$^{207}Pb- ^{206}Pb$, $^{40}Ar- ^{39}Ar$ and fission-track geothermochronology quantifying cooling and exhumation history of the Kaman- Kırşehir region intrusions, Central Anatolia, Turkey

Abstract

Kaman-Kırşehir yöresi granitik intrüzyonları, Torid-Anatolid platformu (TAP) ve yitim zonu üzerinde gelişen Orta Anadolu Ofiyolitini (OAO) içeren okyanusal ada yayı arasında Senomaniyen–Türoniyen’de gerçekleşen kıta-okyanusal ada yayı çarpışması sonrası gerilme rejiminde oluşmuşlardır. Bu granitoyidler, kuzeyden güneye doğru, Çamsarı kuvars siyeniti, Hamit kuvars siyeniti, Bayındır nefelin-kankrinit siyeniti, Durmuşlu nefelin-nozeyan-melanit siyenit porfiri ve Baranadağ kuvars monzoniti birimlerinden oluşur. Bu intrüzif kayaçlar, Orta Anadolu Kristalin Karmaşığına (OAKK) ait metamorfik kayaçlarla OAO’ne ait birimleri sıcak dokanakla keser ve Geç Paleosen–Erken/Orta Eosen yaşlı sedimanter birimler tarafından uyumsuz olarak örtülürler. Çamsarı kuvars siyenitinin tek zirkon $^{207}Pb- ^{206}Pb$ buharlaşma yaşı 95.7±5.1 My olarak bulunmuştur; Hamit ve Baranadağ birimlerinin yaşları ise birbirlerinden ayırt edilemeyecek derecede yakın olup, ağırlıklı ortalama yaşları 74.3±4.5 My olarak belirlenmiştir. Benzer şekilde, Hamit ve Baranadağ birimlerinin amfibol $^{40}Ar- ^{39}Ar$ yaşları da birbirlerinden ayırt edilemeyecek derecede yakındır ve ağırlıklı ortalama yaş 72.7±0.1 My olarak belirlenmiştir. Çamsarı, Hamit, Baranadağ ve Durmuşlu birimlerinin apatit fizyon izi yaş verilerinin (deniz düzeyinden) yüksekliğe göre değişimleri incelendiğinde, ~57 ve ~61 My aralığında oldukça hızlı bir yükselme hızıyla (> 1 km/My) yüzeylendikleri belirlenmiştir. Böyle bir yüzeylenme tarihçesi, aynı zamanda, fizyon izi uzunluk ölçümlerine dayalı zaman-sıcaklık modelleme çalışmalarıyla da desteklenmiştir. Apatit fizyon izi jeotermokronolojisi verileriyle belirlenen Erken–Orta Paleosen yaşlı bu hızlı yüzeylenmenin, İzmir-Ankara-Erzincan (İAE) okyanusunun kapanmasını takiben TAP ve Avrasya Levhası (AL) arasında gelişen kıta-kıta çarpışmasına bağlı sıkışma rejimiyle meydana geldiği ve hatta bu sırada Orta Anadolu önülke basenlerinin de (OAÖB) açıldığı ileri sürülmektedir.

The Kaman-Kırşehir region intrusions were generated in a post-collisional extensional setting following Cenomanian– Turonian docking of an oceanic island arc, comprising the supra-subduction zone (SSZ) Central Anatolian ophiolite (CAO), onto the Tauride-Anatolide Platform (TAP). These grani toids have been named, from N to S, the Çamsarı quartz syenite, Hamit quartz syenite, Bayındır nepheline-cancrinite syenite, Durmuşlu nepheline-nosean-melanite syenite porphyry and Baranadağ quartz monzonite. They intrude the crustal metasediments of the Central Anatolian Crystalline Com plex (CACC) and CAO and are unconformably overlain by Upper Paleocene to Lower–Mid dle Eocene sediments. The single-zircon $^{207}Pb- ^{206}Pb$ evaporation age of the Çamsarı unit is 95.7±5.1 Ma; those of the Hamit and Baranadağ units are indistinguishable with a weighted mean of 74.3±4.5 Ma. The amphibole $^{40}Ar- ^{39}Ar$ ages of the Hamit and Baranadağ units are almost identical with a weighted mean of 72.7±0.1 Ma. The apatite fission-track age vs elevation plot for the Çamsarı, Hamit, Durmuşlu and Baranadağ samples reveals rapid exhumation (>1 km/Ma) between ~57 and ~61 Ma, consistent with the results of track-length modelling. This Early–Middle Paleocene rapid exhumation is thought to result from uplift triggered by continent (TAP) – continent (Eurasian plate; EP) collision following the closure of İzmir-Ankara-Erzincan (İAE) ocean that also initiated the formation of peripheral foreland basins in central Anatolia.