maden tetk ø k ve arama derg s maden tetkik ve arama ... · bayburt kuzeyindeki (do÷u pontidler,...

22
1 MTA Dergisi (2018) 157: 1-22 Maden Tetkik ve Arama Dergisi http://dergi.mta.gov.tr Van Gölü’nün doğusundaki Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının petrolojik ve jeokimyasal evrimi Geochemical and petrologic evolution of Otlakbaşı basaltic volcanism to the east of Lake Van Vural OYAN a* a Yüzüncü Yıl Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisliği Bölümü 65080, Van. orcid no 0000-0002-1566-9749 Araştırma Makalesi Anahtar Kelimeler: Doğu Anadolu, Otlakbaşı volkanizması, kıtasal kirlenme, kısmi ergime, spinel peridotit. Geliş Tarihi: 07.12.2017 Kabul Tarihi: 04.02.2018 ÖZ Van Gölü’nün doğusundaki çarpışma ile ilişkili Otlakbaşı volkanizması farklı ılma çatlaklarından püskürerek meydana gelmiştir. Bu çalışmada, Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının yeni yaş verisi ve ana oksit, iz ve nadir toprak element jeokimyasal karakteristikleri incelenmiştir. Ar-Ar yaş verisi bu bazaltik volkanizmanın bilinen Kuvaterner yaşının aksine Erken Pliyosende püskürdüğüne işaret eder. Volkanik ürünleri alkali-subalkali ayrım çizgisine yakın ve bazaltik bileşimdedirler. Fraksiyonel kristallenme ile birleşik kıtasal kirlenme (AFC) modellerinin sonuçları, magma odası evrim süreçlerinde fraksiyonel kristallenmenin kıtasal kirlenmeye göre ihmal edilebilir olduğuna ve kıtasal kirlenmenin fraksiyonel krsitallemeye oranının (r değeri) 0.1 ile 0.35 arasında değiştiğine işaret eder. Büyük iyon yarıçaplı litol elementlerin ve (BİYL) haf nadir toprak elementlerin (HNTE) yüksek alan şiddetli elementlere (YAŞE) göre zenginleşmesi ve hareketli iz elementlerin (Ba, Th) davranışı, Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının manto kaynak bölgesinin dalmış sedimentlerden türeyen ergiyikler ile zenginleştiğini ortaya koymuştur. Fraksiyonlanma doğrulaması yapılan örneklerin Rb ve K elementlerindeki tüketilme, manto kaynak alanında ogopit ve/veya ambolün var olabileceğine işaret eder. Kısmi ergime modelleme çalışmalarının sonuçları, bu bazaltik volkanizmanın baskın olarak spinel peridotit kaynağının ergimesi ile üretilebileceğini göstermiştir. Metasomatize olmuş spinelce zengin litosferik mantonun ergimesi, Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının püskürmesinden sorumlu olabilir. * Başvurulacak yazar: Vural OYAN, [email protected] http://dx.doi.org/10.19111/bulletinofmre.427782. MTA Dergisi hem İngilizce hem Türkçe olarak yayımlanmakta olup makalelere yapılacak atıfların İngilizce baskısına yapılması gerekmektedir. MADEN TETK K VE ARAMA DERG S Ç NDEK LER Türkçe BaskÕ 2018 157 ISSN : 1304-334X E-ISSN : 2651-3048 Keywords: Eastern Anatolia, Otlakbaşı volcanism, crustal contamination, partial melting, spinel peridotite. ABSTRACT Collision-related Otlakbaşı volcanism to the east of Lake Van occurred by eruptions from extensional ssures. In this study, it is investigated new Ar-Ar age data and major, trace and rare earth elements characteristics of the Otlakbaşı basaltic volcanism. The Ar-Ar age data indicate that this basaltic volcanism erupted in Early Pliocene time in contrast to its previously known as Quaternary age. The volcanic products are basaltic composition and close to alkaline-subalkaline division line. Results of fractional crystallization accompanied by assimilation (AFC) modelling imply that fractional crystallisation can be negligible compared to crustal contamination in the evolution processes of the magma chamber and ratio of the crustal contamination to the fractional crystallisation (r values) varies from 0.1 to 0.35. Enrichment of large ion lithophile elements (LILE) and light rare earth elements (LREE) relative to high strength eld elements (HFSE) and behaviour of mobile elements (Ba and Th) reveal that the mantle source region of the Otlakbaşı basaltic volcanism might have been enriched by melts that were derived from subducted sediments. Depletion in Rb and K elements of the fractionated-corrected samples indicate that amphibole and/or phlogopite could be presence in the mantle source. Results of partial melting model studies show that this basaltic volcanism can be predominantly produced by the melting of the spinel peridotite source. Metasomatized spinel bearing lithospheric mantle may be responsible for the eruption of the Otlakbaşı basaltic volcanism.

Upload: others

Post on 27-Dec-2019

25 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

1

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

Maden Tetkik ve Arama Dergisi

http://dergi.mta.gov.tr

Van Gölü’nün doğusundaki Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının petrolojik ve jeokimyasal evrimi

Geochemical and petrologic evolution of Otlakbaşı basaltic volcanism to the east of Lake Van

Vural OYANa*

aYüzüncü Yıl Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisliği Bölümü 65080, Van. orcid no 0000-0002-1566-9749Araştırma Makalesi

Anahtar Kelimeler: Doğu Anadolu, Otlakbaşı volkanizması, kıtasal kirlenme, kısmi ergime, spinel peridotit.

Geliş Tarihi: 07.12.2017Kabul Tarihi: 04.02.2018

ÖZVan Gölü’nün doğusundaki çarpışma ile ilişkili Otlakbaşı volkanizması farklı açılma çatlaklarından püskürerek meydana gelmiştir. Bu çalışmada, Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının yeni yaş verisi ve ana oksit, iz ve nadir toprak element jeokimyasal karakteristikleri incelenmiştir. Ar-Ar yaş verisi bu bazaltik volkanizmanın bilinen Kuvaterner yaşının aksine Erken Pliyosende püskürdüğüne işaret eder. Volkanik ürünleri alkali-subalkali ayrım çizgisine yakın ve bazaltik bileşimdedirler. Fraksiyonel kristallenme ile birleşik kıtasal kirlenme (AFC) modellerinin sonuçları, magma odası evrim süreçlerinde fraksiyonel kristallenmenin kıtasal kirlenmeye göre ihmal edilebilir olduğuna ve kıtasal kirlenmenin fraksiyonel krsitallemeye oranının (r değeri) 0.1 ile 0.35 arasında değiştiğine işaret eder. Büyük iyon yarıçaplı litofi l elementlerin ve (BİYL) hafi f nadir toprak elementlerin (HNTE) yüksek alan şiddetli elementlere (YAŞE) göre zenginleşmesi ve hareketli iz elementlerin (Ba, Th) davranışı, Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının manto kaynak bölgesinin dalmış sedimentlerden türeyen ergiyikler ile zenginleştiğini ortaya koymuştur. Fraksiyonlanma doğrulaması yapılan örneklerin Rb ve K elementlerindeki tüketilme, manto kaynak alanında fl ogopit ve/veya amfi bolün var olabileceğine işaret eder. Kısmi ergime modelleme çalışmalarının sonuçları, bu bazaltik volkanizmanın baskın olarak spinel peridotit kaynağının ergimesi ile üretilebileceğini göstermiştir. Metasomatize olmuş spinelce zengin litosferik mantonun ergimesi, Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının püskürmesinden sorumlu olabilir.

* Başvurulacak yazar: Vural OYAN, [email protected] http://dx.doi.org/10.19111/bulletinofmre.427782. MTA Dergisi hem İngilizce hem Türkçe olarak yayımlanmakta olup makalelere yapılacak atıfl arın İngilizce baskısına yapılması gerekmektedir.

MADEN TETK K VE ARAMA

D E R G S

Ç NDEK LER

Türkçe Bask 2018 157

Van Gölü’nün do usundaki Otlakba bazaltik volkanizmas n n petrolojik ve jeokimyasal evrimi...................................................................................................................................................Vural OYAN / Ara t rma Makalesi 1

Palu (Elaz ) - Bingöl aras nda Do u Anadolu Fay Zonu üzerinde görülen heyelanlar n litolojik birimler ve fay hatlar yla ili kisi...................................................................................................................Vedat AVCI ve Murat SUNKAR / Ara t rma Makalesi 23

Buzul-Sonras Marmara Denizi taraçalar ve su de i im dönemleri.................. Vedat ED GER, Emin DEM RBA , Semih ERG NTAV, Sedat NAN ve Ruhi SAATÇILAR / Ara t rma Makalesi 39

Üst Kretase Zagros tebe irli kireçta n n (Kometan Formasyonu) jeolojisi ve ele tirel de erlendirmesi (Süleymaniye, KD Irak)................................... Kamal Haji KARIM, Sherzad Tofeeq AL-BARZINJY ve Polla Azad KHANAQA / Ara t rma Makalesi 59

Bayburt kuzeyindeki (Do u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya l plütonik kayaçlar n petrogra si, mineral kimyas ve kristallenme ko ullar................ Abdullah KAYGUSUZ, Cem YÜCEL, Mehmet ARSLAN, Ferkan S PAH , rfan TEM ZEL, Gökhan ÇAKMAK ve .....................................................................................................................................Z. Samet GÜLO LU / Ara t rma Makalesi 77

Yürekli (Bal kesir) volkanitinin petrogra si ve petrolojisi: Biga Yar madas nda (KB Türkiye) çarp ma sonras felsik volkanizmaya bir örnek...........................................................................................................Ece Simay SAATCI ve Zafer ASLAN / Ara t rma Makalesi 105

Gölköy yöresi (Ordu, KD Türkiye) Eosen ya l I-tipi o onitik plütonlar n mineral kimyas , tüm-kayaç jeokimyas ve petrolojisi rfan TEM ZEL, Emel ABD O LU YAZAR, Mehmet ARSLAN, Abdullah KAYGUSUZ ve Zafer ASLAN / Ara t rma Makalesi 123

Kuzeydo u ran Ziarat’ta yer alan Gabroik kayaçlar n jeokimyasal özellikleri ................................................................. Ghassem AZIZZADEH, Mostafa RAGHIMI, Seyed Jamal SHEIKHZAKARIAEE ve .............................................................................................................................Aziz RAHIMI CHAKDEL / Ara t rma Makalesi 157

Tahar-Güzelöz (Nev ehir) diyatomitlerinin zikokimyasal özellikleri ve kullan labilirli i....................................................................................... Ay egül YILDIZ, Ali GÜREL ve Dilan OKUTAN / Ara t rma Makalesi 171

Baz do al ta at klar ndan elde edilen yap malzemelerinin s l ve mekanik davran lar n n incelenmesi........................................................................................................ Gökhan EROL ve Devrim PEKDEM R / Ara t rma Makalesi 193

Üç boyutlu cevher kütle modellemesi yard m ile bir maden galerisinin planlanmas : Çulfa Çukuru Pb-Zn- Cu-Ag yata ndanörnek bir çal ma....................................................................................................................Sinan AKISKA ve Elif AKISKA / Ara t rma Makalesi 201

Trakya Bölgesi ince boyutlu at k kömürlerin de erlendirilmesi......................................................Murat Olgaç KANGAL, Mustafa ÖZER, F rat BURAT ve Soner AKIN / Ara t rma Makalesi 219

Mu la Yata an Ba yaka linyitinin ultrasonik dalgalar ile desülfürizasyon prosesinde baz parametrelerin optimizasyonu................................................................................................................................... lkay ÜNAL SANSAR / Ara t rma Makalesi 229

Katk Belirtme .................................................................................................................................................................................. 243

Maden Tetkik ve Arama Dergisi Yay m Kurallar ........................................................................................................................... 245

ISSN : 1304-334XE-ISSN : 2651-3048

Keywords: Eastern Anatolia, Otlakbaşı volcanism, crustal contamination, partial melting, spinel peridotite.

ABSTRACT

Collision-related Otlakbaşı volcanism to the east of Lake Van occurred by eruptions from extensional fi ssures. In this study, it is investigated new Ar-Ar age data and major, trace and rare earth elements characteristics of the Otlakbaşı basaltic volcanism. The Ar-Ar age data indicate that this basaltic volcanism erupted in Early Pliocene time in contrast to its previously known as Quaternary age. The volcanic products are basaltic composition and close to alkaline-subalkaline division line. Results of fractional crystallization accompanied by assimilation (AFC) modelling imply that fractional crystallisation can be negligible compared to crustal contamination in the evolution processes of the magma chamber and ratio of the crustal contamination to the fractional crystallisation (r values) varies from 0.1 to 0.35. Enrichment of large ion lithophile elements (LILE) and light rare earth elements (LREE) relative to high strength fi eld elements (HFSE) and behaviour of mobile elements (Ba and Th) reveal that the mantle source region of the Otlakbaşı basaltic volcanism might have been enriched by melts that were derived from subducted sediments. Depletion in Rb and K elements of the fractionated-corrected samples indicate that amphibole and/or phlogopite could be presence in the mantle source. Results of partial melting model studies show that this basaltic volcanism can be predominantly produced by the melting of the spinel peridotite source. Metasomatized spinel bearing lithospheric mantle may be responsible for the eruption of the Otlakbaşı basaltic volcanism.

Page 2: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

2

1. Giriş

Gondvana ve Avrasya plakaları arasındaki çarpışma zonu üzerinde yer alan Türkiye, yay, çarpışma sonrası ve çarpışmayla eş yaşlı jeodinamik kuşaklar içindedir. Bu nedenle jeolojik çeşitlilik açısından doğal bir laboratuvar olarak görülebilir. Doğu Anadolu Çarpışma Zonu (DAÇZ), Arabistan ve Avrasya levhaları arasındaki Tetis okyanusunun Miyosen’den itibaren tükenmesini izleyen evrede, kıtasal çarpışmaya bağlı olarak kuzey-güney sıkışması ile meydana gelmiş yüksek bir platodur (Şengör ve Kidd, 1979). Bu çarpışmanın sonucunda, bölgede doğu-batı uzanımlı kıvrımlar, ters faylar, doğrultu atımlı Kuzey Anadolu ve Doğu Anadolu fay sistemleri (Şekil 1a) gelişmiştir (Yılmaz vd., 1987). DAÇZ, Miyosen’den Tarihsel dönemlere kadar devam etmiş volkanik aktiviteler ile karakteristiktir (Keskin vd., 2013; Oyan vd., 2016, 2017). Bu volkanik aktiviteler DAÇZ’ın güneyinde 15 My önce başlamıştır (Lebedev vd., 2010). Son yapılan çalışmalar, Doğu Anadolu bölgesindeki son okyanusal litosferin 20 My önce tamamen tükendiğine işaret etmektedir (Okay vd., 2010). Bunun yanı sıra, Karaoğlan vd. (2016) Toridler ve Anadolu plakaları arasındaki çarpışmanın Oligosen’de gerçekleştiğini vurgulamışlardır. Geç Miyosen sonu ve Erken Pliyosen’e kadar sıkışma-büzülme rejimi ile karakterize olan Doğu Anadolu’daki tektonik rejim, Erken-Geç Pliyosen’de yerini sıkışma-açılma tektonik rejimine bırakmıştır (Koçyiğit vd., 2001). Doğu Anadolu Bölgesi için bir çok araştırmacı farklı jeodinamik modeller ve bölgede çok geniş alanlar kaplayan volkanizmanın kökeni için farklı kaynaklar önermişlerdir (İnnocenti vd., 1982; Pearce vd., 1990; Keskin vd., 1998: Yılmaz vd., 1998; Keskin, 2003; Şengör vd., 2008; Allen ve Armstrong, 2008; Schildgen vd., 2014). Bölgenin jeodinamik evrimi için önerilmiş olan en önemli modeller; (1) litosferik delaminasyon (Pearce vd., 1990; Keskin vd., 1998) ve (2) okyanusal dilimin dikleşmesi ve kırılması (Keskin, 2003; Şengör vd., 2008) ile (3) okyanusal dilimin yırtılması (Allen ve Armstrong, 2008; Schildgen vd., 2014) modelleridir. Son yıllarda yapılan çalışmalar, bölge çapında çok geniş alanlarda gözlenen volkanizma etkinliğinin litosferik ve astenosferik mantolardan türeyen, farklı ergime derecelerine sahip olan ergiyiklerin farklı oranlarda karışması ile oluşabileceğini ortaya koymaktadır (Özdemir ve Güleç, 2014; Oyan vd., 2016). Bölgedeki volkanik etkinlik Pliyosen’de zirveye ulaşmış, göreceli olarak Kuvaterner’e doğru hacimsel oranda düşerek devam etmiştir (Oyan vd., 2016). Pliyosen

ve Pleyistosen zaman aralıklarında gözlenen bu magmatik aktivite Nemrut, Süphan, Ağrı, Tendürek, Etrüsk (Şekil 1b) gibi volkanik merkezlerden ve bölge çapında büyük platolar oluşturan veya açılma çatlakları boyunca yerel olarak püskürmüş bazaltik lav akışlarından meydana gelir.

Van Gölü’nün doğusunda yer alan Otlakbaşı lavları (Şekil 1) açılma çatlakları boyunca püskürmüş lavlardan meydana gelir. Otlakbaşı lavları Kretase yaşlı kireçtaşı ve Oligosen yaşlı kırıntılı kayaçları kesmiş ve hem bu birimleri hemde bölgede geniş alanlarda gözlenebilen Kretase ofi yolit birimleri ile Triyas yaşlı kireçtaşlarını örtmüşlerdir.

Bu çalışmada, (1) Van Gölü’nün doğusundaki Otlakbaşı volkanizmasına ait yeni jeokronolojik, jeokimyasal ve petrolojik verilerin sunulması, (2) petrolojik model çalışmalarından elde edilen veriler ile magma odası evrim süreçleri, manto kaynak alanının doğası ve ergime süreçlerinin tartışılması, (3) bulguların, bölgedeki jeodinamik süreçler ile ilişkili olarak değerlendirilmesi amaçlanmaktadır.

2. Bölgesel Jeoloji

DAÇZ’ın içinde bulunduğu Anadolu-İran platformunun temeli Geç Kretase-Erken Tersiyer boyunca birbirlerine yapışmış mikro kıtalardan oluşmuştur (Şengör, 1979). Bu mikro kıtalar ofi yolitik kompleks ve yapışık kompleks ile birbirlerinden ayrılırlar. Doğu Anadolu’da 5 farklı tektonik blok tanımlanmıştır. Bunlar; (1) Bölgenin kuzeydoğusundaki Rodop-Pontid ünitesi (Topuz vd., 2004) (2) Kuzeybatı-İran bölümü (Karapetian vd., 2001) (3) Aras nehri ve Bitlis-Pötürge masifi arasında yerleşmiş Doğu Anadolu Yığışım Karmaşığı (DAYK; ing-EAAC) (Şengör vd., 2008) (4) Toros kuşağı boyunca yerleşmiş Bitlis-Pötürge masifi (Şengör vd., 2008) ve (5) Arabistan kıtası veya burnunun otokton ünitesidir (Keskin, 2007; Şengör vd., 2008).

DACZ içindeki blok yükselimini takiben 15 My (Lebedev vd., 2010) önce başlayan volkanizma, bölgede yaygınca yüzeylenen lav akışları ve piroklastik ürünler meydana getirmiştir. Bu volkanik aktivite üç farklı tip (efüzif, ekstrüsif, eksplosif) patlama dinamiğinin ürünleri olarak ortaya çıkmıştır. Söz konusu volkanik birimler DAÇZ içinde yer alan tektonik blokları örterek maskelemiş, bölgenin yaklaşık 2/3’ünü kaplamış ve yerel olarak 1 km kalınlığa ulaşabilen volkanik ürünler oluşturmuştur (Keskin, 2007).

Page 3: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

3

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

DAÇZ’ın kabuksal yapısını ve jeodinamik süreçlerini ortaya koymak için yapılan jeofi ziksel çalışmalar, Aras nehri ile Bitlis-Pötürge Masifi arasındaki alanın litosferik mantodan yoksun olduğunu ve Doğu Anadolu Yığışım Karmaşığı’nın (DAYK; Şengör vd., 2008) doğrudan astonesferik mantonun üzerinde yer aldığına işaret etmiştir (Al-Lazki vd., 2003; Sandvol vd., 2003). Geçirdiği jeodinamik evrim sonucunda Doğu Anadolu Bölgesinin güney kesiminde 38 km, kuzey kesiminde ise 50 km ye ulaşan bir kabuk kalınlığının bulunduğu belirtilmiştir (Zor vd., 2003). Bu veriler ışığında, Keskin (2003) Neotetis okyanusal litosferinin kırılarak astenosfer içine battığı ve bölgede kalk-alkaliden alkaliye değişen bir karakterde izlenen volkanizmanın da bu mekanizma ile gelişmiş olabileceğini belirtmiştir.

Son yapılan bazı jeofi ziksel çalışmalar ise Doğu Anadolu bölgesinin altında yaklaşık 25-30 km’lik bir litosferik mantonun var olabileceğini ve litosferin 70-75 km kalınlığa ulaşabileceğine de işaret etmektedirler (Angus vd.,2006; Özacar vd., 2008).

DAÇZ’ın Erken-Geç Pliyosen zaman aralığında sıkışmalı-açılmalı tektonik rejime geçiş yaptığı (Koçyiğit vd., 2001) ve bölge altında litosferik mantonun delaminasyonu sonucunda kabuk içinde bazı zonların belirgin şekilde daralıp – kalınlaşma, diğer zonların açılıp-incelme karakteristikleri sergilediği bilinmektedir (Göğüş ve Pysklywec, 2008). Bölgesel olarak Erken Pliyosendeki volkanizmanın, litosferik mantonun kısmi deleminasyonu ile oluştuğu bildirilmiştir (Pearce vd., 1990). Son yıllarda yapılan çalışmalar ile volkanizmanın 15 My önce başladığı (Lebedev vd., 2010; Oyan, 2011) bununla birlikte çıkan malzemenin hacmi açısından yaklaşık 5 My öncesinde zirve yaptığını ve bu esnada bölgede geniş çaplı platolar oluşturan bazaltik lavların oluştuğu ortaya konmuştur (Oyan, 2011). Bu çalışma kapsamında, Pliyosen bazaltik volkanizmasının bir ürünü olan, Otlakbaşı volkanizmasına ait kayaçların petrolojik evrimi, jeokimyası ve Ar-Ar yaş verileri ilk kez sunulmuştur.

Şekil 1- Otlakbaşı volkanizmasının yer bulduru ve jeoloji haritaları. a) Türkiye’nin ana neotektonik hatları b) Van Gölü havzasındaki büyük volkanik merkezler ve çalışma alanı (kırmızı ile çevrelenmiş alan). c) Çalışma alanı jeoloji haritası (MTA. 2008, 1/100000 ölçekli K-51 paftası jeoloji haritası raporundan değiştirilerek alınmıştır).

Page 4: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

4

3. Analitik Teknikler

Arazi çalışmaları sırasında alınmış olan kayaç örnekleri petrografi k, jeokimyasal ve Ar-Ar jekronolojik yaşlandırma analizleri için hazırlanmıştır. Örnekler ilk önce Struers marka elmas kesme diski kullanılarak kesilmiştir. Kesilen kayaç örnekleri, mineralojik petrografi k analizleri yapılmak üzere 30 mikron boyutlarında incekesitler haline getirilmiş ve polarizan mikroskoplarda incelenmiştir. Jeokimyasal analizler için, örneklerin dış kısmındaki toz, toprak, yosun ve ikincil oluşumlar kesilerek temizlenmiştir. Daha sonra çeneli kırıcı kullanılarak kırılan numuneler agat havan yardımıyla pudra boyutuna getirilmiş ve analizler için hazırlanmıştır.

Jeokimyasal ana oksit, iz element ve nadir toprak element analizleri Kanada’daki Acme Analitik Laboratuvarlarında (Acme Labs) yaptırılmıştır. Ana element analizleri lityum mataborat/tetraborat füzyon tekniği kullanılarak indüktif çiftlenmiş plazma emisyon spektrometresi (ICP-OES) cihazı ile ölçülmüştür. Ana elementleri için dedeksiyon limitleri % 0.001 ile 0.04 arasında değişmektedir. Ateşte kayıp (LOI), örneğin ayrıştırılmasında ateşleme yöntemi ile belirlenmiş ve sonra ağırlık kaybının ölçülmesi ile elde edilmiştir. İz ve nadir toprak element (NTE) analizleri için, 0.2 gr örnek grafi t krozelerde LiBO2/Li2B4O7 ile karıştırılmıştır. Hazırlanan krozeler fırında kaynatılmıştır. Daha sonra erimiş örnekler % 5

HNO3’de çözdürülmüş ve indüktif çiftlenmiş plazma kütle spektrometresi (ICP-MS) cihazında iz element ve nadir toprak element analizleri gerçekleştirilmiştir. Ana, iz ve nadir toprak element analizlerinden elde edilen verilerin güvenilirliği için analiz yapılan laboratuvarın standardı (referans materyal SO-18) örnekler ile birlikte aynı anda analiz edilmiştir. Standart SO-18 iz ve nadir toprak elementler için %5 veya daha iyi sapma ile elde edilmiştir. Otlakbaşı volkanizmasına ait kayaç örneklerinin ana oksit, iz element ve nadir toprak element sonuçları ile laboratuvar standartları çizelge 1’de verilmiştir.

Ar-Ar yaşlandırma analizleri Nevada Üniversitesi (Las Vegas, Amerika) izotop ve jeokronoloji laboratuvarlarında gerçekleştirilmiştir. Analiz edilecek örnekler, Al folyoyla sarılmış ve 6 mm’lik iç çaplı mühürlenmiş kaynaşık silis tüpleri içine istifl enmiştir. Ortalama 3 mm kalınlığında bireysel paketler ve tüp boyunca 5-10 mm aralıklarla nötron fl uensans monitörleri (FC-2, Fish Canyon Tuff sanidine) yerleştirilmiştir. CaF2 ve K-cam parçaları ile birlikte ışınlanmış FC-2 sanidin standartları, yüksek vakumlu çekme hattında bir Cu numune tepsisine yerleştirilmiş ve bir 20 WCO2 lazeri kullanılarak eritilmiştir. Lazer kaynaştırma boyunca örnek görüntülenmesi video kamera sistemi ile yapılmıştır. Numuneler, Staudacher vd. (1978)’in dizaynına benzer olarak çift vakum dirençli fırın kullanılarak adım adım ısıtma yöntemi ile analiz edilmişlerdir.

Örnek No 2015-5 2015-11 2015-12 2015-13 2015-14 2015-16 2015-19 2015-23 2015-25Kayaç tipi Bazalt Bazalt Bazalt Bazalt Bazalt Bazalt Bazalt Bazalt BazaltKoordinat(UTM)

K:4331972D:364899

K:4331972D:364899

K:4331972D:364899

K:4331972D:364899

K:4331972D:364899

K:4331972D:364899

K:4331972D:364899

K:4331972D:364899

K:4331972D:364899

SiO2 % 47.63 48.35 48.24 48.28 48.23 47.70 48.43 49.02 49.04TiO2 1.28 1.35 1.33 1.32 1.36 1.32 1.28 1.26 1.27Al2O3 17.02 16.95 17.16 17.05 16.92 16.97 16.99 17.14 17.03Fe2O3

TOT 9.47 9.62 9.64 9.52 9.74 9.42 9.13 9.17 9.19MnO 0.16 0.16 0.15 0.15 0.16 0.16 0.15 0.16 0.15MgO 8.77 8.26 8.39 8.34 8.35 7.59 7.55 7.13 7.76CaO 10.85 10.35 10.38 10.59 10.25 11.08 11.13 11.27 10.89Na2O 3.10 3.14 3.16 3.11 3.20 3.13 3.17 3.04 3.22K2O 0.59 0.53 0.61 0.60 0.51 0.61 0.80 0.83 0.86P2O5 0.21 0.22 0.24 0.22 0.21 0.23 0.25 0.25 0.26LOI 0.6 0.7 0.4 0.5 0.8 1.5 0.8 0.4 0.0Total 99.71 99.73 99.72 99.72 99.73 99.74 99.73 99.71 99.71Mg# 0.732 0.717 0.721 0.722 0.717 0.704 0.712 0.699 0.718V (ppm) 189 193 196 186 187 193 196 205 199Co 40.7 42.2 40.5 39.3 39.2 38.1 32.5 36.4 35.7

Çizelge 1- Otlakbaşı bazaltik kayaçlarının ana oksit, iz element ve nadir toprak element analiz sonuçları.

Page 5: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

5

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

Ni 94.5 93.3 94.7 93.8 92.0 75.2 51.9 58.2 58.8Sr 404.6 346.2 389.1 374.8 347.3 361.7 442.9 493.3 488.0Rb 12.1 7.7 11.5 11.8 8.1 11.3 16.1 15.5 18.7Ba 214 261 223 297 165 223 242 353 279Th 2.0 1.8 2.1 2.1 1.7 2.0 2.6 3.1 3.3Ta 0.4 0.3 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.4 0.5Nb 5.6 5.1 6.1 6.9 4.7 5.5 6.5 7.2 7.4Zr 126.6 129.6 118.9 119.8 128.2 114.7 123.3 131.9 131.8Y 23.8 25.3 23.5 24.4 22.7 22.7 22.2 24.9 24.7Hf 3.3 3.1 2.7 2.9 3.2 2.7 2.8 3.0 3.5U 0.4 0.4 0.5 0.6 0.4 0.4 0.5 0.6 0.6Pb 2.2 2.2 1.2 1.7 0.7 0.8 2.6 3.1 2.6La 15.0 11.8 13.8 14.6 11.4 13.4 18.8 20.6 21.2Ce 31.6 24.4 28.6 31.2 24.0 27.6 37.8 42.0 43.0Pr 4.15 3.61 3.70 3.98 3.42 3.76 4.82 5.44 5.51Nd 17.3 15.3 16.1 16.6 14.7 15.5 21.0 22.3 23.2Sm 3.85 3.90 3.69 3.94 3.86 3.70 4.51 4.88 4.93Eu 1.33 1.30 1.26 1.35 1.27 1.24 1.45 1.59 1.60Gd 4.53 4.47 4.42 4.56 4.22 4.13 4.62 5.09 5.05Tb 0.73 0.75 0.70 0.75 0.73 0.68 0.71 0.77 0.82Dy 4.45 4.42 4.60 4.25 4.49 4.21 4.19 4.38 4.64Ho 0.93 0.96 0.96 0.87 0.98 0.92 0.87 0.94 0.99Er 2.74 2.70 2.65 2.93 2.68 2.46 2.56 2.66 2.68Tm 0.40 0.39 0.37 0.41 0.38 0.37 0.37 0.41 0.43Yb 2.36 2.54 2.66 2.62 2.58 2.25 2.54 2.70 2.55Lu 0.38 0.39 0.41 0.41 0.40 0.38 0.37 0.42 0.42CIPWQuartz 0 0 0 0 0 0 0 0 0Orthoclase 3.54 3.185 3.652 3.599 3.067 3.694 4.81 4.97 5.13Albite 24.624 27.035 27.103 26.705 27.551 26.086 26.063 26.07 27.126Anorthite 31.27 31.123 31.258 31.244 30.829 31.206 30.286 31.09 29.755Nepheline 1.095 0 0 0 0 0.573 0.669 0 0.203Diopside 17.58 15.711 15.463 16.469 15.598 18.878 19.38 19.158 18.429Hiperstene 0 3.745 1.367 1.522 2.651 0 0 2.345 0Olivine 14.36 11.388 13.332 12.767 12.432 11.842 11.193 8.812 11.719Magnetite 4.568 4.684 4.7 4.63 4.748 4.603 4.536 4.542 4.594İlmenite 2.469 2.61 2.56 2.545 2.628 2.57 2.473 2.425 2.435

Örnek No 2015-27 2015-29 2015-30 2015-32 2015-33 2015-34 SO-18 SO-18 SO-18

Kayaç tipi Bazalt Bazalt Bazalt Bazalt Bazalt Bazalt Standart Standart StandartKoordinat (UTM)

K:4331972 D:364899

K:4331972 D:364899

K:4331972 D:364899

K:4331972 D:364899

K:4331972 D:364899

K:4331972 D:364899

Analiz edilen

Analiz edilen

beklenen değerler

SiO2 % 48.49 48.84 48.17 47.98 48.84 48.44 58.1 58.08 58.09TiO2 1.27 1.28 1.33 1.29 1.29 1.31 0.69 0.69 0.69Al2O3 16.90 17.03 17.05 17.01 17.04 17.04 14.13 14.13 14.13Fe2O3

TOT 8.99 9.17 9.65 9.43 9.49 9.56 7.61 7.61 7.6MnO 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.39 0.39 0.39MgO 7.29 7.46 8.26 8.53 8.50 8.04 3.33 3.33 3.33CaO 11.45 11.18 10.34 10.31 10.32 10.28 6.36 6.37 6.37Na2O 3.11 3.05 3.27 3.25 3.19 3.28 3.68 3.68 3.69

Çizelge 1- devam ediyor.

Page 6: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

6

K2O 0.85 0.84 0.57 0.55 0.63 0.54 2.15 2.15 2.16P2O5 0.27 0.26 0.22 0.20 0.22 0.21 0.82 0.83 0.83LOI 0.9 0.4 0.7 1.0 0.0 0.8 1.9 1.9 1.9Total 99.70 99.72 99.72 99.71 99.72 99.71 99.72 99.72 99.72Mg# 0.708 0.708 0.718 0.728 0.727 0.714V (ppm) 200 199 189 177 189 183 198 198 199Co 33.8 36.2 43.6 42.4 40.3 42.3 26.2 26.1 26.2Ni 56.2 49.2 99.1 99.1 73.1 104.1 40 46 44Sr 481.3 492.9 362.4 354.2 378.5 375.2 399.1 400.1 403Rb 16.5 16.7 9.8 10.5 12.7 10.0 28 28 28.2Ba 317 334 193 338 208 372 496 497 498Th 3.3 3.2 2.2 1.6 2.2 1.9 9.7 9.8 9.7Ta 0.4 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 7.2 7.2 7.1Nb 7.4 8.0 5.7 4.6 6.2 5.2 21.2 20.8 21Zr 130.3 134.6 125.8 126.3 116.8 132.1 281.5 279.9 280.8Y 24.6 24.1 25.3 22.8 24.4 25.0 31.5 31.3 31.3Hf 3.3 3.1 2.8 3.1 2.9 3.2 9.6 9.7 9.4U 0.6 0.9 0.4 0.5 0.4 0.4 16 16.1 16.1Pb 3.3 2.5 0.5 1.7 2.0 1.9La 20.6 20.6 14.4 12.5 14.7 12.1 11.9 11.8 12Ce 41.2 41.6 28.5 25.6 29.6 25.8 26.5 26.9 27Pr 5.42 5.58 3.88 3.54 4.01 3.61 3.4 3.39 3.39Nd 22.3 21.7 16.6 15.5 17.4 15.8 13.9 13.8 13.8Sm 4.83 5.06 3.89 3.66 4.33 3.75 2.86 2.81 2.89Eu 1.45 1.59 1.43 1.24 1.27 1.34 0.87 0.86 0.86Gd 5.18 5.07 4.61 4.50 4.46 4.39 2.85 2.85 2.83Tb 0.81 0.82 0.77 0.75 0.72 0.72 0.5 0.5 0.5Dy 4.62 4.89 4.66 4.52 4.44 4.43 2.9 2.86 2.92Ho 0.93 0.98 0.93 0.97 0.95 0.90 0.61 0.6 0.6Er 2.66 2.81 2.73 2.74 2.71 2.72 1.79 1.77 1.79Tm 0.42 0.41 0.42 0.40 0.40 0.41 0.28 0.28 0.28Yb 2.55 2.76 2.63 2.48 2.74 2.60 1.74 1.75 1.76Lu 0.39 0.41 0.39 0.37 0.40 0.38 0.27 0.26 0.26CIPWQuartz 0 0 0 0 0 0Orthoclase 5.118 5.029 3.422 3.315 3.758 3.25Albite 25.518 26.164 28.127 27.689 27.255 28.262Anorthite 30.191 30.71 30.663 30.794 30.611 30.724Nepheline 0.698 0 0 0.191 0 0Diopside 20.691 19.024 16.002 15.991 15.674 15.834Hiperstene 0 1.241 0.093 0 2.816 2.15Olivine 10.218 10.218 13.868 14.43 12.24 12.043Magnetite 4.471 4.538 4.735 4.619 4.657 4.707İlmenite 2.458 2.465 2.568 2.498 2.473 2.534

Çizelge 1- devam ediyor.

Page 7: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

7

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

4. Bulgular

4.1. Alanın Jeolojisi ve Jeokronolojisi

Otlakbaşı lavları, Van Gölü’nün doğusunda farklı açılma çatlaklarından yüzeye püskürmüş, bazaltik bileşimli lav serilerini oluşturmaktadır. Farklı lokasyonlarda yüzlek veren Otlakbaşı lavları, en büyüğü 4 km lik alan kaplar ve Van formasyonu olarak adlandırılan (Acarlar vd., 1991) kırıntılı kayaçları kesmektedir (Şekil 1c). Bu kırıntılı kayaçlar Oligosen-Miyosen yaşlı kumtaşı, kiltaşı ve silttaşı ardalanımından oluşur (Acarlar vd., 1991). Otlakbaşı bazaltik lavları çalışma alanının kuzeyinde Kretase yaşlı neritik kireçtaşlarını keser (Şekil 1c). Topuztepe formasyonu olarak adlandırılan bu birim gri, beyaz ve koyu gri renk tonlarında kireçtaşı, dolomitik kireçtaşı ve rekristalize kireçtaşı litolojilerinden oluşur (Acarlar vd., 1991).

Çalışma alanı içinde Otlakbaşı lav akışları kendisinden daha yaşlı olan ofi yolitik melanj birimlerini uyumsuz olarak örterler. Ofi yolitik kayaç birimleri serpantinit, dünit ve spilitlerden oluşmaktadır. Tüm bu litolojileri örten Otlakbaşı volkanizması, toplamda yaklaşık olarak 15 km2 lik alan kaplamaktadır (Şekil 1c). Siyah ve koyu gri renk tonlarındaki kayaçlar içinde gözlenebilen feldispat ve olivin mikrofenokristallerinin en büyükleri yaklaşık 0.5 cm’lik boyutlara sahiptir.

Otlakbaşı lav akışlarını en iyi temsil edecek şekilde seçilmiş olan bir örneğin (Örnek no: 2015-

33) Ar-Ar yaşlandırma analizi yapılmıştır. Kayacın hamurunda yapılan Ar-Ar jeokronolojik yaşlandırma analizi, Ca/K oranları ile uyumludur. Analiz edilen örneğin toplam gaz yaşı 4.14±0.004 My dir. Adım 5-7 arasındaki (serbest kalan 39Ar miktarı % 67) plato yaşı 4.17±0.05 olarak tanımlanmıştır (Şekil 2). Bu örnek için izokron yaşı tanımlanamamasına karşın radyojenik verimlilik yüksek olduğundan alterasyon etkisi gözlenmemiştir. 4.17±0.05 Ar-Ar yaşı Otlakbaşı lavlarının bilinenlerin aksine Kuvaterner yaşlı değil, Erken Pliyosen (Zankleyen) zaman aralığında püskürdüğüne işaret etmektedir. Basamaklara ait yaş verileri çizelge 2’de verilmiştir.

Şekil 2- Otlakbaşı volkanizmasına ait kayacın Ar-Ar plato yaşı. Adım 4 ve 7 arası en iyi plato oluşmuştur. Bu adımlar arası serbest kalan 39Ar miktarı % 67’dir.

Adım T (0C) t (dak.) 36Ar 37Ar 38Ar 39Ar 40Ar %40Ar* % 39Ar 40Ar*/39Ar Yaş (My) 1s.h.

1 560 12 0.791 0.305 0.281 7.503 228.015 3.6 2.3 1.075392 3.33 0.40

2 620 12 0.074 0.221 0.094 5.691 26.270 41.1 1.8 1.318518 4.08 0.14

3 680 12 0.071 0.647 0.281 20.928 47.161 75.0 6.5 1.411981 4.37 0.06

4 740 12 0.071 1.242 0.685 51.701 90.239 89.7 16.1 1.422654 4.40 0.06

5 800 12 0.082 1.598 1.049 78.776 127.168 90.2 24.5 1.366703 4.23 0.05

6 870 12 0.092 1.615 1.196 87.834 140.192 88.9 27.3 1.342125 4.16 0.04

7 960 12 0.092 1.005 0.695 48.507 89.309 81.7 15.1 1.335334 4.13 0.05

8 1050 12 0.109 0.928 0.292 13.554 46.317 47.1 4.2 1.243824 3.85 0.05

9 1140 12 0.136 0.627 0.136 4.298 41.850 12.7 1.3 0.811043 2.51 0.20

10 1230 12 0.171 0.263 0.068 1.190 48.898 1.4 0.4 0.417326 1.29 0.63

11 1400 12 0.487 0.463 0.147 1.850 137.305 0.8 0.6 0.497728 1.54 0.67

Toplam gaz yaşı 4.14 0.04

Plato yaşı 4.17 0.05

Çizelge 2- Ar-Ar jeokronolojik yaşlandırma analizlerinde basamaklara ait görünür yaş verileri. T-Sıcaklık, My-Milyon Yıl, S.h-Standart hata payı.

Page 8: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

8

4.2. Mineraloji-Petrografi

Otlakbaşı volkanizmasına ait olan kayaçlar plajiyoklaz, olivin, piroksen ve opak minerallerinden oluşmaktadırlar (Şekil 3). Olivinler mikrofenokristaller ve iddingsitleşmiş olarak gözlenirken, plajiyoklaz fenokristalleri çubuğumsu formda, polisentetik ikizli olarak gözlenmiştir. Hücremsi yapının geliştiği bazı plajiyoklaz mikrofenokristallerinin kenarlarından itibaren magma tarafından kemirildiği belirlenmiştir. Mikrolit boyutlarında ve renksiz olan piroksen kristallerinin bazı formları leylak renk tonlarına yakın formlarıyla titanojit bileşimindedir. Kayaçlar içinde gözlenmiş gaz boşluklarını ikincil olarak kalsit ve zeolit kristalleri doldurmuştur. Otlakbaşı kayaçlarının hamuru aynı mineral mikrolitleri ve volkan camından oluşmaktadır. Genel olarak intersertal ve akma dokusal karakteristikleri sergilemektedirler. Plajiyoklaz, olivin ve piroksen minerallerinin veya plajiyoklaz kristallerinin kümelenerek meydana getirdikleri glomeroporfi rik doku karakteristikleri de kayaçlar içinde tespit edilmiştir (Şekil 3).

4.3. Tüm Kayaç Jeokimyası

Otlakbaşı volkanizmasının yüzlek verdiği lokasyonlarda yapılan arazi çalışmaları ile toplanmış olan en taze örneklerin ana oksit, iz element ve nadir toprak element (NTE) analizleri Kanada ACME analitik laboratuvarlarında yaptırılmıştır. ICP-AES ve ICP-MS yöntemleri kullanılarak yapılan analizler sonucunda kayaçların element haraketliliği (mobiliteleri) düşük olup LOI (ateşte kayıp) değerleri 0 ile 1 arasında değişmekte ve bu da kayaçların taze ve alterasyondan etkilenmediklerine işaret etmektedir. Bu kayaçların jeokimyasal olarak sınıfl andırılmaları, ana oksit değerlerinin susuz bazda (ateşte su kaybı majör element değerlerine orantılı dağıtılarak) hesaplanmış değerleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Otlakbaşı alanından püskürmüş olan lavlar, toplam alkali (Na2O+K2O) – silis (TAS diyagramı, LeBas vd., 1986) sınıfl andırma diyagramında bazalt alanına iz düşerler (Şekil 4a).

Şekil 3- Otlakbaşı kayaçlarına ait incekesit görüntüleri. İddingsitleşmiş olivin (Ol) fenokristalleri ve intersertal hamur içine Ol, Cpx (klinopiroksen) ve Plg (plajiyoklaz) kristallerinin dağılımı.

Page 9: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

9

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

İnceleme alanındaki kayaçları oluşturan magmanın karakterinin belirlenmesi amacıyla TAS diyagramı üzerine Irvine ve Baragar (1971) alkali-subalkali ayrım çizgisi de iz düşülmüş ve bazaltların alkali-subalkali ayrım çizgisine yakın iz düştükleri ve subalkali alanda yer aldıkları belirlenmiştir. Pe ccerillo ve Taylor (1976) SiO2 – K2O diyagramında ise kayaçlar orta K seri alanında yer almaktadır (Şekil 4b).

Otlakbaşı bazaltik örneklerinin SiO2 içerikleri %47.63 ile 49.04 arasında birbirlerine yakın bir aralıkta değişim gösterirken, MgO içerikleri 7.13 ile 8.77 arasında ve Mg# değerleri 0.699 ile 0.732 arasında değişmektedir. Otlkabaşı bazaltik kayaçlarının SiO2 içeriklerinin sığ bir aralıkta değişiyor olması Harker

değişim diyagramları üzerinde çok net bir bilgi vermemektedir. Bu nedenle, oluşturulan Harker diyagramlarında bazaltik kayaçlar için daha elverişli veriler üretebilecek olan MgO değerleri katılaşma indisi olarak kullanılmıştır. Seçilmiş bazı ana oksitlerin MgO ikili Harker değişim diyagramları şekil 5a ve b’de verilmiştir. MgO’e karşı ana oksit değişim diyagramlarında çok net eğilimler gözlenmemesine karşın MgO ile SiO2 arasında negatif ve Fe2O3 ile pozitif eğilim gözlenmektedir.

Bazaltik örneklere ait seçilmiş bazı iz elementlerin MgO ikili Harker değişim diyagramları şekil 5 c-f’de verilmiştir. Bazaltik kayaçların MgO düşüşüyle birlikte Ni ve Co elementlerinde negatif, Sr ve Y elementlerinde yataya yakın veya çok hafi f pozitif eğilimler sergiledikleri tespit edilmiştir. Diğer iz element ve ana oksit elementlerin MgO karşı iz düşüldüğü Harker değişim diyagramlarında örnekler düzensiz dağılmakta veya tamamen yatay eğilimler sergilemektedirler.

Otlakbaşı bazaltik kayaç örneklerinin primitif manto (PM) değerlerine normalize edilmiş çoklu element diyagramları da şekil 6a’da verilmiştir. Bu diyagramlarda bütün örneklerin yüksek alan şiddetli elementlerinin (YAŞE), büyük iyon yarıçaplı elementler (BİYÇE) ve hafi f nadir toprak elementlere (HNTE) nazaran ciddi anlamda fakirleşme sergilediği görülmektedir. Tipik olarak aktif kıta kenarı volkanizma eğilimi sunan örneklerde, Pb ve Sr elementleri komşu elementlerine göre zenginleşme sergilerler. Primitif mantoya normalize kayaç örneklerinde, orta ve ağır nadir toprak elementler PM çizgisine paralel olarak iz düşerler. Aynı örneklerin Sun ve McDonough (1989) kondrit değerlerine normalize edilmiş nadir toprak element (NTE) örümcek diyagramlarında ise (Şekil 6b), örneklerin tamamında HNT elementler, orta nadir toprak elementlere (ONTE) ve ağır nadir toprak elementlere (ANTE) göre zenginleşme sergilerler. ONTE ve ANTE, primitif manto değerlerine paralel veya paralele yakın iz düşerler.

5. Tartışma

5.1. Fraksiyonel Kristalleşme

Otlakbaşı bazaltik lavlarının MgO ve SiO2 değerleri çok sığ bir aralıkta değiştiğinden dolayı ve MgO değerlerine karşı Harker değişim diyagramlarında

Şekil 4- Otlakbaşı volkanizmasına ait kayaçların a) toplam alkali-silis (TAS; LeBas vd., 1986) sınıfl ama diyagramı, b) SiO2

(%)-K2O (%) değişim diyagramı (Peccerillo ve Taylor, 1976).

Page 10: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

10

(Şekil 5) fraksiyonel kristallemeye işaret edecek eğilimler net olarak gözlenememektedir. Yalnız MgO karşı Fe2O3, Co ve Ni elementlerindeki hafi f pozitif eğilim, bu kayaçların evriminde kısmende olsa olivin ve piroksen gibi ferromagmezyen minerallerin

fraksiyonel kristallenme süreçlerinden etkilenmiş olabileceklerine işaret etmektedir. MgO değerlerinin düşüşü ile birlikte SiO2’deki hafi f yükselme eğilimi fraksiyonel kristallenmenin az da olsa kayaçların evriminde etkili olabileceğine işaret eder.

Şekil 5- Otlakbaşı bazaltik kayaçlarının MgO’e karşı seçilmiş ana oksit ve iz element Harker ikili değişim diyagramları.

Page 11: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

11

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

Y ve Sr elementlerinde MgO ile gözlenen pozitif eğilim amfi bol ve plajiyoklazın fraksiyonel kristallenme süreçlerinden etkilenmediğini göstermektedir. Fraksiyonel kristallenmenin Otlakbaşı bazaltik volkanizması için etkili bir evrimleşme süreci olup olmadığını test etmek için, Rayleigh fraksiyonlanma eşitliği kullanılarak Th-Co ve Rb-Y

ikili değişim diyagramları üretilmiş (Şekil 7) ve bu diyagramlar üzerine, farklı mineralojik bileşime sahip magmaların fraksiyonel kristallenme eğrileri iz düşürülmüştür. Otlakbaşı bazaltik lavları, Th’a karşı Co diyagramı üzerinde C5 ve C6 nolu eğriler üzerine iz düşmektedirler. Bu diyagram, olivin (%20), plajiyoklaz (%60) ve klinopiroksen (%20) mineral topluluğundan

Şekil 6- Otlakbaşı bazaltik lavlarının a) primitif manto (PM) değerlerine normalize edilmiş çoklu element örümcek diyagramları b) kondrite normalize edilmiş nadir toprak element (NTE) örümcek diyagramları. Her iki diyagram içinde normalize değerler Sun ve McDonough (1989)’dan alınmıştır.

Şekil 7- Co-Th normal – normal ve Rb-Y log-log değişim diyagramları. Diyagramlar üzerindeki modellenmiş olan her bir eğri, Rayleigh kristalenmesine göre aşağıda verilen mineral topluluklarının kristallenmesini karakterize edecek şekilde hesaplanmış ve diyagrama iz düşülmüştür. Eğriler üzerinde verilen % değerleri kristallenmeden sonra, geriye kalan ergiyiğin % oranına işaret eder. C1-Amp0.2+Plg0.5+Cpx0.1+Bio0.1+Sn0.1, C2-Amp0.1+Plg0.7+Cpx0.1+Bio0.05+Sn0.05, C3-Plg0.5+Cpx0.5, C4-Ol0.1+Amp0.15+Plg0.5+Opx0.15+Cpx0.1, C5-Ol0.2+Plg0.6+Cpx0.2, C6-Plg0.7+Opx0.1+Cpx0.2, C7-Amp0.1+Plg0.65+Bio0.05+Sn0.1+Cpx0.1, C8- Amp0.1+Plg0.6+Opx0.2+Cpx0.1, C9- Plg0.5+Opx0.5 (Amp; amfi bol, Plg; plajiyoklaz, Ol; olivin, Opx; ortopiroksen, Cpx; klinopiroksen, Bio; biyotit, Sn; Sanidin). Eğrilerin elde edilmesinde kullanılan ayrımlanma katsayısı değerleri (Kd), Geochemical Earth Reference internet sitesinden alınmıştır (http://www.earthref.org).

Page 12: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

12

oluşan magmatik sistemlerden itibaren, yaklaşık %20 oranındaki fraksiyonel kristallenme ile otlakbaşı lavlarının oluşabileceğini göstermektedir. Buna ilaveten, Rb-Y elementlerinin kullanıldığı fraksiyonel kristallenme modelinde ise, örnekler yaklaşık % 80 F değeri ile, C5 nolu eğriye yakın iz düşmektedirler. Bu modellemeler açıkça, olivin ve piroksen minerallerinin magma sisteminde fraksiyonlanmadan etkilendiğini ama diğer minerallerin kristallenmesinin Otlakbaşı bazaltik volkanizması için önemsiz olduğuna işaret etmektedir.

5.2. Kıtasal Kirlenme

Kıtasal kirlenme süreçleri sıcak magmanın, kıtasal kabuk içerisinden geçerken veya magma odasında beklemesi sırasında magmaya göre daha soğuk olan kıtasal kabuk malzemesini eriterek bünyesine alması ile gerçekleşir ve bu olay ergiyiğin jeokimyasına yansır (DePaolo, 1981). Otlakbaşı bazaltik lavlarının çoklu element örümcek diyagramlarında (Şekil 6a) BİYL ve HNT elementlerin YAŞ elementlere göre belirgin zenginleşmesi kıtasal kirlenme veya kıtasal kirlenmeyle birleşik fraksiyonel kristallenme (AFC) etkilerini yansıtıyor olabilir. Bunun yanı sıra, mantoya göre kıtasal kabukta daha belirgin olarak zenginleşen Ta/Zr ve Rb/Th element oranları, Otlakbaşı bazaltik lavlarının bazı örneklerinde yüksektir. Bu veriler

Otlakbaşı volkanizmasının evriminde kıtasal kirlenmenin etkili bir süreç olabileceğine işaret etmektedir. AFC etkilerinin Otlakbaşı bazaltik lavları için önemli bir evrimleşme süreci olup olmadığını ortaya koyabilmek amacıyla, DePaolo (1981)’in AFC eşitlikleri kullanılarak modelleme çalışmaları gerçekleştirilmiştir.

DePaolo (1981)’in AFC modellemeleri, kıtasal kirlenmenin oranının (Ma) frakisyonel kristallenmeye (Mc) oranını ortaya koyar ve kirlenmenin fraksiyonel kristallenmeye oranı “r (Ma/Mc)” ile gösterilir. Bu eşitliklerde kullanılan bir diğer parametre ise fraksiyonel kristallenmeden geriye kalan magma kütlesinin (Mm) orijinal magmaya oranıdır (Mm

0) ve “F (Mm / Mm

0)” ile gösterilir. DePaolo (1981) in eşitlikleri ile, iz element ve izotop oranları için farklı r değerlerinde eğriler modellenebilir ve kayaç örneklerinin r değerlerinin ne olabileceği konusunda yorum yapılabilir. Rb, Th, Ta ve Zr elementleri, Otlakbaşı bazaltik lavları için kurgulanan AFC modelleme sistematiğinde kullanılmış ve farklı r değerlerinde Rb-Rb/Th ve Ta-Ta/Zr AFC modelleme eğrileri üretilmiştir (Şekil 8). Yukarıda verilmiş olan iz elementler asidik karakterli magmalarda bazı aksesuar minerallerin kristallenmesi ile Zr, Th ve mika mineralleri için Rb dışında çoğu magmadaki

Şekil 8- DePaolo (1981)’in eşitlikleri kullanılarak elde edilen AFC modelleme eğrileri. Eğriler üzerindeki r değerleri kıtasal kirlenmenin fraksiyonel kristallenmeye oranını göstermektedir. Model eğriler üzerinde verilmiş olan yüzde değerleri ise fraksiyonel kristallenmeden geriye kalan magma kütlesinin orijinal magmaya oranı olan F değerlerini temsil eder. Modellemeler için formülasyonlarda kullanılan parametreler şekiller üzerinde verilmiştir. Ayrımlanma katsayısı değerleri McKenzie ve O’Nions (1991) ve Adam ve Green (2006)’den alınmıştır. Elementler için toplam ayrımlanma katsayıları (D0) en az evrimleşmiş lavların olivin(0.2) +plajiyoklaz(0.6) +klinopiroksen(0.2) mineralojik bileşimi temelinde hesaplanmıştır.

Page 13: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

13

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

izlerini yansıtmaktadır. Kayaç örneklerinin manto kaynak alanına yaklaşım yapabilmek amacıyla Ta/Yb – Th/Yb ikili değişim diyagramı üretilmiştir (Şekil 9). Ta/Yb ve Th/Yb oranları astenosferik manto ve astenosferden türeyen küçük hacimli ergiyikler ile zenginleşmiş litosferik mantoda hemen hemen sabit değerlere sahiptirler (Pearce vd.,1990). Aynı zamanda benzer uyumsuzluğa sahip Th ve Ta elementleri manto ergimeleri ve fraksiyonel kristalizasyon süreçlerinde hemen hemen aynı ayrımlanma katsayısı değerlerine sahiptir. Ta/Yb ve Th/Yb elementlerinin her ikisinin de yüksek değerleri, manto ergimelerinin yüksek derecelerine işaret eder ki, bu tip değerlere sahip lav kaynakları diyagramlarda manto alanı (veya manto metasomatizması) boyunca iz düşerler. Ancak yitim bileşeni içeren ve bu bileşence zenginleşmiş kaynaklar Th ve Ba elementlerince zenginleşeceklerinden, yükselen Th/Yb veya Ba/Yb oranlarına bağlı olarak manto alanından saparak ayrılırlar.

mineraller için uyumsuzdurlar (D<<1). Bundan dolayı, bu iz elementler çoğu magma sisteminde fraksiyonel kristallenme süreçlerinden etkilenmezler. Mineraloji – petrografi bölümünde ve şekil 3’de sunulmuş olan veriler, Otlakbaşı volkanizmasının evriminde yukarıda verilmiş olan minerallerin fraksiyonlanmadığını ve bu mineraller için herhangi bir ayrımlanma sürecininin gelişmediğini ortaya koyar. Bu nedenlerden dolayı bu element ve element oranlarındaki değişimleri kıtasal kirlenme kontrol edecektir. Rb ve Ta elementleri modellemelerde fraksiyonlanma indisi, Ta/Zr ve Rb/Th element oranları ise kıtasal kirlenme indisi olarak seçilmiş ve ikili değişim diyagramları üzerine, farklı r değerlerinde örnekler ile birlikte iz düşürülmüştür (Şekil 8).

Şekil 8’de görüleceği üzere, bazaltik kayaç örneklerinin bir kısmı r değerleri 0-0.35 arasında değişen eğriler üzerine iz düşmektedir. Özellikle bu örnekler MgO değerleri düşük olan bazaltik kayaçlar olup, kıtasal kirlenmenin izlerini yansıtırlar. Modelleme eğrileri üzerinde dikkate değer bir diğer veri ise, fraksiyonel kristallenmenin MgO değerleri düşük olan örnekler için yaklaşık 0 ile % 10 arasındaki değişimidir. Bu veriler Otlakbaşı bazaltik lavları için, MgO değerleri düşük olan örneklerde kıtasal kirlenmenin önemli bir evrimleşme süreci olabileceğini, ama fraksiyonel kristallemenin kıtasal kirlenmeye oranla çok daha ihmal edilebilir düzeyde kaldığına işaret etmektedir. Harker değişim diyagramlarından elde edilen ve fraksiyonel kristallenmeye işaret etmeyen eğilimler, bu modelleme çalışmalarından elde edilen veriler ile tutarlıdır.

5.3. Manto Kaynak Alanı ve Zenginleşmeler

Otlakbaşı bazaltik kayaçlarının primitif mantoya normalize çoklu element örümcek diyagramlarında (Şekil 6) komşu BİYE ve HNTE’ye göre Nb ve Ta elementlerinin belirgin fakirleşme, Pb elementinin belirgin zenginleşme sergilemesi tipik olarak manto kaynak alanında yitim bileşeninin varlığına işaret etmektedir. Bunun yanı sıra, bu etki magma odasında kıtasal kirlenme ve fraksiyonel kristallenmeninde izlerini yansıtıyor olabilir. Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının magma odası evrim süreçlerinde MgO değerleri düşük olan örnekler için AFC süreçleri etkin rol oynarken, MgO değerleri yüksek olan örneklerde bu etki gözlenmemektedir. Bu nedenlerden dolayı, primitif mantoya normalize çoklu element örümcek diyagramlarında yukarıda söz edilen eğilimler Otlakbaşı volkanizmasının MgO değerleri yüksek primitif lavları için yitim bileşeninin belirgin

Şekil 9- Ta/Yb-Th/Yb ikili değişim diyagramı üzerinde Otlakbaşı bazaltik lavlarının konumu. PM, EMB, NMB, OIB değerleri Sun ve McDonough (1989)’dan alınmıştır. UC ve GLOSS (dalmış okyanusal sediment) değerleri sırasıyla Taylor ve McLennan (1985)’den ve Plank ve Langmuir (1998)’den alınmıştır. Arabistan plakası için değerler Lustrino ve Wilson (2007), Shaw vd. (2003) ve Krienitz vd. (2006)’den alınmıştır. Karacadağ ve Hatay alanları için veriler, Keskin vd. (2012), Parlak vd. (2000) ve Bağcı vd. (2011)’den alınmıştır. Batı Anadolu alanı Aldanmaz vd. (2007)’den alınmıştır. Şekillerde gösterilen manto alanı Pearce vd. (2005) ve Sun ve McDonough (1989)’dan elde edilen değerlere göre çizilmiştir.

Page 14: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

14

Şekil 9 incelendiği zaman çalışma alanındaki bazaltik örneklerin yükselen Th/Yb ve yaklaşık sabit Ta/Yb değerlerine sahip oldukları, yükselen Th/Yb oranlarına doğru kayarak manto alanından saptıkları görülmektedir. Bu veri, Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının en az evrimleşmiş kayaç örnekleri için yitim bileşeninin manto kaynak alanında varlığına işaret etmektedir. Yitim bileşeninin manto kaynak alanına eklenme süreçleri iki şekilde tanımlanabilir. Bunlar (1) altere okyanus kabuğundan (Tatsumi vd., 1986; Hawkesworth vd., 1997; Turner, 2002) veya dalmış sedimentten (Class vd., 2000; Elburg vd., 2002) türeyen akışkanların etkisiyle (2) altere olmuş okyanusal kabuğun veya dalmış sedimentin kısmi ergimesi (Elliott vd., 1997; Hawkesworth vd., 1997) yoluyla meydana gelebileceğidir. Yukarıda belirtilen mekanizmalar ile zenginleşmiş mantolardan türeyen magmalardan püsküren volkanik kayaçların jeokimyasal izlerinde önemli farklılıklar tanımlanabilir (Hawkesworth vd., 1997; Class vd., 2000; Foley vd., 2002; Kessel vd., 2005). Bazı BİYL elementler (Ba, Sr, Rb, U) akışkanlarda hareketli (mobil) davranırken, YAŞ elementler ile nadir torak elementler ve Th elementi akışkanlarda hareketsiz (immobil) buna karşın sediment veya altere okyanus kabuğu ergimelerinde daha hareketli davranırlar (Turner, 2002; Elburg vd., 2002; Foley vd., 2002; Kessel vd., 2005). Bu nedenle, akışkan fazda veya sediment (veya altere okyanus kabuğu) ergimelerinde zenginleşen elementlerin birbirlerine göre oranları ile kaynak alanın zenginleşme süreçlerine yaklaşım yapılabilir. Bu amaçla Oyan vd. (2017) tarafından önerilmiş olan Ba/Yb ve Th/Yb ikili değişim diyagramı üretilmiştir (Şekil 10). Th elementi sediment veya altere okyanus kabuğunun ergimesi ile hareketli davranırken, Ba elementi ise bunlardan açığa çıkan akışkanlarda hareketli davranıp zenginleşmektedir. Yb elementi her iki koşulda da hareketsiz davranacağından dolayı, Th/Yb oranlarına nazaran yükselen Ba/Yb oranları akışkanlarla zenginleşme veya metasomatizma süreçlerine işaret ederken, Ba/Yb oranlarına nazaran yükselen Th/Yb oranları, sediment ergimeleri ile zenginleşme süreçlerine işaret eder. Her iki değerinde düşük olduğu durumlar ise altere okyanus kabuğunun ergimesi veya bunlardan açığa çıkan akışkanlar ile metasomatizma süreçlerini yansıtacaktır (Oyan vd., 2017). Şekil 10’da görüleceği üzere, Otlakbaşı bazaltik lav örnekleri, yükselen Th/Yb oranlarına doğru yönelmekte ve baskın olarak sediment ergimeleri ile zenginleşme ve metasomatizma süreçlerini yansıtmaktadır. Ancak not edilmelidir ki, bazı örnekler sedimentten açığa çıkan akışkanlar (SF) ve sediment

ergimeleri (SM) ile elde edilen eğriler arasına iz düşmekte ve buda sedimentlerden türeyen akışkanlar ile zenginleşmenin az oranda da olsa (sediment ergimelerine oranla) metasomatizma süreçlerinde etkili olabileceğine işaret etmektedir. Dikkate değer bir diğer eğilim ise bazı örneklerin primitif manto ile üst kabuk bileşimi arasına iz düşmeleridir. Bu veri kıtasal kirlenme bölümünde tartışıldığı üzere, Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının evriminde kıtasal kirlenmenin etkileri ile uyum içindedir.

Tüm bu veriler Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının en az evrimleşmiş örneklerinde yitim bileşeninin varlığına, yitim bileşeninin baskın olarak sediment ergimeleri ve daha az oranda sedimentten türeyen akışkanların etkisiyle oluştuğuna işaret etmektedir.

5.4. Kısmi Ergime Süreçleri

Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının kısmi ergime süreçlerini araştırmak ve ortaya koyabilmek amacıyla nadir toprak elementlerin (NTE) kullanıldığı kısmi ergime modellemeleri üretilmiştir. Kısmi ergime süreçlerinde spinel peridotit ve/veya granat peridotit mineralojisine sahip kaynak alanlar için NTE’ler farklı katı-mineral/ergiyik paylaşım katsayılarına sahip olduklarından dolayı değişken davranırlar ve bu nedenle, NTE’ler kısmi ergime modellemeleri kurgulanırken çok kullanışlıdırlar. Granat veya spinel peridotit mineralojisine sahip manto kaynak alanlarının ergime süreçlerinde, hafi f nadir toprak

Şekil 10- Otlakbaşı bazaltik kayaçları için Th/Yb-Ba/Yb (Oyan vd., 2017) diyagramı. Diyagramda kullanılan uç üyeler Oyan vd. (2017)’den alınmıştır. SM- dalmış sediment ergimeleri, SF-sedimentten türeyen akışkanlar, AF-altere olmuş okyanusal kabuktan türeyen akışkanlar, AOC-altere olmuş okyanusal kabuk, PM-primitif manto ve UC-kıtasal üst kabuğu karakterize eder.

Page 15: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

15

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

elementler (HNTE) öncelikli olarak zenginleşmekte ve granat peridotit fasiyesindeki kısmi ergimeler spinel peridotit fasiyesindeki ergimelere nazaran çok daha yüksek HNTE / ANTE oranları üretmektedir (Shaw vd., 2003). Bunun yanı sıra, ONTE / ANTE oranları da yalnızca kalık (residual) faz olarak granatın var olduğu fasiyeslerde ortaya çıkmaktadır (Granat-ergiyikDYb ~ 4; Granat-ergiyikDMREE ~ 0,21-1; McKenzie ve O’Nions, 1991). Bu durum granat peridotit mineralojisine sahip mantoların ergimesinde yüksek ONTE/ANTE oranı üretecek, aksine spinel peridotit mineralojisine sahip manto kaynak alanlarındaki kısmi ergimelerde ise ergiyik fraksiyonlanmasında çok az oranda ONTE/ANTE değerleri elde edilecek ve kaynak ile ergiyik oranları çok benzer olacaktır (Spinel-ergiyikDYb ~ 0.01; Spinel-

ergiyikDMREE ~ 0.01; Klinopi roksen-ergiyikDYb ~ 0.28; Klinopiroksen-

ergiyikDMREE ~ 0.30; McKenzie ve O’Nions, 1991). Verilmiş olan bilgiler ışığında, NTE’ler üzerinde farklı kaynak mineralojisine sahip mantoların kısmi

Şekil 11- La/Yb-Tb/Yb element oranlarının kullanılması ile oluşturulan kısmi ergime model eğrileri. Modellemede kullanılan kaynak alan mineralojileri ve parameteleri çizelge 2’de verilmiştir. AFC süreçlerinin etkilerini en aza indirgeyebilmek için örnekler % 8 MgO değerlerine fraksiyonlanma doğrulaması yapıldıktan sonra iz düşürülmüştür.

ergimelerinin etkileri değişken olacağından, kısmi ergime alanı ve ergime derecelerinin net olarak izlenebilirliği sağlanacaktır.

Otlakbaşı bazaltik kayaçlarının kısmi ergime süreçlerini ortaya koymak amacıyla, La/Yb’e karşı Tb/Yb element oranlarının kullanıldığı kısmi ergime modellemeleri üretilmiştir. Şekil 11’de verilmiş olan La/Yb-Tb/Yb diyagramı üzerine farklı mineralojiye sahip 7 kaynak alan modellenerek iz düşülmüştür. Bu modeller içinde özellikle metasomatizma etkilerinin bir yansıması olan fl ogopitçe zengin granat ve spinel peridotit ile amfi bolce zengin granat ve spinel peridotit eğrileride oluşturulmuştur. Kısmi ergime modellemesi, Shaw (1970)’in önermiş olduğu nonmodal yığın ergime eşitlikleri kullanılarak oluşturulmuştur. Modellemede kullanılan parametreler çizelge 3’de verilmiştir. Diyagramdan görüleceği gibi, tek başına spinel ve/veya granatça zengin kaynaklar Otlakbaşı

Page 16: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

16

bazaltik volkanizmasını oluşturamazlar. Örnekler, spinel katkısı baskın olmak koşuluyla, fl ogopitçe ve/veya amfi bolce zengin granat peridotit ve spinel peridotit mineralojisine sahip kaynak alanların farklı oranlarda ve farklı derecelerindeki ergimeleri ile elde edilen karışım eğrileri arasına iz düşmektedirler. Bu modelleme, Erken Pliyosen yaşlı Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının, kalık mineral fazı olarak amfi bol ve/veya fl ogopitçe zengin spinel peridotit manto kaynak alanındaki düşük kısmi ergime dereceleri ile üretilebileceğini ortaya koymaktadır.

Yitim bileşeni etkileri ile oluşan akışkan veya sediment/AOC ergimeleri, manto kaynak alanını zenginleştirirken, amfi bol ve/veya fl ogopit gibi kalık faz minerallerinin metasomatizma süreçleri ile manto kaynak alanında yer almasını sağlamaktadır. Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının manto kaynak alanının baskın olarak sediment ergimeleri ve daha az oranda akışkanlar ile metasomatize olduğu düşünüldüğünde, amfi bol ve/veya fl ogopitin manto kaynak alanında var olup olmadığı sorusu akla gelmektedir. Bu sorunun cevabı kayaçların iz element kimyasındaki

değişimler ile tespit edilebilir. K elementi fl ogopit ve amfi bol için yüksek derecede uyumlu olduğundan dolayı, eğer kısmi ergime süreçlerinde kalık faz olarak bu mineraller manto kamasında mevcut ise, o zaman düşük kısmi ergime derecelerinde K elementi bu mineraller tarafından tutulacak ve ergiyikte zenginleşmeyecektir. Kısmi ergime derecesinin yükselmesi ile, kalık mineral fazlarının kaynak alanda tükenmesi ile doğru orantılı olarak ergiyikte K elementi zenginleşmeye başlayacaktır. Eğer manto kamasında bu mineraller yok ise ve kuru (dry) ergime koşulları söz konusu olduğunda K elementi yüksek derecede uyumsuz davranacak ve ergime derecesinin değişimi ile hemen hemen sabit kalacaktır. Bu bilgiler ışığında, Otlakbaşı bazaltik lavlarının manto kaynak alanında kalık mineral faz ergimelerinin olup olmadığını test etmek için, K/K* (K anomalisi) – La/Yb ikili değişim diyagramı üretilmiştir (Şekil 12). Bu diyagram üzerinde, Otlakbaşı bazaltik lavları yükselen kısmi ergime dereceleri ile negatif eğilim sergilemektedirler. Bu negatif eğilim kaynak alanda fl ogopit ve/veya amfi bol gibi sulu minerallerin, kalık mineral fazı olarak mevcut olabileceğini göstermektedir.

Olivin Ortopiroksen Klinopiroksen Spinel Granat Amfi bol Flogopit Toplam

Granat peridotit (PM kaynağı)1

Kaynak modu 0.598 0.211 0.076 0.115 1

Ergiyik modu 0.05 0.2 0.3 0.45 1

Amfi bol granat peridotit (PM kaynağı)5

Kaynak modu 0.794 0.123 0.03 0.011 0.042 1

Ergiyik modu 0.15 0.15 0.22 0.15 0.33 1

Flogopit granat peridotit (PM kaynağı)5

Kaynak modu 0.55 0.22 0.15 0.03 0.05 1

Ergiyik modu 0.05 0.05 0.65 0.05 0.20 1

Amfi bol fl ogopit granat peridotit (PM kaynağı)4

Kaynak modu 0.55 0.20 0.15 0.05 0.04 0.01 1

Ergiyik modu 0.05 0.05 0.20 0.20 0.40 0.10 1

Spinel peridotit (PM kaynağı)1

Kaynak modu 0.578 0.27 0.119 0.033 1

Ergiyik modu 0.10 0.27 0.5 0.13 1

Flogopit spinel peridotit (PM kaynağı)5

Kaynak modu 0.48 0.30 0.18 0.02 0.02 1

Ergiyik modu 0.10 0.35 0.47 0.02 0.06 1

Amfi bol spinel peridotit (PM kaynağı)3

Kaynak modu 0.794 0.123 0.03 0.011 0.042 1

Ergiyik modu 0.15 0.15 0.22 0.06 0.42 1

Çizelge 3- Şekil 11’de verilmiş olan modal olmayan yığın denge ergimesinde kullanılan parametreler. Ayrımlanma katsayıları McKenzie ve O’Nions (1991), Ionov vd., (2002) ve Adam ve Green (2006)’dan alınmıştır. Kaynak modu ve ergime modu mineralojik bileşimleri Oyan vd. (2017)’den alınmıştır.

Page 17: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

17

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının en az evrimleşmiş ve AFC süreçlerinden etkilenmediği düşünülen örnekleri için, primitif mantoya normalize çoklu element örümcek diyagramlarında Ba elementine göre Rb elementinin tüketilmesi kaynak alanda fl ogopitin amfi bole göre daha baskın olarak olabileceğine işaret etmektedir. Bunun en önemli sebebi, fl ogopitin amfi bole göre Ba’dan ziyade Rb için daha yüksek ayrımlanma katsayısı değerlerine sahip olmasıdır (Green ve Rignwood, 1967). Flogopit veya amfi bolün manto kaynak alanındaki varlığını ortaya çıkarabilmek amacıyla primitif mantoya normalize edilmiş Ba/Rb – Rb/Sr ikili değişim diyagramı üretilmiştir. Ba, Rb ve Sr amfi bol ve fl ogopit için farklı ayrımlanma katsayılarına sahip olduklarından dolayı, yükselen Ba/Rb ve düşük Rb/Sr element oranları amfi bolün, yüksek Rb/Sr ve düşük Ba/Rb oranları ise fl ogopitin izlerini yansıtacaktır. Bununla birlikte, Sr elementi fl ogopitten ziyade, amfi bol için daha yüksek ayrımlanma katsayısı değerlerine sahiptir. Şekil 13’de görüleceği üzere, Otlakbaşı bazaltik volkanizmasına ait lavların düşen Ba/Rb ve yükselen Rb/Sr değerlerine doğru yönsemesi tipik olarak fl ogopitin manto kaynak alanında var olabileceğine işaret etmektedir.

Otlakbaşı bazaltik kayaç örneklerinin uyumsuz elementler olan Ba ve Rb oranlarındaki değişimden, alternatif olarak magma odasında fl ogopitin fraksiyonel kristallenmeye maruz kalması da sorumlu olabilir. Bu etkiyi ortaya koymak amacıyla katılaşma indisi olan MgO değerlerine karşı primitif mantoya normalize edilmiş Ba/Rb oranları diyagrama iz düşülmüştür. Şekil 13 b’de görüleceği gibi MgO değerleri ile Ba/RbPM değerleri arasında iyi bir korelasyon gözlenmemiş ve bu durum fl ogopitin magma odası evrimleşme süreçlerinde kristallenemeyeceğini ortaya koymuştur. Bu nedenle, fl ogopitin varlığı magma odası ile değil manto kaynak alanındaki metasomatizma süreçleri ile ilişkili olarak görülebilir.

Flogopitçe zengin peridotit (spinel veya granat) kaynağının deneysel ergime sonuçları, yaklaşık 15 kbar basınç ve yaklaşık 1000°C sıcaklıkta oluşan

Şekil 12- Otlakbaşı bazaltik lavlarının La/Yb’ye karşı K/K* değişim diyagramı. [K/K*=KPM / (NbPM*ThPM) ½; PM primitive mantoya normalize değerleri vermektedir.]. Bazaltik lavlar düşen kısmi ergime dereceleri ile pozitif K/K* değerlerine doğru yönelmektedirler. Bu veri manto kaynak alanında fl ogopit veya amfi bolün varlığı ile ilişkilidir. AFC süreçlerinin etkilerini en aza indirgeyebilmek için örnekler % 8 MgO değerlerine fraksiyonlanma doğrulaması yapıldıktan sonra iz düşürülmüştür.

Şekil 13- a) Primitif mantoya normalize edilmiş Ba/Rb’a karşı Rb/Sr iz element oranlarının değişimi (Furham ve Graham, 1999), b) MgO’e karşı primitif mantoya normalize edilmiş Ba/Rb iz element oranı.

Page 18: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

18

ve fl ogopit, forsterit, hipersten, diyopsit, spinel ve buhar (fl ogopit spinel lerzolit) fazı ile dengede olan sıvının yaklaşık % 0.5 ile 1 civarında K2O içeriğine (dolayısıyla düşük alkali ve düşük potasik), ama 30 kbar basınç ve yaklaşık 1100-1200°C sıcaklıkta oluşan ve fl ogopit, forsterit, hipersten, diyopsit, granat ve buhar (phlogopite granat lerzolit) fazı ile dengede olan sıvının yaklaşık %2.5 civarında K2O içeriğine (dolayısıyla yüksek alkali olabilecek alkali ve yüksek potasik) sahip olabileceğini ortaya koyar (Bravo ve O’Hara, 1975). Otlakbaşı lavlarının spinel peridotit baskın bir mineralojiden ve sığ koşullardaki (yaklaşık 50-60 km 15-20 kbar) ergimelerden türedikleri düşünüldüğü zaman, deneysel verilerde alkali oranlarının çok yüksek olmayacağını destekler niteliktedir. Condamine vd. (2016) yapmış oldukları deneysel çalışmalarda, fl ogopitçe zengin-silikaya doygun lavların yüksek K’lu lavlar üretebileceğini belirtmiş ve bu durumda oluşan ergiyiğin silis miktarının yaklaşık % 52 ile 63 arasında değişeceğini belirtmiştir. Yalnız, bu çalışma aynı zamanda deneysel koşullarda fl ogpitçe zengin bir spinel peridotit kaynağının ergimesinde, ergiyik fazının fl ogpit içeremeyebileceğini, olivin ve piroksenler ile spinel içerebileceğini göstermiştir. Bu durumda fl ogopit ergiyiğe geçmeyeceği için K- miktarı düşük kalabilmektedir. Eğer toleyitik ergiyiklerin üretilmesinde kalık mineral fazı olarak fl ogopitin varlığı söz konusu ise, fl ogopit ergiyiğin K konsantrasyonunu tamponlama eğiliminde olacak ve bundan sonra K ve Rb elementleri magmatik sistem için uyumsuz değil uyumlu davranış sergileyeceklerdir (Hofmann ve Hart, 1978). Bunun yanı sıra, eğer fl ogopitin kaynaktaki miktarı, ergiyikteki miktarından fazla ise, o zaman düşük kısmi ergime derecelerinde fl ogopit kaynakta kalık faz olarak kalacağından dolayı ergiyiğin K içeriği düşük olabilecektir. Tüm bu veriler Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının manto kaynak alanında kalık mineral fazı olarak fl ogopit ve/veya amfi bolün varlığı ve fl ogopitin amfi bole göre daha baskın olabileceğini destekler niteliktedir.

5.5. Jeodinamik

DAÇZ yaklaşık 2/3’ü genç volkanik kayaçlarla kaplı olup (Miyosen’den tarihsel dönemlere), deniz seviyesinden ortalama ~2 km yüksekliktedir (Şengör vd., 2008). Geç Miyosen - Erken Pliyosen’e kadar sıkışma büzülme tektonik rejiminin egemen olduğu DAÇZ, Erken-Geç Pliyosen’de sıkışma-açılma tektonik rejiminin etkisi altına girmiştir (Koçyiğit vd., 2001). DAÇZ için birçok araştırmacı farklı jeodinamik

modeller önermişlerse de (Innocenti vd., 1982; Pearce vd., 1990; Yılmaz vd., 1998; Keskin, 2003 ve 2007; Şengör vd., 2008), bu modellemeler içinde en önemlileri litosferik mantonun kısmi delaminasyonu (Pearce vd., 1990; Oyan vd., 2016, 2017) veya dalan okyanusal litosferin dikleşmesi ve kırılması (Keskin, 2003; Şengör vd., 2008) ile zenginleşmiş astenoferik mantonun yükselmesi sonucunda bölge çapında geniş volkanizmanın oluşabileceği şeklinde özetlenebilir.

Bölgedeki yoğun volkanik aktivitenin kaynak alanı ve kökeni üzerine yapılan son çalışmalar ise, volkanizmanın astenosferik ve litosferik mantoların farklı ergime derecelerinde ve farklı oranlarda karışımı ile oluşabileceği (Özdemir ve Güleç, 2014; Oyan vd., 2016) şeklindedir. Oyan vd. (2017) Van Gölü’nün kuzeyindeki Kuvatener volkanizmasının ise amfi bolce zengin granat peridotitin ergimesi ile oluşabileceğini ve bundan litosferik mantonun deleminasyonun (Pearce vd., 1990; Oyan vd., 2016) sorumlu olacağını ortaya koymuştur. Bölgede volkanizma üzerine yapılan çalışmalar, en primitif lavların izotopik ve iz element konsantrasyonlarının EM2 tipi zenginleşmiş bir manto kaynak alanına ve önemli miktarda yitim bileşeninin varlığına işaret etmektedir (Pearce vd., 1990; Yılmaz vd., 1998; Keskin vd., 1998; Keskin, 2003; Özdemir vd., 2006; Özdemir ve Güleç, 2014; Oyan vd., 2016, 2017). Bu çalışmaların çoğu yitim bileşeninin varlığından söz ederken, Oyan vd. (2016, 2017) yitim bileşeninin baskınca sediment ergimelerinden türediğini ve yaklaşık % 2 ile 10 arasındaki sediment ergimelerinin metasomatizma süreçlerinden baskın olarak sorumlu olabileceğini, petrolojik modellemeler temelinde ortaya koymuştur. Bu veriler, bölge çapındaki geniş volkanizma süreçlerinden, litosferik delaminasyon yoluyla litosferik ve astenosferik mantoların karışımı ve belirgin şekilde litosferik mantonun sediment erigimeleri yoluyla metasomatize oluşu şeklinde açıklanabilir.

DAÇZ’nin kabuksal yapısını ortaya koyabilmek amacıyla yapılan jeofi ziksel çalışmalar, bölgenin altından litosferik mantonun olmadığı veya çok ince olduğu, bu nedenle de DAYK’ın doğrudan astenosferik mantonun üzerinde olduğunu bildirmiştir (Al-Lazki vd., 2003; Gök vd., 2003; Sandvol vd., 2003). Bunun yanı sıra, Angus vd. (2006) ve Özacar vd. (2008) bölgenin altında 70-80 km kalınlıkta bir litosfer olabileceğine işaret etmişlerdir. DAÇZ altındaki kabuğun ortalama 45 km kalınlığında (Zor

Page 19: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

19

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

vd., 2003) olduğu düşünüldüğü zaman, yaklaşık 30-35 km kalınlıkta ince bir litosferik mantonun bölge altında olabileceği düşünülebilir. Otlakbaşı bazaltik volkanizması üzerine gerçekleştirilen kısmi ergime modellemeleri baskın olarak bu lavların kaynak alanında spinelce zengin bir mantonun varlığına işaret etmektedir. Spinel ve granat geçiş zonunun yaklaşık 80 km (Takahashi ve Kushiro, 1983) derinlikte gerçekleştiği düşünülürse, spinelce zengin bir manto kaynağının DAÇZ için litosferik mantodan türeyeceği anlaşılmaktadır. Oyan vd. (2016) bölgedeki Pliyosen bazaltik kayaçları üzerine yapmış olduğu çalışmada, geniş platolar oluşturan bu lavların 4.9 ile 4.5 My gibi çok dar bir zaman aralığında püskürdüklerine, karakter olarak alkaliden subalkaliye geçtiklerine ve spinel peridotit ergimelerinin zaman içinde artış gösterdiğine işaret eder. Bu verilen Pliyosen yaşlı olan Otlakbaşı bazaltik lavlarının ergime sonuçları ile uyumludur. Veriler, volkanizmayı oluşturan kaynak alanın, litosferik mantonun spinelce zengin ve baskın olarak amfi bole göre fl ogopit içerebilecek metasomatize olmuş zonlarının kısmi ergimesiyle oluşabileceği görüşünü desteklemektedir.

6. Sonuçlar

Van Gölü’nün doğusunda yer alan Otlakbaşı volkanizması farklı çıkış merkezlerine sahiptir ve bazaltik bileşimdedir. Ar-Ar yaşlandırma sonuçları, bu volkanizmanın Kuvaterner olarak bilinen yaşının aksine Erken Pliyosen-Zankleyen (4.14 My) zaman aralığında püskürdüğüne işaret eder. Magma odası evrimleşme süreçlerini belirlemek amacıyla oluşturulan petrolojik modellemeler, bu volkanizmanın magma odasında kıtasal kirlenmenin etkili olduğuna ama fraksiyonel kristallenmenin etkilerinin kıtasal kirlenmeye nazaran çok az olduğunu ortaya koyar.

Otlakbaşı bazaltik volkanizmasının en az evrimleşmiş kayaç örneklerinin primitif mantoya normalize iz element karakteristiklerinde YAŞ elementlerin BİYL ve HNT elementlere göre belirgin fakirleşmesi ve Pb elementinin komşu elementlerine göre zenginleştiği belirlenmiştir. Bu bulgu manto kaynak alanının yitim bileşenleri bakımından zenginleştiğini göstermektedir. Yitim bileşeni, baskın olarak sediment ergimeleri ve daha az oranda sedimentlerden açığa çıkan akışkanlar yoluyla meydana gelmiştir.

Manto kaynak alanının doğasını ortaya koymak için yapılan ergime modellemesi, bu bazaltik

volkanizmayı oluşturan kaynağın baskın olarak metasomatize olmuş spinel peridotit fasiyesinden %1’lik ergimeler ile oluşabileceğine işaret etmektedir. DAÇZ içinde litosferik mantonun deleminasyonuyla, litosferik manto içinde metasomatize olmuş spinelce zengin sığ zonların ergimeleri, Pliyosen zaman diliminde Otlakbaşı bazaltik volkanizmanın oluşumundan sorumlu olabilir.

Katkı Belirtme

Bu çalışma, 2012-HIZ-MİM001 nolu Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi BAP projesi ve 113Y406 No’lu TÜBİTAK projesi ile desteklenmiştir. Yazar, makaleye yapıcı eleştiri ve görüşleriyle katkı sağlayan Dr. İrfan Temizel, Dr. Fatih Karaoğlan, Dr. Kurtuluş Günay ve ismi belirtilmeyen hakemlere teşekkür eder.

Değinilen Belgeler

Acarlar, M., Erkal, T., Güner, E., Şen, A., Umut, M., Elibjol, E., Gedik, İ., Hakyemez, Y., Uğuz, F. 1991. Van Gölü Doğu ve Kuzeyinin Jeolojisi, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 9469, 94 s. Ankara (yayınlanmamış).

Adam, J., Green, T. 2006. Trace element partitioning between mica- and amphibole-bearing garnet lherzolite and hydrous basanitic melt: 1. Experimental results and the investigation of controls on partitioning behavior. Contributions to Mineralogy and Petrology 152, 1-17.

Aldanmaz, E., Yalınız, M.K., Güçtekin, A., Göncüoğlu, M.C. 2007. Geochemical characteristics of mafi c lavas from the Neotethyan ophiolites in western Turkey: implications for heterogeneous source contribution during variable stages of ocean crust generation. Geological Magazine 145, 37-54.

Al-Lazki, A., Seber, D., Sandvol, E., Türkelli, N., Mohamad, R., Barazangi, M. 2003. Tomographic Pn velocity and anisotropy structure beneath the Anatolian plateau (eastern Turkey) and the surrounding regions, Geophysical Research Letter 30, 8043.

Allen, M., Armstrong, H. A. 2008. Arabia-Eurasia collision and the forcing of mid-Cenozoic global cooling. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 265, 52-58.

Angus, D.A., Wilson, D.C., Sandvol, E., Ni, J.F. 2006. Lithospheric structure of the Arabian and Eurasian collision zone in Eastern Turkey from S-wave receiver functions. Geophysical Journal of International 166, 1335-1346.

Page 20: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

20

Bağcı, U., Alpaslan, M., Frei, R., Kurt, M.A., Temel, A. 2011. Different Degrees of Partial Melting of the Enriched Mantle Source for Plio-Quaternary Basic Volcanism, Toprakkale (Osmaniye) region, Southern Turkey. Turkish Journal of Earth Science 20, 115-135.

Bravo, M.S., O’Hara, M.J. 1975. Partial melting of phlogopite–bearing synthetic spinel– and garnet– lherzolites. Physics and Chemistry of the Earth 54, 845-854.

Class, C., Miller, D. M., Goldstein, S. L., Langmuir, C. H. 2000. Distinguishing melt and fl uid subduction components in Umnak volcanics: Aleutian arc. Geochemistry, Geophysics, Geosystems (3G) 1, 1-34.

Condamine, P., Medard, E., Devidal, J.L. 2016. Experimental melting of phlogopite-peridotite in the garnet stability fi eld. Contribution to mineralogy and petrology 95, 1-26.

DePaolo, D. J. 1981. Trace element and isotopic effects of combined wall-rock assimilation and fractional crystallization. Earth and Planetary Science Letters 53, 189–202.

EARTHREF (Geochemical Earth Reference). http:/www.earthref.org. 1.12.2017.

Elburg, M. A., Bergen, M. V., Hoogewerff, J., Foden, J., Vroon, P., Zulkarnain, I., Nasution, A. 2002. Geochemical trends across an arc–continent collision zone: magma sources and slab–wedge transfer processes below the Pantar Strait volcanoes, Indonesia. Geochimica et Cosmochimica Acta 66, 2771–2789.

Elliott, T., Planck, T., Zindler, A., White, W., Bourdon, B. 1997. Element transport from slab to volcanic front at the Mariana arc. Journal of Geophysical Research 102, 14991–15019.

Foley, S. F., Tiepolo, M., Vannucci, R. 2002. Growth of early continental crust controlled by melting of amphibolite in subduction zones. Nature 417, 837– 840.

Furham, T., Graham, D. 1999. Erosion of lithospheric mantle beneath the East African Rift system: geochemical evidence from the Kivu volcanic province. Lithos, 48, 237-262.

Green, D. H., Ringwood, A. E. 1967. The stability fi elds of aluminous pyroxene peridotite and garnet peridotite. Earth and Planetary Science Letters 3, 151-160.

Göğüş, O. H., Pysklywec, R. N. 2008. Mantle lithosphere delamination driving plateau uplift and synconvergent extension in eastern Anatolia. Geology 36, 723-726.

Gök, R., Sandvol, E., Türkelli, N., Seber, D., Barazangi, M. 2003. Sn attenuation in the Anatolian and Iranian plateau and surrounding regions, Geophysical Research Letter 30, 8038 -8042.

Hawkesworth, C. J., Turner, S. P., McDermott, F., Peate, D. W., Van Calsteren, P. 1997. U–Th isotopes in arc magmas: implications for element transfer from the subducted crust. Science 276, 551–555.

Hofmann, A.W., Hart, S. 1978. An assessment of local and regional ısotopic equilibrıum in the mantle. Earth and Planetary Science Letters 38, 44-62.

http://www.earthref.org.

Innocenti, F., Mazzuoli, R., Pasquaré, G., Radicati di Brozolo, F., Villari, L. 1982. Tertiary and Quaternary volcanism of the Erzurum-Kars area (Eastern Turkey): Geochronological data and geodynamic evolution. Journal of Volcanology and Geothermal Research 13, 223-240.

Irvine, T. N., Baragar, W. R. A. 1971. A guide to the chemical classifi cation of the common volcanic rocks. Canadian Journal of.Earth Sciences 8, 523-548.

Ionov, D.A., Bodinier, J.-L.,Mukasa, S.B. Zanetti, A. 2002. Mechanisms and sources of mantle metasomatism: major and trace element compositions of peridotite xenoliths from Spitsbergen in the context of numerical modelling. Journal of Petrology 43, 2219–2259.

Karaoğlan, F., Parlak, O., Thöni, M., Klötzli, U., Koller, F. 2016. The temporal evolution of the active margin along the Southeast Anatolian Orogenic Belt (SE Turkey): Evidence from U–Pb, Ar–Ar and fi ssion track chronology. Gondwana Research 33, 190-208.

Karapetian, S.G., Jrbashian, R.T., Mnatsakanian, A.K. 2001. Late collision rhyolitic volcanism in the north-eastern part of the Armenian Highland, Journal of Volcanology and Geothermal Research 112, 189-220.

Keskin, M. 2003. Magma generation by slab steepening and breakoff beneath a subduction-accretion complex: An alternative model for collision-related volcanism in Eastern Anatolia, Turkey. Geophysical Research Letters 30, 8046-8050.

Keskin, M. 2007. Eastern Anatolia: a hot spot in a collision zone without a mantle pluma. In:Foulger, G.R., and Jurdy, D., (eds) Plates, Plumes and Planetary Processes. Geological Society of America, Special papers 430, 693-722.

Keskin, M., Chugaev, A., Lebedev, A. V., Sharkov, E. V., Oyan, V., Kavak, O. 2012. The Geochronology and Origin of Mantle Sources for Late Cenozoic

Page 21: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

21

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

Intraplate Volcanism in the Frontal Part of the Arabian Plate in the Karacadağ Neovolcanic Area of Turkey. Part 2. The Results of Geochemical and Isotope (Sr–Nd–Pb) Studies. Journal of Volcanology and Seismology 6, 43-70.

Keskin, M., Genç, Ş. C., Aysal, N., Özeren, M. S., Sharkov, E. V., Lebedev, V. A., Chugaev, A. V., Oyan, V., Özdemir, Y., Ünal, E., Karaoğlu, Ö., Duru, O. 2013. Tectono-magmatic processes across the Arabian-Eurasian collision zone and their geodynamic signifi cance: an integrated geological, petrological, geochemical and geochronological study of the post-collisional Cenozoic volcanic units displaying a transition from orogenic to anorogenic nature across a geotraverse from Caucasus to Arabian foreland, Unpublished report of TÜBİTAK-RFBR project #108Y222.

Keskin, M., Pearce, J. A., Mitchell, J. G. 1998. Volcano-stratigraphy and geochemistry of collision-related volcanism on the Erzurum-Kars Plateau, North Eastern Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research 85, 355-404.

Kessel, R., Schmidt, M., Ulmer, P., Pettke, T. 2005. Trace element signature of subduction-zone fl uids, melts and supercritical liquids at 120-180 km depth. Nature 437, 724-727.

Koçyiğit, A., Yılmaz, A., Adamia, S., Kuloshvili, S. 2001. Neotectonics of East Anatolian plateau (Turkey) and lesser caucasus: Implication for transition from thrusting to strike-slip faulting. Geodinamica Acta 14, 177-195.

Krienitz, M. S., Haase, K.M., Mezger, K., Eckardt, V., Shaikh-Mashail, M. A. 2006. Magma genesis and crustal contamination of continental intraplate lavas in northwestern Syria. Contribution of Mineralogy and Petrology 151, 698–716.

Le Bas, M.J., Le Maitre, R.W., Streckeisen, A., Zanettin, B. 1986. A chemical classifi cation of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram. Journal of Petrology 27, 745–750.

Lebedev, V.A., Sharkov, E.V., Keskin, M., Oyan, V. 2010. Geochronology of the Late Cenozoic volcanism in the area of Van Lake (Turkey): an example of the developmental dynamics for magmatic processes. Doklady Earth Sciences 433, 1031–1037.

Lustrino, M., Wilson, M. 2007. The circum-Mediterranean anorogenic Cenozoic igneous province. Earth Science Reviews 81, 1-65.

Mc Kenzie, D. P., O’Nions, R. K. 1991. Partial melt distributions from inversion of rare earth element concentrations. Journal of Petrology 32, 1021-1091.

MTA. 2008. 1/100000 ölçekli Başkale K-51 paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.

Okay, A. I., Zattin, M., Cavazza, W. 2010. Apatite fi ssion-track data for the Miocene Arabian-Eurasia collision. Geology 38, 35-38.

Oyan, V. 2011. Vocanostratigraphy, Petrology and Magmatic Evolution of the Etrusk Volcano and Surrounding Areas (North of Lake Van, Turkey). PhD thesis, Yüzüncü Yıl Universtiy, 362 s.Van, Turkey.

Oyan, V., Keskin, M., Lebedev, V.A., Chugaev, A.V., Sharkov, E.V. 2016. Magmatic evolution of the Early Pliocene Etrüsk stratovolcano, Eastern Anatolia collision zone, Turkey. Lithos 256-257, 88-108.

Oyan, V., Keskin, M., Lebedev, V.A., Chugaev, A.V., Sharkov, E.V., Ünal, E. 2017. Petrology and Geochemistry of the Quaternary Mafi c Volcanism in the northeast of Lake Van, Eastern Anatolian Collision Zone, Turkey. Journal of Petrology DOI: https://doi.org/10.1093/petrology/egx070.

Özacar, A.A., Gilbert, H., Zandt, G. 2008. Upper mantle discontinuity structure beneath East Anatolian Plateau (Turkey) from receiver functions. Earth and Planetary Science Letters 269, 426-434.

Özdemir, Y., Karaoğlu, Ö., Tolluoğlu, A.Ü., Güleç, N. 2006. Volcanostratigraphy and petrogenesis of the Nemrut stratovolcano (East Anatolia High Plateau): The most recent post-collisional volcanism in Turkey. Chemical Geology 226, 189-211.

Özdemir, Y., Güleç, N. 2014. Geological and Geochemical evoluation of Suphan Stratovolcano Eastern Anatolia, Turkey: Evidence for the lithosphere-asthenosphere interaction on post collisional volcanism. Journal of Petrology 55, 37-62.

Parlak, O., Delaloye, M., Kozlu, H., Fontıgnie, D. 2000. Trace element and Sr-Nd isotope geochemistry of the alkali basalts observed along the Yumurtalık Fault (Adana) in southern Turkey. Yerbilimleri 22, 137-148.

Pearce, J.A., Bender, J.F., De Long, S.E., Kidd, W.S.F., Low, P.J., Güner, Y., Şaroğlu, F., Yılmaz, Y., Moorbath, S., Mitchell, J.G. 1990. Genesis of collision volcanism in Eastern Anatolia, Turkey. Journal of Volcanol and Geothermal Research 44, 189-229.

Pearce, J.A., Stern.R.J., Bloomer, H.S., Fryer, P. 2005. Geochemical mapping of the Mariana arc-basin system: Implications for the nature and distribution of subduction components. Geochemistry, Geophysics, Geosystem (3G) 6, 1-27.

Peccerillo, A., Taylor, S.R. 1976. Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu

Page 22: MADEN TETK ø K VE ARAMA DERG S Maden Tetkik ve Arama ... · Bayburt kuzeyindeki (Do÷u Pontidler, Türkiye) Senozoyik ya úlÕ plütonik kayaçlar Õn petrogra ¿ si, mineral kimyas

MTA Dergisi (2018) 157: 1-22

22

area. Northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology 58 63–81.

Plank, T., Langmuir, C. H. 1998. The chemical composition of subducting sediment and its consequences for the crust and mantle. Chemical Geology 145, 325–394.

Sandvol, E., Türkelli, N., Barazangi, M. 2003. The Eastern Turkey Seismic Experiment: The study of a young continent-continent collision. Geophysical Research Letter 24, 8038-8041.

Schildgen, T.F., Yildirim, C., Cosentino, D., Strecker, M.R. 2014. Linking slab break-off, Hellenic trench retreat, and uplift of the central and Eastern Anatolian plateaus. Earth Science Reviews 128, 147–168.

Shaw, D.M. 1970. Trace element fractionation during anatexis. Geochimica et Cosmochimica Acta 34, 237-243.

Shaw, J.E., Baker, J.A., Menzies, M.A., Thirlwall, M.F., İbrahim, K.M. 2003. Petrogenesis of the largest intraplate volcanic fi eld on the Arabian Plate (Jordan): a mixed lithosphere–asthenosphere source activated by lithospheric extension. Journal of Petrology 44, 1657– 1679.

Staudacher,Th., Jessberger, E. K., Dorfl inger, D., Kiko, J. 1978. A refi ned ultra-high vacuum furnace for rare gas analysis. Journal of Physics E: Scientifi c Instruments 11,781-784.

Sun, S.S., McDonough, W.F. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. In: Saunders, A.D. & Norry, M.J. (ed.) In Magmatism in Ocean Basins, Geological Society of London Special Publication 42, 313-345.

Şengör, A.M.C., Kidd, W.S.F. 1979. Post – collisional tectonics of the Turkısh – Iranian plateau and a comparison with tibet. Tectonophysisics 55, 361-376.

Şengör, A.M.C., Özeren, M.S., Keskin, M., Sakınç, M., Özbakır, A.D., Kayan, I. 2008. Eastern Turkish high plateau as a small Turkic-type orogen: implications for post-collisional crust-forming processes in Turkic-type orogens. Earth Science Reviews 90, 1-48.

Takahashi, E., Kushiro, I. 1983. Melting of a dry peridotite at high pressures and basalt magma genesis. American Mineralogist 68, 859-879.

Tatsumi, Y., Hamilton, D.J., Nesbitt, R. W. 1986. Chemical characterization of fl uid phase released from a subducted lithosphere and origin of arc magmas: Evidence from high-pressure experiments and natural rocks. Journal of Volcanology and Geothermal Research 29, 293–309.

Taylor, S.R., McLennan, S.M. 1985. The continental crust: its composition and evolution, Geoscience Texts. Blackwell Scientifi c Publications, London.

Topuz, G., Altherr, R., Kalt, A., Satır, M., Werner, O., Schwarz, W.H. 2004. Aluminous granulites from the Pulur complex, NE Turkey: a case of partial melting, effi cient melt extraction and crystallization, Lithos 72, 183-207.

Turner, S. P. 2002. On the time-scales of magmatism at island-arc volcanoes. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Mathematical, Physical and Engineering Sciences 360, 2853–2871.

Yılmaz, Y., Şaroğlu, F., Güner, Y. 1987. Initation of the neomagmatism in East Anatolia. Tectonophysics 137, 177-199.

Yılmaz, Y., Güner, Y., Şaroğlu, F. 1998. Geology of the Quaternary volcanic centres of the East Anatolia. Journal of Volcanology and Geothermal Research 85,173-210.

Zor, E., Gürbüz, C., Türkelli, N., Sandvol, E., Seber, D., Barazangi, M. 2003. The crustal structure of the East Anatolian Plateau from receiver functions. Geophysical Research Letters 30, 8044-8047.