İNCESU İGNİMBİRİTİNDEKİ (İNCESU‐KAYSERİ) FİAMME TİPLERİNİN KÖKENİ: PETROGRAFİK VE JEOKİMYASAL ÖZELLİKLERİ

Yıl 2009, Cilt: 24 Sayı: 2, 45 - 68, 01.06.2009

Tamer Korolay Oğuz Zoroğlu , Yusuf Kağan Kadıoğlu

Öz

Fiamme yapıları piroklastik kayaçlar içerisindeki yassılaşmış, koyu renkli ve camsı kapanımlar olarak tanımlanır. Fiammeler pek çok kaynaklaşmış ve kaynaklaşmamış ignimbiritlerin karakteristik özelliği olarak şekillenebilir ve püskürme öncesi magma bileşiminin belirlenmesine yönelik önemli ipuçları taşırlar. Fiamme teriminin kullanımı, oluşumlarının yorumlanması ve jenetik anlamları bakımından oldukça karmaşıktır. Bu çalışmada İç Anadolu Volkanik Bölgesinde (İAVB), kaynaklaşmış İncesu ignimbiriti içerisindeki ince‐uzun, alev şekilli ve koyu renkli kapanımlar olarak tanımlanan fiamme yapılarının petrografik ve jeokimyasal özelliklerine değinilmektedir. Arazi gözlemleri, mineralojik, petrografik özellikler ve bazı ana oksit (CaO, Fe2O3*, TiO2, P2O5, MnO, K2O) ve iz element (Sr, Rb, Y, Zr, Hf, Th, La, Ce) değişimlerine dayanılarak İncesu ignimbiritinde iki tip fiamme tanımlanmıştır. A‐tipi fiamme olarak tanımlanan fiammeler, herhangi bir mineral bileşene sahip değildir. B‐tipi fiamme olarak tanımlanan ikinci tip fiammeler ise, plajiyoklaz (oligoklaz, andezin) + piroksen (ojit) + opak mineral bileşiminden oluşmaktadır. Fiammeler kalkalkalen karakterde, andezit/bazaltik andezit’ten (B‐tipi) dasit‐riyolit’e (A‐tipi) kadar değişen bileşimdedirler. B‐tipi fiammeler A‐tipi fiammelere göre yüksek CaO, Fe2O3*, TiO2, P2O5, MnO ve Sr, düşük K2O, Rb, Y, Zr, Hf, Th, La, Ce içeriğine sahiptir. A ve B tipi fiammeler Kondrit, Okyanus Ortası Sırtı Bazaltları (MORB) zenginleşmiş Okyanus Ortası Sırtı Bazaltları (E‐MORB) oranlanmış çoklu element değişim diyagramlarında büyük iyon yarıçaplı elementler (BİYE) bakımından zenginleşme, yüksek alan enerjili elementler (YAEE) bakımından tüketilme göstermektedir. Ayrıca Sr, Ba, Nb, P ve Ti elementlerinde belirgin anomaliler görülmektedir. Üst Kıta Kabuğuna (ÜKK) oranlanmış çoklu element değişim diyagramında A ve B tipi fiammeler pozitif Ta anomalisine sahip olup, diğer iz element içerikleri ÜKK değerlerine çok yakındır. Fiamme örneklerinin nadir toprak element (NTE) içerikleri kondrite oranla zenginleşme gösteriyorken, hafif nadir toprak elemetleri (HNTE) ağır nadir toprak elementlerine (ANTE) göre daha fazla zenginleşmiştir. Bununla birlikte tüm örneklerde plajiyoklaz fraksiyonlaşmasına işaret eden belirgin negatif Eu anomalisi görülmektedir. Rb/Nb, Ba/Nb, Nb/Ta gibi bazı iz element oranları A ve B tipi fiammelerin oluşumu sırasında makul oranda kabuk kirlenmesinin etkili olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak; izotop verilerinin olmamasına rağmen, petrografik ve jeokimyasal sonuçlar fiammelerin oluşumunda plajiyoklaz, klinopiroksen ve Fe‐Ti oksit fraksiyonlaşmasının etkili olduğu, yitim bileşenlerince ve/veya kabuk ürünleriyle zenginleşmiş aynı bir ana magmadan türemiş olduklarını düşündürmektedir.

Anahtar Kelimeler

Fiamme, İgnimbirit, İç Anadolu Volkanik Bölgesi (İAVB), Yitim Bileşenleri, Kabuk Kirlenmesi

Origin of Fiamme Types Within The Incesu Ignimbrite (Incesu – Kayseri): Petrographic and Geochemical Properties

Öz

Fiamme structures, defined as flattened, dark color and glassy inclusions within in the pyroclastic rocks. They may form the characteristic features of many welded and non welded ignimbrites and bears important clues in the determination of magma composition before the eruption. The use of the term “Fiamme” is very chaotic in terms of its genesis meaning and interpretation of occurrences. This study deals with the petrographic and geochemical properties of fiamme structures which are basically described as elongated, flame‐like lenses and dark color inclusions within the welded İncesu ignimbrite from Central Anatolian Volcanic Province (CAVP). Two types of fiamme can be identified based on petrographical, mineralogical properties and geochemical variations of some major oxides (Fe2O3*, CaO, K2O, TiO2, MnO) and trace (Rb, Sr, Y, Zr, Th, Pb, Hf, La, Ce) elements within the İncesu ignimbrite. First type of the fiamme, which is defined as Type‐A, has no mineral component. The second type of the fiamme, is defined as Type‐B and is composed of plagioclase (oligoclase, andesine) + pyroxene (augite, clinoenstatite) + opaque minerals. Both types of Fiamme have calc‐alkaline in character and andesite/basaltic andesite (B‐type) to dacite/rhyolite (A‐type) in composition. B‐type fiamme have relatively high; CaO, Fe2O3*, TiO2, P2O5, MnO ve Sr and low K2O, Rb, Y, Zr, Hf, Th, La, Ce contents with respect to A‐type fiamme. Fiamme display an enrichment in large ion lithophile elements (LILE) relative to high field‐strength elements (HFSE) in Chondrite, MORB and E‐MORB normalized multi‐element diagrams. In Chondrite, MORB and E‐MORB normalized multi‐element diagrams, the trace element patterns of all samples are similar in shape and exhibit depletions in Sr, Ba, Nb, P and Ti. In UC normalized multi element diagram, A and B type fiamme show positive Ta anomaly and have very similar trace element patterns of UC values. Rare earth element (REE) patterns for fiamme show REE enrichment with respect to chondrite values. They exhibit marked enrichment in light rare earth elements (LREE) relative to heavy rare earth elements (HREE). Furthermore, all samples have negative Eu anomalies, indicating the significant role of plagioclase in the fractional crystallization. Elemental ratios such as Rb/Nb, Ba/Nb, Nb/Ta propose that the magma was subjected to conceivable crustal contamination during the evolution of these fiamme. As a result, despite the lack of isotopic data, the petrographic and geochemical results suggest a significant role of plagioclase, clinopyroxene and Fe‐Ti oxide fractionation during the evolution of the A and B type fiamme. Furthermore, these results reveal that the fiamme types of Incesu ignimbrite were produced from same parental magma derived from an enriched source of mixed subduction and/or crustal products.

Anahtar Kelimeler

Fiamme, İgnimbrite, Central Anatolian Volcanic Province (CAVP), Subduction Component, Crustal Contamination.