$^{207}Pb- ^{206}Pb$, $^{40}Ar- ^{39}Ar$ and apatite fission-track geothermochronology revealing the emplacement, cooling and exhumation history of the karaçayır syenite (N Sivas), East-Central Anatolia, Turkey

Abstract

Sivas (İç-Doğu Anadolu) yöresinde Paleozoyik yaşlı kabuksal metasedimanter kayaçları sıcak dokanakla kesen ve Geç Paleosen– Eosen yaşlı Tokuş formasyonuyla uyumsuz olarak örtülen Karaçayır siyeniti tek zirkon $^{207}Pb- ^{206}Pb$ buharlaşma, biyotit $^{40}Ar- ^{39}Ar$ ve apatit fizyon izi jeotermokronolojisi yöntemleriyle incelenmiştir. Tek zirkon $^{207}Pb- ^{206}Pb$ buharlaşma yaş tayini çalışmaları sonucunda Karaçayır siyenitinin intrüzyon yaşı 99.0±11.0 My (Senomaniyen–Turoniyen) olarak belirlenmiştir. Biyotit $^{40}Ar- ^{39}Ar$ yaş tayini çalışmaları ~65 My civarında bir soğuma yaşı vermiştir. Apatit fizyon izi yaş tayini ve iz uzunluk ölçüm çalışmalarına dayalı sıcaklıkzaman (T-t) modelleme verileri, Karaçayır siyenitinin 58 ile 61 My aralığında (Orta Paleosen) yıllık 1 mm’den daha hızlı olan tektonik yükselme ile yüzeylendiğini ortaya koymuştur. Orta Paleosen yaşlı bu tektonik yükselmenin, Avrasya levhasının (AL) altına ve kuzeye doğru dalmakta olan İzmir-Ankara-Erzincan (İAE) okyanusunun kapanması sonucu, İAE kenet kuşağı boyunca meydana gelen ve AL ile Torid-Anatolid platformunun (TAP) kenetlenmesini sağlayan kıta-kıta çarpışması ile meydana gelen sıkışma rejiminden kaynaklandığı ileri sürülmektedir. Bu sıkışma rejimi, aynı zamanda, Orta Anadolu önülke havzalarının gelişimini de sağlamıştır.

The Karaçayır syenite, intruding the Palaeozoic crustal metamorphics and unconformably overlain by Upper Paleocene to Eocene Tokuş formation in the north of Sivas (east-central Anatolia), has been studied with respect to $^{207}Pb- ^{206}Pb$ single zircon evaporation, biotite $^{40}Ar- ^{39}Ar$, and apatite fission-track geothermochronology. $^{207}Pb- ^{206}Pb$ single zircon evaporation dating yields an age of 99.0±11.0 Ma (Cenomanian–Turonian) which is considered to be the intrusion age. Biotite $^{40}Ar- ^{39}Ar$ age determination gives a cooling age of ca. 65 Ma. Apatite fission-track dating, combined with T-t modeling based on track-length distribution data, determines a fast tectonic exhumation with an uplift rate of > 1 mm/a which occurred 58–61 Ma ago. This Middle Paleocene fast tectonic uplift is considered to have resulted from a compressional regime induced by the collision between the Tauride-Anatolide platform (TAP) and the Eurasian plate (EP) along the İzmir-Ankara-Erzincan (İAE) suture zone following the closure of the northdipping subducted İAE ocean which belongs to northern Neo-Tethyan realm. This compressional regime has also formed the peripheral foreland basins in central Anatolia.