlenmemiştir. Olivin: Olivin kayacın çatlakları boyunca serpantinleşmiş, az oranda kloritleşmiş, relikt olarak kalmıştır. Piroksen: Kayaçta hiç piroksen minerali ve kalıntıları izlenmemiştir. İkincil mineraller: Birincil mineraller tamamen serpantinleşmiş ve az oranda da kloritleşmiştir. Opak ve Tali Mineraller: Az oranda gözlenen kromitler özşekilli ve özşekilsiz taneler halindedir. Olv Cr Şekil Ultramafik kümülatların içindeki dunitlerden mikroskop görüntüsü (Ç.N., 2,5X, Cr: Kromit, Olv: Olivin) (2).(b).(2). Verlitler Dunitler ve klinopiroksenitlerle ardalanmalı olarak bulunan verlitler, istifin üst kesimlerine doğru klinopiroksenit ve gabrolarla dereceli geçişli olarak izlenirler. Bazı kesimlerde dunitler içerisinde bir seviye olarak gözlenen verlitler, yer yer içlerine dunit katmanlanmaları almış olarak gözlenirler. Dunitlerde olduğu gibi 27

38 birkaç cm ile birkaç 10 cm arası kalınlıklarda bantlar şeklindedirler. Bantların nispeten kalın olduğu kesimlerde kahverengi ayrışma yüzeyleri ile diğer kümülat birimlerden ayırtedilebilirler. Ancak ardalanmanın ince bantlar halinde ve geçişli olduğu kesimlerde bunları diğer birimlerden ayımak oldukça güçtür (Şekil 4.9). Doku: Serpantinleşme nedeniyle birincil dokusal özelliklerin kaybolduğu örneklerde elek dokusu izlenmiştir (Şekil 4.11). Olivin: Olivin çatlaklar boyunca serpantinleşmiş, relikt olarak kalmıştır. Piroksen: Örneklerdeki piroksenler klinopiroksenlerle temsil edilir. Klinopiroksenler özşekilsizdir. İkincil mineraller: Kayaçta olivinlerin serpantinleştiği gözlenmiştir. Opak ve Tali Mineraller: Eser miktarda özşekilsiz kromit minerali gözlenmiştir. Ol Cpx Şekil Ultramafik kümülatların içindeki verlitlerden mikroskop görüntüsü (Ç.N., 2,5X, Cpx: Klinopiroksen, Olv: Olivin) (2).(b).(3). Klinopiroksenitler Dunit ve verlitlerle birlikte ardalanmalı olarak bulunan klinopiroksenitler yeşilimsi renkleriyle ve piroksenlerin aşınmaya karşı dirençli olmalarından dolayı daha yüksek rölyef sunmalarıyla kolayca ayırtedilirler. İstifin üst kesimlerine doğru, gabro bantlarının da ardalanmaya katıldığı kesimlerde gabrolarla geçişlidirler