Magmatik Petrojenez Çalışmalarında Kısmi Erime, Magma Karışımı-Asimilasyon, Fraksiyonel Kristalleşme ve Asimilasyon Fraksiyonel Kristalleşme Süreçlerinin Jeokimyasal Modellemesi

Year 1997, Volume: 21 Issue: 1, 8 - 22, 15.05.1997

Sibel Tatar Durmuş Boztuğ

Abstract

Magmatik kayaçlar, bilindiği gibi, herhangi bir katının ç eşitli etkilerle (sıcaklık artışı, ortama uç ucu bileşen ilavesi, basınç ferahlaması) kısmi erimeye uğraması sonucu oluşan sıvıların katılaşması ile meydana gelmektedir. Aynı katı kaynak malzemenin farklı erime tipi ve farklı erinme yüzdeleri sonucu, farklı magmatik eriyiklerin oluştuğu bilinmektedir. Bu kısmi erime tipleri başlıca iki değişik şekilde gerçekleşmektedir. Bunlardan birincisi, Rayleigh/fractional (Rayleigh/fraksiyonal) erimesi olup, özellikle üst manto peridotitlerinin kısmi erimesi sırasında oluşan sıvının hemen ortamı terk etmesi prensibine dayanmaktadır. Diğer kısmi erime tipi, ise kabuksal kayaçların kısmi erimesi sonucu oluşan sıvının ortamı hemen terk edemeyip, ancak belirli bir miktara ulaştıktan sonra ortamdan uzaklaşabilmesi ve bu miktara ulaşabilmesi iç in geç en süre zarfında da kalıntı katı ile reaksiyona girerek bileşimini değiştirmesi esasına dayanır ki bu erime tipine de batch/equilibrium (yığın/denge) erimesi denmektedir. Ayrıca, bu her iki tip erime de kendi arasında modal erime ve non-modal erime olmak üzere iki alt tipe ayrılmaktadır. Bu erime tiplerinden herhangi birisiyle oluşan bir magmatik sıvının katılaşması sırasında sıvının ilksel bileşimini değiştiren ve böylece mineralojik-jeokimyasal bileşimleri farklı kayaçların oluşumunu sağlayan bir takını süreçler etkin olabilmektedir. Bunlar, başlıca magma karışımı-asimilasyon, fraksiyonel kristalleşme ve asimilasyon-fraksiyonel kristalleşme süreçleridir.

Keywords

Magmatik Petrojenez, Fraksiyonel Kristalleşme, Jeokimya

References

• Albarede, F. (1983). Inversion of batch melting equations and trace element pattern of the mantle. J. Geophys. Res., 88, 10573/83.
• Albarede, F. (1996). Introduction to Geochemical Modelling. Cambridge University Press. 543 pp.
• Albarede, F. and Bottinga, Y. (1972). Kinetic disequilibrium between phenocrysts and host lava. Geochim. Cosmochim. Acta, 36, 141-56.
• Albarede, F. and Provost, A. (1977). Petrological and geochemical mass balance: an algorithm for least-squares fitting and general error analysis. Comp. Sci., 3, 309-26.
• Albarede, CJ., Treuill, M., Minster, J.F., Minster, B., and Albarede F. 1977. Systematic use of trace elements in igneous processes. Part 1: Fractional crystalization processes in volcanis suites. Contr. Mineral Petrol., 60, 57-76.
• Allegre, CJ. and Minster, J.F. 1978. Quantative models of trace element behavior in magmatic processes. Earth Planet. Sci. Lett. 38, 1-25.
• Bowen, N.L. (1956). The Evaluation of the Igneous Rocks. Dover.
• Briqueu, L. and Lancelot, J.R. (1979). Rb-Sr systematics and crustal contamination models for calc-alkaline igneous rocks. Earth Planet. Sci. Letters, 43,385-96.
• Cox, K.G., Bell, J.D., and Pankhurst, RJ., 1984. The Interpretation of Igneous Rocks. London: George Allen and Unwin, 450 p.
• DePaolo, DJ. 1981. Trace element an isotopic effects of combined wall rock assimilation and fractional crystallisation. Earth Planet. Sci. Lett. 53, 189-202.
• Didier, J. and Barbarin, B. (eds.), 1991a. Enclaves and Granite Petrology: Developments in Petrology,13, Elsevier, Amsterdam,625 p.
• Didier, J. and Barbarin, B. (eds.), 1991b. The different types of enclaves in granites-Nomenclature: In Didier, J. and Barbarin, B. (eds.), Enclaves and Granite Petrology, Developments in Petrology, 13, Elsevier, 19-24.
• Faute, G. (1986). Principles of Isotope Geology. New York: John Wiley.
• Fernandez, A.N. and Barbarin, B. 1991. Relative rhology of coeval mafic and felsic magmas: Nature of resulting interaction processes. Shape and mineral fabrics of mafic microgranular enclaves: In: Didier, J. and Barbarin, B. (eds), Enclaves and Granite Petrology.: Developments in Petrology, 13, Elsevier, 263-275.
• Fleck, R.J. and Criss, R.E. (1985). Strontium and oxygen isotopic variations in Mesozoic and Tertiary plutons of Central Idaho. Contrib. Mineral. Petrol., 90, 291-308.
• Gast, P.W. (1968). Trace element fractionation and the origin of tholeiitic and alkaline magma types. Geochim. Cosmochim. Acta, 32, 1057-86.
• Greenland, L.P. (1970). An equation for trace element distribution during magmatic crystallization. Amer. Mineral., 55, 455-65.
• Hagen, H. And Neumann, E. R. (1990). Modeling of trace-element distribution in magma chambers using open-system models. Comput. Geosci., 16, 549-56.
• Hibbard, MJ., 1991. Textural anatomy of twelve magma mixed granitoid systems: In Didier, J. and Barbarin, B (eds.), Enclaves and Granite Petrology, Development in Petrology, 13. Elsevier, 431-444.
• Hibbard, MJ., 1995. Petrography to Petrogenesis. Prentice Hall.587 pp.
• Juteau, M., Michard, A. and Albarede, F. (1986). The Pb-Sr-Nd isotope geochemistry of some recent circum-Mediterranean granites. Contrib. Mineral. Petrol., 92, 331-40.
• Langmuir, C.H., Vocke, R.D., Hanson, G.N. and Hart, S.R. (1978). A general mixing equation with applications to Icelandic basalts. Earth Planet Sci. Letters, 37, 380-92.
• Maalque,S. 1985. Igneous Petrology. Berlin: Springer-Verlag,374 pp.
• Mantovani, M.S.M. and Hawkesworth, CJ. (1990) An inversion approach to assimilation and fractional crystallization processes. Contr. Mineral. Petrol., 105, 289-302.
• O’Hara, MJ. and Mathews, R.E. 1981. Geochemical evolution in an advancing, periodically replenished, periodically tapped, continuously fractioned magma chamber. J. Geol. Soc. Lond. 138, 237-77.
• Powell, R. 1984. Inversion of the assimilation and fractional crystallization (AFC) equations: suites. J. Geol. Soc. Lond. 141, 447-52.
• Rollinson, H.R. 1993. Using Geochemical Data: Evoluation, Presentation, Interpretation. John Wiley Sons. Inc. 352 pp.
• Schilling, J. G. and Winchester, J.W., (1967). Rare-earth fractionation and magmatic processes. In Mantles OF Earth and Terrestrial Planets, ed. S.K. Runcorn, pp. 267-83. New York: Interscience.
• Shaw, D.M. (1970). Trace element fractionation during anatexis. Geochim. Cosmochim. Acta, 34, 237-43.
• Sparks, R.S.J., Huppert, H.E. and Turner J.S. 1984. The fluid dynamics of evolving magma chambers. Phil Trans R. Soc. Lond. A310, 511-34.
• Steiger, R.H. and Wasserburg, GJ. (1966). Systematics in the Pb208- Th232, Pb237-U235, and Pb206-U238 systems. J. Geophys. Res., 71, 6065-90.
• Taylor, R.H., Jr. (1980). The effects of assimilation of country rocks by magmas on 180/160 and 87Sr/86Sr systematics. Earth Planet. Sci. Letters, 47, 243-64.
• Taylor, H.P., Jr. and Sheppard, S.M.F. (1986). Igneous rocks: I. Processes of isotopic fractionation and isotope systematics. In Rev. Mineral. 16: Stable Isotopes in High Temperature Geological Processes, ed. J.W. Valley, H.P. Taylor Jr. and JR. O’Neil, pp. 227-71. Washington: Mineral. Soc. Amer.
• Turner, J.S. and Campell, I.H. 1986. Convection and mixing in magma chambers. Earth Sci. Rew., 23, 255-352.
• Vollmer, R. (1976). Rb-Sr and U-Th-Pb systematics of alkaline rocks: the alkaline rocks from Italy. Geochim. Cosmochim. Acta, 40, 283-95.
• Wilson, M. (1989). Igneous Petrogenesis. Oxford University Press.466pp.
• Wood, BJ. and D.G. Fraser 1976.Elementary thermodynamics for geologists. Oxford: Oxford University Press.solving petrologic mixing problems. Bull. Geol. Soc. Amer., 81, 1995-2008.
• Yılmaz, S. and Boztuğ, D., 1994. Granitoyid Petrojenezinde Magma Mingling/Mixing Kavramı. Jeoloji Mühendisliği, 44-45, 1-20.