Burial and thrust-related very low-grade metamorphism in the Upper Paleozoic meta-sedimentary rocks at the Kangal-Alacahan area,Sivas Turkey

Abstract

Kangal-Alacahan yöresindeki Orta Devoniyen-Alt Karbonifer yaşlı Kangal formasyonu meta-klastitleri alttan üste doğru sedimanter gömülme ve bindirme sonucu gelişen farklı litolojik, dokusal ve mineralojik özelliklere sahiptir. Kınalar üyesi (klorit-mika podlu arduvaz ve daha az meta-silttaşı) bolluk sırasına göre fîllosilikat (2M1illit/muskovit, lib klorit, karışık tabakalı paragonit-muskovit (P-M), paragonit, pirofillit, kaolinit (dikit), karışık tabakalı klorit-vennikülit (C-V) ve Morit-smektit (C-S), kuvars, kalsit, götit ve kloritoyid içermektedir. îllit "kristalinite" (1C) değerleri düşük epizon-yüksek ankizonu yansıtmaktadır. Orta ankizonu temsil eden IC değerlerine sahip Bakırtepe üyesi ankimeta-kumtaşı ve ankimeta-şeyl ve/veya arduvazlarında kuvars, fillosilikat ($2M_1+lM_d$ illit/muskovit, kaolinit/dikit), feldispat ve götit bulunmaktadır. Düzce üyesindeki klorit-mika podlu ankimeta-şeyl, ankimeta-silltaşı, ankimeta-kireçtaşı, ankimeta-kumtaşı ve arduvazlan, başlıca fillosilikat ($2M_1+lM_d$ illit/muskovit, IIb klorit, M-P, paragonit, kaolinit/ dikit, pirofillit, C-V, C-S), kuvars, kalsit ve götitten oluşmaktadır. Metaklastik kay açlar yüksek dereceli ankizonu işaret eden IC değerleri sergilemektedirler. Başlıca kristalize kireçtaşı ve ender olarak kumtaşı ve şeylden oluşan Höyüktepe üyesi düşük ankimetamorfik veya yüksek diyajenetik dereceye karşılık gelmektedir. Birim kalsit, kuvars ve fillosilikat mineralleri (illit/muskovit, klorit ve kaolinit/dikit) ve götit içermektedir. Allokton konumlu Kangal formasyonunda P-M, paragonit, pirofillit ve kloritoyid gibi bindirme ile ilişkili indeks minerallerin bulunması, allokton ve otokton birliklerin ayırt edilmesinde ölçüt gibi gözükmektedir. Ayrıca, parajenetik ilişkiler meta-sedimanter kayaçlann önce basınç-sıcaklık-zaman (P-T-t) yönünün tersi bir gömülme, sonra bindirme tektoniği sonucu P-T-t yönünde metamorfizmaya uğradığını göstermektedir.

Kangal formation meta-clastics of Middle Devonian-Lower Carboniferous have different lithologic, textural and mineralogu: features related to sedimentary burial and thrust, from bottom to top, in the Kangal-Alacahan area. Kınalar member (slates and less meta-siltstone, with chlorite-mica pod) contain phyllosilicates (2M, illitelmuscovite, lib chlorite, mixed-layer paragonite-muscovite-P-M, paragonite, pyrophyllite, kaolinite/dickite, mixed-layer chlorite-vermiculite-C-V, mixed-layer chlorite-smectite-C-S), calcite, quartz, goethite and chloritoid, in order of decreasing abundance. IC values are indicative of low epizonal-high anchizonal conditions. Quartz, phyllosilicates (2Ml+lMd illitelmuscovite, kaolinite/dickite), feldspar and geothite are present in the anchimeta-sandstone and anchimeta-shale and/or slates of Bakırtepe member, which represents middle anchizone IC values. The anchimeta-shale, anchimeta-siltstone, anchimeta-limestone, anchimeta-sandstone and slates with chlorite-mica pod in the Düzce member mainly consist of phyllosilicates ($2M_1+lM_d$ illitelmuscovite, lib chlorite, M-P, paragonite, kaolinite/dickite, pyrophyllite, CIV, CIS), quartz, calcite and geothite. IC measurements of meta-clastics show high-grade anchizone. Höyük member is commonly composed of crystallized limestone, and rarely sandstone and shale that corresponds to low anchimetamorphic or high diagenetic degree. The unit includes calcite, quartz, phyllosilicates (illitelmuscovite, chlorite and kaolinite/dickite) and goethite. The index minerals related to thrust such as P-M, paragonite, pyrophyllite and chloritoid are found in the allochthonous Kangal formation that appears as an indicator to distinguish allochthonous and autochthonous units. In addition, paragenetic relationships suggest that meta-sedimentary rocks are metamorphosed in anticlockwise P-T-t (pressure-temperature-time) path and then clockwise P-T-t path as a result of burial and thrust tectonics, respectively.