Orta pontidlerdeki kırıntılı kretase istiflerinin kaynak alanları

Orta Pontidler'de yaklaşık 400x90 km'lik bir alanda yüzeyleme veren Alt Kretase sedimanları, şelf çökelleri ve denizaltı yelpaze çökelleri ile temsil edilmektedir. 2000 metreden fazla kalınlığa sahip olan Alt Kretase çökellerine ait paleoakıntı izleri ölçülmüş, derlenen örneklere ait kırıntı zirkonlar üzerinde U-Pb yaş ve nadir toprak element analizleri ve kırıntı rutillerin jeokimyasal analizleri yapılarak Erken Kretase sedimanlarının kaynak alanları belirlenmeye çalışılmıştır. Erken Kretase Havzasının doğusuna ait paleoakıntı izi analizleri belirgin şekilde kuzeydeki bir kaynağa işaret etmektedir. Havzanın batısına ait paleoakıntı izi analizlerinden ise değişik yönlere ait paleoakıntı yönleri elde edilmiş olsa da, bu ölçümler Erken Kretase yaşlı çökellerinin genel olarak kuzeydeki bir kaynaktan beslendiğine işaret etmektedir. Alt Kretase şelf çökellerinden iki tane, türbiditik kısımdan on bir tane olmak üzere toplam on üç kumtaşı örneğine ait kırıntı zirkonlar üzerinde LA-ICP-MS kullanılarak 1348 U-Pb yaş analizi yapılmıştır. Kırıntı zirkon yaş dağılımları Permiyen-Karbonifer (%26), Paleoproterozoik (%17; 1700-2200 Ma) ve Arkeen (%15; 2750-3000 Ma) zamanlarında olacak şekilde üç ana pik; Kambriyen-geç Neoproterozoik (%9; 525-650 Ma), Triyas (%6), erken Neoproterozoik-geç Mezoproterozoik (%4; 875-1100 Ma) ve Silüriyen (%2) olacak şekilde daha az belirgin olan pikler oluşturmaktadır. Bu örneklerden dört tanesi (iki tanesi şelf çökellerinden) havzanın batısını, dört tanesi havzanın orta kesimini ve diğer beş tanesi ise havzanın doğu kesimini temsil edecek şekilde oldukça farklı kırıntı zirkon yaş dağılımları sergilemişlerdir. Havzanın doğu kesimine ait kırıntı zirkon yaşları Mezoarkeen, Paleoproterozoik, Permiyen zamanlarında en baskın popülasyonları; Triyas zamanında daha az baskın bir popülasyon oluşturacak şekilde saçılmışlardır. Havzanın orta kesiminde ise Paleoproterozoik, erken Neoproterozoik-geç Mezoproterozoik, Triyas, Permiyen, Karbonifer ve Silüriyen yaşlı zirkonlar en baskın popülasyonları oluşturmaktadır. Kırıntı zirkon yaşları Erken Kretase havzasının doğu ve orta kesimi için en önemli kaynak alanın, bu yaşlarda temel kayalara sahip olan Doğu Avrupa Platformu olduğunu göstermektedir. Paleoakıntı izleri, kırıntı zirkonlara ait nadir toprak element bollukları ve kırıntı rutil jeokimyalarından elde edilen veriler de, havzanın doğu ve orta kesimi için Doğu Avrupa Platformu'na ait temel kayaların en önemli kaynak kayalar olduklarını doğrulamaktadır. Erken Kretase havzasının Doğu Avrupa Platformu'ndan malzeme alabilecek konumda olması, Karadeniz'in bu dönemde henüz açık olmadığını göstermektedir. Buna karşılık Karbonifer ve Kambriyen-geç Neoproterozoik yaşlı kırıntı zirkonların baskın olduğu havzanın batı kesimi ise İstanbul Zonu ve Moesya Platformu'na ait temel kayalardan lokal olarak beslenmiş olmalıdır. Erken Kretase havzasının orta ve doğu kesimin Doğu Avrupa Platformu'na ait granitik temel kayalardan beslenmiş olması, bu kayaların petrol jeolojisi açısından iyi kalitede rezervuar kaya durumunda olabileceğine işaret etmektedir. Erken Kretase türbiditleri Tetis'in kuzeye yitilmesi sırasında, aktif kıta kenarındaki yay önü pozisyonunda çökelmesine rağmen, sedimantasyon ile eş yaşlı magmatizmaya ait kırıntı zirkonların %1'den az oluşu ve volkanik kayaç parçaları içermemesi ile normal yay önü havzalarından ayrılmaktadır. Erken Kretase dönemine ait kırıntı zirkon bolluklarının bu denli az olması, normal yay önü havzalarında olması gereken yitim ile ilişkili, sedimantasyonla eş yaşlı aktif bir magmatizmanın olmadığını göstergesidir. Bu durum düşük açılı yitim ile ilişkilendirilebilir. Erken Kretase döneminde Tetis'in düşük açılı yitilmesi, volkanizmada duraksama, bölgesel yükselim ve yükselime bağlı olarak da Erken Kretase havzasına yoğun malzeme sağlaması ile sonuçlanmıştır. Orta Pontidler'in doğu kesiminde yüzeyleme veren Geç Kretase yaşlı (Kampaniyen-Maastrihtiyen) Gürsökü Formasyonu Karadeniz'in açılmasından sonra çökelen ilk türbiditik istiftir. 2000 m kalınlığa sahip olan bu istifin kaynak alanını belirlemek ve Karadeniz'in açılması ile değişen tektonik ortamın kaynak alan üzerindeki etkisini tespit etmek üzere paleoakıntılar ölçülmüş ve U-Pb kırıntı zirkon yaş analizi amaçlı örnekler derlenmiştir. Gürsökü Formasyonundan derlenen yedi kumtaşı örneğinden 519 tane U-Pb kırıntı zirkon yaşı elde edilmiştir. Tüm kırıntı zirkonların %46'sının (240 tane) Mesozoik, %37'sinin (191 tane) Paleozoik, %11'inin (56 tane) Neoproterozoik, %1'inin (5 tane) Mezoproterozoik, %4'ünün (20 tane) Paleoproterozoik ve %1'inin ise (yedi tane) Arkeen zamanlarında toplandığı görülmüştür. Analiz edilen yedi örnekten üç tanesi Geç Kretase (Kampaniyen, ca. 78 Ma) zamanında, bir örnek ise Orta Jura zamanında (ca.165 Ma) çok belirgin olan pikler verecek şekilde saçılmışlardır. Diğer üç örnek ise Karbonifer ve Permiyen'de en baskın pikleri, Triyas ve Silüriyen'de ise çok az belirgin olan pikler oluşturacak şekilde Paleozoik zamanına saçılmıştır. Gürsökü Formasyonu'na ait kırıntı zirkon dağılımları, Pontidler'e ait temel kayalar ve Karadeniz'in açılması ile ilişkilendirilen Geç Kretase yay magmatizmasının en önemli kaynak alanlar olduğunu göstermiştir. Tüm kırıntı zirkon yaşlarının sadece %5'ini temsil eden Arkeen ve Paleoproterozoik yaşlı kırıntı zirkonlar önemli bir pik oluşturmayacak şekilde saçılmıştır. Bu durum bu zirkonların Pontidler'e ait daha yaşlı kayalardan yeniden döngülenme ile yolu ile havzaya taşınmış olabileceğini göstermektedir. Erken Kretase çökellerine ait kırıntı zirkon dağılımlarının aksine Geç Kretase yaşlı Gürsökü Formasyonu'na ait türbiditlerden elde edilen Arkeen ve Paleoproterozoik yaşlı zirkonların önemsemeyecek kadar az oluşu Doğu Avrupa Platformu'nun Geç Kretase döneminde kaynak alan durumunda olmadığı göstermektedir. Bu durum Karadeniz'in açılması ile değişen tektonik ortamın en önemli yansımasıdır. Orta Pontidler'in batı kesiminin termal evrimini ortaya çıkarmak üzere Zonguldak'ın Ereğli ilçesi ile Kastamonu ilinin Cide ilçesi arasında kalan kesimden derlenen ve sedimantasyon yaşları Karbonifer ile Eosen arasında değişen 18 örnek derlenmiştir. 14 örnek üzerinde apatit fizyon iz ve bu örneklerin 11 tanesi üzerinde ise apatit (U-Th)/He yöntemleri kullanılarak düşük sıcaklık termokronoloji yaş analizleri yapılmıştır. Bu örneklerden 46 Ma ile 220 Ma arasında değişen apatit fizyon iz yaşları elde edilmiş ve bölgenin Geç Triyas-Erken Jura, Albiyen ve Paleosen-Orta Eosen zamanlarında kademeli olarak yükselmiş olduğu ortaya konulmuştur. Bu durum bu bölgede hala Karakaya Orojenezi ve Albiyen'deki yitim olaylarına ait kalıntı yükselim yaşlarının korunduğunu göstermiştir. Kısa mesafelerde oldukça farklı zamanlara ait yükselim olayına işaret eden bu yaşlar horst graben yapısı ile açıklanabilir. Aynı örnekler üzerinde yapılan apatit (U-Th)/He yaşlandırması ile genç apatit fizyon iz yaşları ise bölgenin daha düşük sıcaklıklardaki evrimine ışık tutacak nitelikte olup, Paleosen'den sonra bölgenin hızlı bir şekilde yükseldiğini ve özellikle bu yükselimlerin Paleosen-Orta Eosen ve Oligosen-Erken Miyosen zamanlarında kümelenmiş olduğunu göstermektedir. Bu yükselimler Pontidler ile Torid-Anatolid Platformunun İzmir-Ankara-Erzincan Kenedi boyunca çarpışması ile ilişkili olmalıdır.