Ercan ÖZCAN, Sevinç ALTINER ÖZKAN, Aral I. OKAY, Aynur HAKYEMEZ, Zahide ÖZCAN

Late Cretaceous–Eocene geological evolution of the Pontides based on new stratigraphic and palaeontologic data between the Black Sea Coast and Bursa (NW Turkey)

Karadeniz ile Bursa arasındaki bölgenin Geç Kretase–Eosen dönemindeki evrimi onbir stratigrafik kesitin ölçülmesi ve ayrıntılı biyostratigrafik belgelenmesi ile çalışılmıştır. Bölgede Üst Kretase istifi denizel bir transgresyon ile başlar ve kuzeyde Paleozoyik ve Triyas yaşta sedimenter kayalar (İstanbul-tipi temel), güneyde ise metamorfi k kayalar ve Jura kireçtaşları üzerinde (Sakarya-tipi temel) uyumsuzlukla yer alır. Geç Kretase–Eosen zaman aralığında dört megaistif ayrılmıştır. Turoniyen–Geç Kampaniyen yaşlı birinci istif kuzey kesimlerde volkanik ve volkanoklastik kayalar, güneyde ise silisiklastik türbiditler ve kalsitürbiditlerden oluşur. Bu istifl er sırası ile magmatik yay havzası ve yay-önü havza istiflerine karşılık gelir. Kocaeli Yarımadası’nın güney kesimlerinde yeralan bir yükselim alanı bu iki farklı Kretase istifi ni ayırır. Geç Kampaniyen'de volkanizma ve klastik çökelim yerini pelajik kireçtaşı ve marl çökelimine bırakır. Geç Kampaniyen'den Geç Paleosen'e kadar çok geniş bir alanda Akveren Formasyonu'nun pelajik mikritleri çökelmiştir; sadece en güneyde Bursa çevresinde mikritler yanal olarak kalsitürbidit ve silisiklastik türbiditlere geçer. Üçüncü megaistif Bursa'dan kuzeye Karadeniz kıyısına kadar uzanan Erken Eosen yaşında kalın bir fliş kamasıdır. Tabanı önemli bir uyumsuzluk düzeyine karşılık gelen Alt Eosen flişi, Pontidler ile Anatolid-Torid Bloku'nun çarpışması sonucu retro- önülke havzasında çökelmiştir. Dördüncü megaistif ise Bursa'dan Armutlu Yarımadası kuzey kenarına kadar uzanan geç Erken–Orta Eosen yaşlı volkanik ve volkanoklastik kayalardır. Karadeniz kıyısından Bursa’ya kadar uzanan alandaki düzenli Üst Kretase–Eosen istiflerinin varlığı, yanal olarak izlenebilen fasiyes kuşakları, bölgede Geç Kretase–Eosen yaşta ofi yolit dilimleri veya yüksek basınç metamorfitlerinin bulunmaması, İstanbul ile Sakarya zonlarının Santoniyen öncesi bir araya geldiklerini göstermektedir.

Yeni stratigrafik ve paleontolojik veriler ışığında Pontidler’in Karadeniz sahil şeridi ile Bursa arasındaki Geç Kretase−Eosen jeolojik evrimi

The Late Cretaceous–Eocene geological evolution of northwest Turkey between the Black Sea and Bursa was studied through detailed biostratigraphic characterization of eleven stratigraphic sections. The Upper Cretaceous sequence in the region starts with a major marine transgression and lies unconformably on a basement of Palaeozoic and Triassic rocks in the north (İstanbul-type basement) and on metamorphic rocks and Jurassic sedimentary rocks in the south (Sakarya-type basement). Four megasequences have been diff erentiated in the Late Cretaceous–Eocene interval. The first one, of Turonian to Late Campanian age, is represented by volcanic and volcanoclastic rocks in the north along the Black Sea coast, and by siliciclastic turbidites and intercalated calcarenites in the south, corresponding to magmatic arc basin and fore-arc basin, respectively. A major ridge along the present southern margin of the Kocaeli Peninsula separated these two realms. In the Late Campanian, volcanism and clastic sedimentation gave way to the widespread deposition of the pelagic limestone and marl of the Akveren Formation; only in the extreme south near Bursa are the pelagic micrites of the Akveren Formation replaced by calciturbidites and siliciclastic turbidites. The age of the Akveren Formation ranges from Late Campanian to Late Palaeocene. The third megasequence is a thick flysch wedge of Early Eocene age, which extends from north of Bursa to the Black Sea coast. The base of the Lower Eocene flyschis marked by a major unconformity. The flysch wedge marks the collision between the Pontides and the Anatolide-Tauride Block. The fourth megasequence is a thick volcanic and volcaniclastic series of late Early to Middle Eocene age, which extends from north of Bursa to the northern margin of the Armutlu Peninsula. The coherent Upper Cretaceous–Eocene stratigraphy, the laterally traceable facies belts, absence of ophiolitic slices and high pressure metamorphic rocks in the Upper Cretaceous–Tertiary series in the region between the Black Sea and Bursa indicate pre-Santonian juxtaposition of the İstanbul and Sakarya zones.

PDF

___

Akartuna, M. 1968. Armutlu Yarımadası’nın Jeolojisi [Geology of Armutlu Peninsula]. İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi Monografi leri 20 [in Turkish].
Akbayram, K., Okay, A.I., Satır, M. & Topuz, G. 2009. New U-Pb and Rb-Sr ages from northwest Turkey; Early Cretaceous continental collision in the western Pontides. Abstracts, 62. Geological Congress of Turkey, Ankara, p. 468.
Allen, P.A & Allen, J.R. 2005. Basin Analysis: Principles and Applications. Blackwell Publishing.
Altınlı, İ.E. 1968. İzmit-Hereke-Kurucadağ alanının jeoloji incelemesi [Geological investigation of İzmit-Hereke- Kurucadağ region]. Maden Tetkik ve Arama (MTA) Dergisi 71, 1–26 [in Turkish].
Altınlı, İ.E. 1975. Orta Sakarya jeolojisi [Geology of Central Sakarya]. In: Cumhuriyetin 50. Yılı Yerbilimleri Kongresi Tebliğleri, 159–197.
Altınlı, İ.E., Soytürk, N. & Saka, K. 1970. Hereke-Tavşancıl- Tavşanlı-Tepecik alanının jeolojisi [Geology of Hereke- Tavşancıl-Tavşanlı-Tepecik region]. İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi Mecmuası Seri B 35, 69–75 [in Turkish].
Altıner, D., Koçyİğİt A., Farinacci A., Nicosia U. & Conti M.A. 1991. Jurassic–Lower Cretaceous stratigraphy and paleogeographic evolution of the southern part of northwestern Anatolia. Geologica Romana 28, 13–80.
Bargu, S. 1982. The geology of İznik-Yenişehir (Bursa)-Osmaneli (Bilecik) area. İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yerbilimleri Dergisi 3, 191–234.
Bargu, S. & Sakınç, M. 1989/1990. İzmit Körfezi ile İznik Gölü arasında kalan bölgenin jeolojisi ve yapısal özellikleri [Geology and structural characteristics of the region between İzmit Gulf and İznik Lake]. İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yerbilimleri Dergisi 6, 45–76 [in Turkish].
Baykal, A.F. 1943. Adapazarı-Kandıra bölgesinde jeolojik etüdler [Geological investigation of Adapazarı-Kandıra region]. İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi Mecmuası Seri B 8, 256–262 [in Turkish].
Baykal, F. & Önalan, M. 1979. Şile sedimenter karışığı (Şile Olistostromu) [Şile sedimentary complex (Şile olistostrome)]. Altınlı Sempozyumu. Türkiye Jeoloji Kurumu, Ankara, 15–25.
Berggren, W.A. & Norris, R.D. 1997. Biostratigraphy, Phylogeny and Systematics of Paleocene Trochospiral Planktic Foraminifera. Micropaleontology, Supplement 1.
Caron, M. 1985. Cretaceous planktic foraminifera. In: Bolli, H.M., Saunders, J.B. & Perch-Nielsen, K. (eds.) Plankton Stratigraphy. Cambridge University Press, 17–86.
Dİzer, A. & Merİç, E. 1981. Kuzeybatı Anadolu’da Üst Kretase– Paleosen biyostratigrafi si [Upper Cretaceous–Palaeogene biostratigraphy of northwest Anatolia]. Maden Tetkik ve Arama (MTA) Dergisi 95/96, 149–163 [in Turkish].
Elmas, A. & Yİğİtbaş, E. 2001. Ophiolite emplacement by strike-slip tectonics between the Pontide Zone and the Sakarya Zone in northwestern Anatolia, Turkey. International Journal of Earth Sciences 90, 257–269.
Elmas, A. & Yiğitbaş, E. 2005. Comment on ‘Tectonic evolution of the Intra-Pontide suture zone in the Armutlu Peninsula, NW Turkey’ by Robertson and Ustaömer. Tectonophysics 405, 213– 221.
Erendil, M., Göncüoğlu, M.C., Tekeli, O., Aksay, A., Kuşçu, İ., Ürgün, B.M., Tunay, G. & Temren, A. 1991. Armutlu Yarımadasının Jeolojisi [Geology of Armutlu Peninsula]. Maden Tetkik ve Arama (MTA) Report no. 45529 [in Turkish, unpublished].
Erguvanlı, K. 1949. Hereke Pudingleri ile Gebze Taşlarının İnşaat Bakımından Etüdü ve Civarının Jeolojisi [Study of Building Stones in Gebze and Hereke and Geology of Its Surroundings]. PhD Thesis, İstanbul Teknik University, İnşaat Fakültesi, İstanbul [in Turkish with English abstract, unpublished].
Eroskay, S.O. 1965. Paşalar Boğazı-Gölpazarı sahasının jeolojisi [Geology of Paşalar Boğazı-Gölpazarı region]. İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi Mecmuası Seri B XXX, 135–170 [in Turkish].
Gedik, İ., Timur, E., Duru, M. & Pehlivan, Ş. 2005a. Geology Map of Turkey. F22c, Scale 1:50 000. Publication of the General Directorate of the Mineral Research and Exploration (MTA), Ankara.
Gedik, İ., Timur, E., Duru, M. & Pehlivan, Ş. 2005b. Geology Map of Turkey. F23d, Scale 1:50 000. Publication of the General Directorate of the Mineral Research and Exploration (MTA), Ankara.
Gedik, İ., Timur, E., Duru, M. & Pehlivan, Ş. 2005c. Geology Map of Turkey. G23a, Scale 1:50 000. Publication of the General Directorate of the Mineral Research and Exploration (MTA), Ankara.
Genç, Ş. 1986. Uludağ-İznik Gölü Arasının Jeolojisi [Geology of the Area Between Uludağ and İznik Lake]. Maden Tetkik ve Arama (MTA) Report no. 7853 [in Turkish, unpublished].
Göncüoğlu, M.C. & Erendİl, M. 1990. Armutlu Yarımadasının Geç Kretase öncesi tektonik birimleri [Pre-Late Cretaceous tectonic units of Armutlu Peninsula]. Türkiye 8. Petrol Kongresi, Ankara, 161–168 [in Turkish].
Görür, N. 1997. Cretaceous syn- to post-rift sedimentation on the southern continental margin of the western Black Sea Basin. In: Robinson, A.G. (eds), Regional and Petroleum Geology of the Black Sea and Surrounding Region. American Association of Petroleum Geologists Memoir 68, 227–240.
Gradsteın, F.M., Ogg, J.G. & Smith, A.G (eds) 2004. A Geologic Time Scale 2004. Cambridge University Press, Cambridge. Greber, E. 1996. Stratigraphic evolution and tectonics in an area of high seismicity: Akyazı/Adapazarı (Pontides, Northwestern Turkey). Turkish Journal of Earth Sciences 5, 63–79.
Hıppolyte, J.-C., Müller, C., Kaymakcı, N. & Sangu, E. 2010. Dating of the Black Sea Basin: new nannoplankton ages from its inverted margin in the Central Pontides (Turkey). In: Sosson, M., Kaymakci, N., Stephenson, R.A., Bergerat, F. & Starostenko, V. (eds) Sedimentary Basin Tectonics from the Black Sea and Caucasus to the Arabian Platform. Geological Society, London, Special Publications 340, 113–136.
Konak, K. 2002. Geological Map of Turkey. İstanbul Sheet, Scale 1:500 000. Publication of the General Directorate of the Mineral Research and Exploration (MTA), Ankara.
Kürkçüoğlu, B., Furman, T. & Hanan, B. 2008. Geochemistry of mafi c lavas from the North Anatolian Fault Zone, Northwestern Turkey. Lithos 101, 416–434.
Less, Gy. 1998. Zonation of the Mediterranean Upper Paleocene and Eocene by Orthophragminae. Opera Dela Slovenska Akademija Znanosti in Umetnosti (4) 34, 21–43.
Less, Gy., Özcan, E., Baldı-Beke, M. & Kollanyı, K. 2007. Thanetian and early Ypresian orthophragmines (foraminifera: Discocylinadae and Orbitoclypeidae) from the central western Tethys (Turkey, Italy and Bulgaria) and their revised taxonomy and biostratigraphy. Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafi a 113, 419–448.
Naylor, M. & Sınclaır, H.D. 2008. Pro- vs. retro-foreland basins. Basin Research doi: 10.1111/j.1365-2117.2008.00366.x
Okay, A.I. & Şahintürk, Ö. 1997. Geology of the Eastern Pontides. In: Robinson, A.G. (eds), Regional and Petroleum Geology of the Black Sea and Surrounding Region. American Association of Petroleum Geologists Memoir 68, 291–311.
Okay, A.I. & Satır, M. 2006. Geochronology of Eocene plutonism and metamorphism in northwest Turkey: evidence for a possible magmatic arc. Geodinamica Acta 19, 251–266.
Okay, A.I., Şengör, A.M.C. & Görür, N. 1994. Kinematic history of the opening of the Black Sea and its eff ect on the surrounding regions. Geology 22, 267–270.
Okay, A.I. & Tüysüz, O. 1999. Tethyan sutures of northern Turkey. In: Durand, B., Jolivet, L., Horvath, F. & Seranne, M. (eds), The Mediterranean Basins: Tertiary Extension Within the Alpine Orogen. Geological Society, London, Special Publications 156, 475–515.
Olsson, R.K., Hemleben, C., Berggren, W.A. & Huber, B.T. 1999. Atlas of Paleocene Planktonic Foraminifera. Smithsonian Contributions to Paleobiology 85.
Örçen, S. 1992. Gemlik (Bursa) güney-güneydoğusunun Nummulites’leri: tanımlamaları, stratigrafi k yayılımları ve evrimi [Nummulites of south-southeast of Gemlik (Bursa); definition, stratigraphic distribution and evolution]. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bülteni 7, 33–49 [in Turkish with English abstract].
Özcan, E., Less, Gy. & Kertész, B. 2007. Late Ypresian to Middle Lutetian orthophragminid record from central and northern Turkey: taxonomy and remarks on zonal scheme. Turkish Journal of Earth Sciences 16, 281–321.
Özcan E., Less Gy., Okay A.I., Báldi-Beke M., Kollányi K. & Yılmaz İ.Ö. 2010. Stratigraphy and larger foraminifera of the Eocene shallow-marine and olistostromal units of the southern part of the Thrace Basin, NW Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences 19, 27–77.
Özer, S., Tansel, İ. & Meriç, E. 1990. Hereke-Kocaeli dolayında Üst Kretase–Paleosen istifi nin biyostratigrafi si (Rudist, Foraminifer) [Biostratigraphy (Rudist, Foraminifer) of Upper Cretaceous–Palaeocene sequence in Hereke-Kocaeli region]. Selçuk Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 1-2, 29–40 [in Turkish].
Premoli Silva, I. & Verga, D. 2004. Practical manual of Cretaceous planktonic foraminifera. In: Verga, D. & Rettorı, R. (eds), International School on Planktonic Foraminifera, 3. Course: Cretaceous. Universities of Perugia and Milan, Tipografi a Pontefelcino, Perugia (Italy).
Robaszynski, F., Caron, M., Gonzalez Donoso, J. M. & Wonders, A. 1984. Atlas of Late Cretaceous Globotruncanids. Revue de Micropaléontologie 26, 145–305.
Robertson, A.H.F. & Ustaömer, T. 2004. Tectonic evolution of the Intra-Pontide suture zone in the Armutlu Peninsula, NW Turkey. Tectonophysics 381, 175–209.
Saner, S. 1978a. Geology and the environments of deposition of Geyve-Osmaneli-Gölpazarı-Taraklı area. İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi Mecmuası B 43, 63–91.
Saner, S. 1978b. Orta Sakarya’daki Üst Kretase–Paleosen–Eosen çökelme ilişkileri ve Anadolu’da petrol aramalarındaki önemi [Upper Cretaceous–Palaeocene –Eocene depositional relationships in Central Sakarya and their importance in oil exploration]. Tebliğler, Türkiye 4. Petrol Kongresi, Ankara, 94–114.
Saner, S. 1980. Mudurnu-Göynük Havzası’nın Jura ve sonrası çökelim nitelikleriyle paleocoğrafya yorumlanması [The paleogeographical interpretation of the Mudurnu-Göynük basin based on the depositional features of the Jurassic and later ages]. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni 23, 39–52 [in Turkish with English abstract].
Şengör, A.M.C., Tüysüz, O., İmren, C, Sakınç, M., Eyidoğan, H., Görür, N., Le Pichon, X. & Rangin, C. 2005. The North Anatolian Fault: a new look. Annual Review Earth Planetary Science 33, 37–112.
Şengör, A.M.C. & Yılmaz, Y. 1981. Tethyan evolution of Turkey: a plate tectonic approach. Tectonophysics 75, 181–241.
Serra-Kiel, J., Hottinger, L., Caus, E., Drobne, K., Ferràndez, C., Jauhri, A.K., Less, Gy., Pavlovec, R., Pignatti, J., Samso, J.M., Schaub, H., Sİrel, E., Strougo, A., Tambareau, Y., Tosquella, J. & Zakrevskaya, E. 1998. Larger foraminiferal biostratigraphy of the Tethyan Palaeocene and Eocene. Bulletin de la Societé géologique de France 169, 281–299.
Tansel, İ. 1989. Ağva (İstanbul) yöresinde Geç Kretase–Paleosen sınırı ve Paleosen biyostratigrafi si [Late Cretaceous–Palaocene boundary and Paleocene biostratigraphy of Ağva (İstanbul) region]. Türkiye Petrol Jeologları Derneği Bülteni 3, 211–228 [in Turkish with English abstract].
Türkecan, A. & Yurtsever, A. 2002. Geology Map of Turkey. İstanbul Sheet, Scale 1:500 000. Publication of the General Directorate of the Mineral Research and Exploration (MTA), Ankara.
Tüysüz, O. 1999. Geology of the Cretaceous sedimentary basins of the Western Pontides. Geological Journal 34, 75–93.
Yılmaz, Y., Tüysüz, O., Yiğitbaş, E., Genç, Ş.C. & Şengör, A.M.C. 1997. Geology and tectonic evolution of the Pontides. In: Robinson, A.G. (eds), Regional and Petroleum Geology of the Black Sea and Surrounding Region. Th e American Association of Petroleum Geologists Memoir, 183–226.
Yılmaz, İ.Ö. 2008. Cretaceous pelagic red beds and black shales (Aptian–Santonian), NW Turkey: global oceanic anoxic and oxic events. Turkish Journal of Earth Sciences 17, 263–296.
Yiğitbaş, E., Elmas, A. & Yılmaz, Y. 1999. Pre-Cenozoic tectonostratigraphic components of the Western Pontides and their geological evolution. Geological Journal 34, 55 74.