Crustal thermal properties of the Central Pontides (Northern Turkey) deduced from spectral analys of magnetic data

Abstract

Pontidler tektonik olarak Doğu, Batı ve Orta Pontidler olmak üzere üç ana bölgeye ayrılabilir. Bu birimlerin her biri okyanusal, kıtasal ve ada yayı parçalarından oluşan birleşik bir tektonik mozayiği göstermektedir. Doğu ve Batı Pontid tektonostratigrafik birimleri Orta Pontidlerde birleşmekte olup burada yapısal olarak kaynaşmakta ve tektonik bir düğüm oluşturmaktadır. Türkiye’nin kuzeyinde yer alan Orta Pontidler Tetis Okyanusuna bitişik Avrasya’nın güney kenarına ait parçaların en iyi görüldüğü yerdir. Çalışma alanı ayrıca Sakarya ve Kırşehir kıtalarını da içermektedir. Curie noktası derinliği ve ısı akısı değerlerini belirlemek için kullanılan Manyetik Spektral Analiz yöntemi Orta Pontidlerin termal rejimini tanımlamak için değerlendirilmiştir. Manyetik veri beş alt bölgeye ayrılmış ve her alt bölgenin ortalama Curie derinliğini belirlemek için 2B Fourier dönüşümü yöntemiyle güç spektrumları hesaplanmıştır. Çalışma alanında, Curie noktası derinlik değerleri güneyde 14.8 km’den kuzeyde 21.8 km’ye değişmektedir. Elde edilen değerler inceleme alanının güneyinde yüksek termal gradienti (39.2 °Ckm-1) ve buna karşılık gelen yüksek ısı akısını (94.1 mWm-2) göstermektedir. Çalışma alanının kuzeyinde yer alan yığışmış okyanusal kabuk malzemesinden oluşan Orta Pontidler düşük termal gradient (26.6 °Ckm-1) ve düşük ısı akısı (63.9 mWm-2) değerlerini göstermektedir. Belirlenen ısı akısı değerlerinin Pontidler gibi ada yaylarına doğru yığışım prizması içinde azaldığını ortaya koymuştur.

The Pontides can be divided tectonically into three main sectors: Eastern, Central, and Western Pontides. Each of these represents an amalgamated tectonic mosaic consisting of remnants of oceanic, continental, and island arc segments. The Eastern and the Western Pontides meet in the Central Pontides, where they are structurally mixed and form a tectonic knot. The Central Pontides of northern Turkey is one of the best exposed segments of the southern margin of Eurasia adjacent to the Tethys Ocean. The study area also extends to parts of the Sakarya and Kırşehir continents. Magnetic spectral analysis, which has been used to estimate the Curie point depths and heat flow values, is employed to identify the thermal regime of the Central Pontides. The magnetic data of the region are separated into five subregions and the power spectra of each region is achieved by using 2D Fourier transform method to attain the average curie depth. The curie depth values changes across the studied region from 14.8 km in the south to 21.8 km in the north. The obtained results imply a high thermal gradient (39.2 °Ckm-1) and corresponding heat flow values (94.1 mWm-2) in the south of the research area. The northern part of the study area displays a low thermal gradient (26.6 °Ckm-1) and low heat flow value (63.9 mWm-2), corresponding to the Central Pontides consisting of accreted oceanic crustal material. The determined values show the heat flow decrease within the accretionary prism toward the island arc-like Pontides.