Mineralogical characteristics of metamorphic massif units outcropping in Göksun, Afşin and Ekinözü (Kahramanmaraş) region

Yıl 2020, Cilt: 162 Sayı: 162, 103 - 143, 15.08.2020

Deniz Hozatlıoğlu , Ömer Bozkaya , Hüseyin Yalçın Hüseyin Yılmaz

https://doi.org/10.19111/bulletinofmre.610884

Cited By: 2

Öz

This study aims to investigate and correlate the mineralogical-petrographic characteristics of Metamorphites in Göksun, Afşin and Ekinözü in the Southeast Anatolian Metamorphic Massifs. In this context, the optical microscopy and XRD investigations were performed on several samples. Göksun Metamorphites are constituted by phyllite, calcphyllite, marble and they contain mainly calcite, dolomite, quartz, feldspar, phyllosilicate. KI and b-cell dimension data reflect high anchizone-epizone and medium pressure conditions. Afşin Metamorphites are represented by phyllite, calcphyllite, calcschist, micaschist, amphiboleschist, marble. Phyllosilicates have consisted of illite/mica, IIb chlorite, mixed-layers, smectite. KI and b-cell dimension data correspond to the subgreenschist-greenschist facies conditions. Ekinözü Metamorphites are made of chloriteschist, amphiboleschist, micaschist, micagneiss in lower parts, while calcitic and/or dolomitic marbles are present in the upper parts. Mica is dioctahedral and trioctahedral, whereas chlorite tends to be trioctahedral. Based on mineral associations, Ekinözü Metamorphites belong to amphibolite facies in the lower parts, but the greenschist facies conditions at the upper parts. The coarse-grained biotite, muscovite and chlorite are accompanied by mixed-layers. According to mineral composition and degrees of metamorphism, Göksun and Afşin Metamorphites are similar to the Keban and Malatya Metamorphites; however, Ekinözü Metamorphites to Pütürge Metamorphites. The data show that metamorphics in the western extension of the Southeast Anatolian Metamorphic Massifs have different origin and/or lithologies according to the regions, increasing temperature-pressure conditions from Göksun to Ekinözü and have groups of rock with different geological evolutions.

Anahtar Kelimeler

Southeast Anatolian Metamorphic Massifs, Phyllosilicate mineralogy, Metamorphism, XRD

Teşekkür

This study has been supported by the project number M510 by the Head of Scientific Research Projects of the Sivas Cumhuriyet University. We thank technical staff in the laboratories of Geological Engineering Department for their helps during the preparation of thin section and XRD analyses, to Assoc. Prof. Dr. Sema Tetiker for her supports during XRD studies, to Assoc. Prof. Dr. Taner Ekici and to Prof. Dr. Musa Alparslan for their contributions during the petrographic examinations, to Assoc. Prof. Dr. B. Levent Mesci and Dr. Derya Toksöz for map drawings and trainee students for their assistance during field and laboratory studies. We also thank Dr. Branimir Segvic who edited and reviewed the manuscript.

Kaynakça

• Árkai, P. 1991. Chlorite crystallinity: an empirical approach and correlation with illite crystallinity, coal rank and mineral facies as exemplified by Palaeozoic and Mesozoic rocks of northeast Hungary. Journal of Metamorphic Geology 9, 723-734.
• Bailey, E.B. 1988. X-ray diffraction identification of the polytypes of mica, serpentine and chlorite. Clays and Clay Minerals 36, 193-213.
• Baydar, O. 1989. Berit-Kandil dağları (Kahramanmaraş) ve civarının jeolojisi. Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 248 s. İstanbul (unpublished).
• Bedi, Y., Şenel, M., Usta, D., Özkan, M. K., Beyazpirinç, M. 2004. Binboğa Dağları’nın jeolojik özellikleri ve batı-orta Toroslar’daki benzer birimler ile deneştirilmesi. 57. Türkiye Jeoloji Kurultayı, 8-12 Mart 2004, Ankara, 271-272.
• Bedi, Y., Usta, D., Özkan, M.K., Beyazpirinç, M., Yıldız, H., Yusufoğlu, H. 2005. Doğu Toroslar’da (Göksun-Sarız-Elbistan) allokton istiflerin tektono-stratigrafik özellikleri. 58. Türkiye Jeoloji Kurultayı, 11-17 Nisan 2005, Ankara, 262-263.
• Bedi, Y., Yusufoğlu, H., Beyazpirinç, M., Özkan, M.K., Usta, D., Yıldız, H. 2009. Doğu Toroslar’ın Jeodinamik Evrimi (Afşin-Elbistan-Göksun)-Sarız Dolayı). Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 11150, 388 s. Ankara (unpublished).
• Blumenthal, M.M. 1951. Batı Toroslar’da Alanya ard ülkesinde jeolojik araştırmalar. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 5, 194 s. Ankara (unpublished).
• Bozkaya, Ö. 1999. Alanya Metamorfitleri doğu kesiminin (Anamur Kuzeyi) mineralojisi: Kristalinite, b0 ve politipi. 11. Mühendislik Haftası, Yerbilimleri Sempozyumu, 20-23 Ekim 1999, Isparta, 183-192.
• Bozkaya, Ö. 2001. Demirtaş-Alanya yöresinde Alanya naplarının metamorfizmasına ilişkin yeni mineralojik bulgular, Orta Toroslar, Türkiye. Yerbilimleri 23, 71-86.
• Bozkaya, Ö., Yalçın, H. 2004. New mineralogical data and implications for the tectono-metamorphic evolution of the Alanya Nappes, Central Tauride Belt, Turkey. International Geology Review 46,347-365.
• Bozkaya, Ö., Yalçın, H. 2005. Diagenesis and very low-grade metamorphism of the Antalya Unit: mineralogical evidence of Triassic rifting, Alanya-Gazipaşa, Central Taurus Belt, Turkey. Journal of Asian Earth Sciences 25, 109-119.
• Bozkaya, Ö., Yalçın, H. 2007. X-ışını difraktogramlarında kil minerallerinin karmaşık piklerinin çözümlenmesi: Türkiye’den örnekler. 13. Ulusal Kil Sempozyumu, 12-14 Eylül 2007, Isparta, 16-31.
• Bozkaya, Ö., Yalçın, H. 2014. Mineral jeokimyası ile fillosilikatların kökeni, diyajenez/metamorfizma derecesi ve basınç/sıcaklık evrimi arasındaki ilişkilerin belirlenmesi: Torid, Pontid ve Güneydoğu Anadolu Otoktonu birliklerinde yüzeylenen Paleozoyik-Alt Mesozoyik yaşlı birimlerden örnekler. Cumhuriyet Üniversitesi Bilimsel Araştırma Proje No: M-469, 191 s. Sivas (unpublished).
• Bozkaya, Ö., Yalçın, H., Başıbüyük, Z., Özfırat, O., Yılmaz, H. 2007a. Origin and evolution of the Southeast Anatolian Metamorphic Complex (Turkey). Geologica Carpathica 58, 197-210.
• Bozkaya, Ö., Yalçın, H., Başıbüyük, Z., Bozkaya., G. 2007b. Metamorphic-hosted pyrophyllite and dickite occurrences from the hydrous al-silicate deposits of the Malatya-Pütürge region, Central Eastern Anatolia, Turkey. Clays and Clay Minerals 55, 4, 423-442.
• Brindley, G.W. 1980. Quantitative X-ray mineral analysis of clays. In: Cristal Structures of Clay Minerals and Their X-ray Identification, Brindley, G.W. and Brown, G. (Eds.), Mineralogical Society London, 411-438.
• Deer, W. A., Howie, R. A., Zussman, J. 1992. Rock-forming Minerals. Longmans, 2nd edition, London, 270 p.
• Frey, M. 1987. Very low-grade metamorphism of clastic sedimentary rocks. In: Low Temperature Metamorphism, M. Frey (Ed.). Blackie, Glasgow and London, 9-58.
• Göncüoğlu, M.C. 2010. Türkiye Jeolojisine Giriş: Alpin ve Alpin Öncesi Tektonik Birliklerin Jeodinamik Evrimi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Monografi Serisi 5, 69 s.
• Göncüoğlu, M.C., Turhan, N. 1984. Geology of the Bitlis metamorphic belt. Tekeli, O. ve Göncüoglu, M.C. (Eds.), In: International Symposium on the Geology of the Taurus Belt, 26-29 September 1983, Ankara, 237–244.
• Göncüoğlu, M.C., Dirik, K., Kozlu, H. 1997. Pre-Alpine and Alpine Terranes in Turkey: Explanatory notes to the terrane map of Turkey. Annales Géologique Pays Hellénique 37, 515-536.
• Grathoff, G.H., Moore, D.M. 1996. Illite polytype quantification using Wildfire© calculated X-ray diffraction patterns. Clays and Clay Minerals 44, 835-842.
• Guggenheim, S. Bain, D.C. Bergaya, F. Brigatty, M.F. Drits, A. Eberl, D.D. Formoso M.L.L. Galan, E. Merriman, R.J. Peacor, D.R. Stanjek, H., Watanabe T. 2002. Report of the AIPEA nomenclature committee for 2001: order, disorder and crystallinity in phyllosilicates and the use of the “Crystallinity Index”. Clay Minerals 37, 389- 393.
• Işık V., Tekeli, O. 1995. New petrographical data at the eastern part of Alanya Metamorphites (Anamur, S. Turkey). Bulletin of the Mineral Research and Exploration 117, 49-57.
• J.C.P.D.S. 1990. Powder Difraction File. Alphabetical Indexes Inorganic Phases, Swarthamore, U.S.A. 871 p.
• Juteau, T. 1980. Ophiolites of Turkey. Ofioliti 2, 199-238. Karaman, T., Poyraz, N., Bakırhan, B., Alan, İ., Kadınkız,G, Yılmaz, H., Kılınç, F. 1993. Malatya-Doğanşehir- Çelikhan Dolayının Jeolojisi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 9587, 57 s. Ankara (unpublished).
• Kisch, H.J. 1980. Illite crystallinity and coal rank associated with lowest-grade metamorphism of the Taveyanne greywacke in the Helvetic zone of the Swiss Alps. Eclogae Geologicae Helvetiae 73, 753-777.
• Krumm, S. 1996. WINFIT 1.2: version of November 1996 (The Erlangen geological and mineralogical software collection) of WINFIT 1.0: a public domain program for interactive profile-analysis under WINDOWS. XIII Conference on Clay Mineralogy and Petrology, Praha, 1994, Acta Universitatis Carolinae Geologica 38, 253-261.
• Kübler, B. 1968. Evaluation quantitative du métamorphisme par la cristallinitéde l’illite. Bulletin du Centre de Recherches de Pau, Société Nationale des Pétroles d’Aquitaine 2, 385–397.
• McClusky, S., Balassanian, S., Barka, A., Demir, C., Ergintav, S., Georgiev, I., Gurkan, O., Hamburger, M., Hurst, K., Kahle, H., Kastens, K., Kekelidze, G., King, R., Kotzev, V., Lenk, O., Mahmoud, S., Mishin, A., Nadariya, M., Ouzounis, A., Paradissis, D., Peter, Y., Prilepin, M., Reilinger, R., Sanli, I., Seeger, H., Tealeb, A., Toksoz, M.N., Veis, G. 2000. Global Positioning System constraints on plate kinematics and dynamics in the eastern Mediterranean and Caucasus. Journal of Geophysical Research-Solid Earth 105, 5695-5719.
• Merriman, R.J., Frey, M. 1999. Patterns of very low-grade metamorphism in metapelitic rocks. In: Low Grade Metamorphism, Frey, M. and Robinson, D. (Eds.), Blackwell, Oxford, 61-107.
• Merriman, R.J., Roberts, B., Peacor, D.R. 1990. A transmission electron microscopy study of white mica crystallite size distribution in a mudstone to slate transitional sequence, North Wales, UK. Contributions to Mineralogy and Petrology 106, 27-44.
• Metin, S., Papak, İ., Keskin, H., Özsoy, İ., Polat, N., Altun, İ., İnanç, A., Hazinadar, H., Konuk, O., Karabalık, M.N. 1982. Tufanbeyli-Sarız-Göksun ve Saimbeyli Arasının Jeolojisi (Doğu Toroslar). Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 7129, 123 s. Ankara (unpublished).
• Metin, S., Ayhan, A., Papak, İ. 1986. Geology of the western part of the Eastern Taurus Belt (SSE of Turkey). Bulletin of the Mineral Research and Exploration 107, 1-12.
• Metin, S., Ayhan, A., Papak, İ. 1989. 1/100.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası, Elbistan-İ22 paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü 15 s. Ankara.
• MTA. 2002. 1/500 000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları, Sivas ve Hatay Paftaları. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
• MTA. 2008. 1/200 000 ölçekli Kahramanmaraş İlinin Jeoloji Haritası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
• Özgül, N. 1976. Toroslar’ın bazı temel jeoloji özellikleri. Türkiye Jeoloji Bülteni 19, 65-78.
• Özgül, N. 1981. Munzur Dağlarının jeolojisi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 6995, 136 s. Ankara (unpublished).
• Özgül, N. 1984. Stratigraphy and tectonic evolution of the Central Taurides. In: International Symposium on the Geology of Taurus Belt, Tekeli, O. and Göncüoğlu, M.C. (Eds.), September 26-29, 1983,Ankara, 77-90.
• Özgül, N., Turşucu, A. 1984. Stratigraphy of the Mesozoic carbonate sequence of the Munzur Mountains (Eastern Taurides). In: International Symposium on the Geology of the Taurus Belt, Tekeli, O. and Göncüoglu, M. C. (Eds.), September 26-29, 1983, Ankara, 173-180.
• Öztürk, A., Boztuğ, D., Yalçın, H., İnan, S., Gürsoy, H., Bozkaya, Ö., Yılmaz, S., Uçurum, A. 1996. Hekimhan (KB Malatya) ve Kangal (GD Sivas) Yörelerinde Mevcut Maden Yataklarının Jeolojik ve Madencilik Açısından Değerlendirilmesi Çalışmaları. Cilt I: Jeolojik Etüdler. DPT Proje No: 89 K 120450, 186 s. Sivas (unpublished).
• Pattison, D.R.M. 1992. Stability of andalusite and sillimanite and the Al2O5 triple point: constraints from the Ballachulish aureole, Scotland. Journal of Geology 100, 423-446.
• Perinçek, D. 1979a. Çelikhan-Sincik-Koçali (Adıyaman) alanının jeolojik incelemesi. Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı, Arama Grubu Başkanlığı Rapor No: 1395.
• Perinçek, D. 1979b. Geological investigation of the Çelikhan- Sincik-Koçali area (Adıyaman province). İstabul Üniversitesi, Fen Fakültesi Mecmuası Seri B, 44, 127-147.
• Perinçek, D. 1979c. Interrelations of the Arabian and Anatolian plates. First Geological Congress on Middle East, Geological Society of Turkey, Ankara, Guide book for excursion B., 17 p.
• Perinçek, D., Kozlu, H. 1984. Stratigraphy and structural relation of the units in the Afşin-Elbistan- Doğanşehir region. In: International Symposium on the Geology of the Taurus Belt, Tekeli, O. and Göncüoglu, M.C. (Eds.), September 26-29, 1983, Ankara, 181-198.
• Powell, C. McA. 1979. A morphological classification of rock cleavage. Tectonophysics 58, 21-34.
• Reilinger, R.E., McClusky, S.C., Oral, M.B., King, R.W.,Toksoz, M.N., Barka, A.A., Kinik, I., Lenk, O., Sanli, I. 1997. Global Positioning System measurements of present-daycrustal movements in the Arabia-Africa Eurasia plate collision zone. Journal of Geophysical Research-Solid Earth 102, 9983-9999.
• Ricou, L.E. 1980. La tectonique de coin et la genèse de l’arc égéen. Revue de Géologie Dynamique et de Géographie Physique. 13, 147-155.
• Robinson, D. 1987. Transition from diagenesis to metamorphism in extensional and collision settings. Geology 15, 866–869.
• Robinson, D., Bevins, R.E. 1986. Incipient metamorphism in the Lower Palaeozoic marginal basin of Wales. Journal of Metamorphic Geology 4, 101-113.
• Sassi, F.P., Scolari, A. 1974. The b0 value of the potassic white micas as a barometric indicator in low-grade metamorphism of pelitic schists. Contributions to Mineralogy and Petrology 45, 143–152.
• Schildgen, T.F., Yildirim, C., Cosentino, D., Strecker, M.R. 2014. Linking slab break-off, Hellenictrench retreat, and uplift of the central and Eastern Anatolian plateaus. Earth-Science Reviews 128, 147–168.
• Şengör, A.M.C., Yılmaz, Y. 1981. Tethyan evolution of Turkey, a plate tectonic approach. Tectonophysics 75, 181-241.
• Tarhan, N. 1982. Göksun-Afşin-Elbistan jeolojisi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 7296, 63 s. Ankara (unpublished).
• Tarhan, N. 1984. Göksun-Afsin-Elbistan Dolayının Jeolojisi. Jeoloji Mühendisliği Dergisi 19, 3-9.
• Turner, F.J. 1981. Metamorphic petrology. New York, McGraw-Hill, 524 p.
• Warr, L.N., Rice, A.H.N. 1994. Interlabratory standartization and calibration of clay mineral crystallinity and crystallite size data. Journal of Metamorphic Geology 12, 141-152.
• Warr L.N., Ferreiro-Mählmann, R. 2015. Recommendations for Kübler Index standardization. Clay Minerals 50, 283-286.
• Whitney, D.L. 2002. Coexisting andalusite, kyanite, and sillimanite: Sequential formation of three Al2SiO5 polymorphs during progressive metamorphism near the triple point, Sivrihisar, Turkey. American Mineralogist 87, 405-416.
• Yalçın, H., Bozkaya, Ö. 2002. Hekimhan (Malatya) çevresindeki Üst Kretase yaşlı volkaniklerin alterasyon mineralojisi ve jeokimyası: Denizsuyu- kayaç etkileşimine bir örnek. Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi Seri A-Yerbilimleri 19, 81-98.
• Yazgan, E. 1983. A geotraverse between the Arabian Platform and the Munzur Nappes. International Symposium on the Geology of the Taurus Belt, September 26-29, 1983, Ankara, Guide book for excursion V., 17p.
• Yazgan, E., Asutay, J., Gültekin, M.C., Poyraz, N., Yıldırım, H. 1986. 1/100.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası, Malatya- İ27 Paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
• Yazgan, E., Asutay, J., Gültekin, M.C., Poyraz, N., Sirel, E., Yıldırım, H. 1987. Malatya güneydoğusunun jeolojisi ve Doğu Toroslar’ın jeodinamik evrimi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 2268, 178 s. Ankara (unpublished).
• Yıldırım, M. 1989. K.Maraş Kuzeyindeki (Engizek-Nurhak Dağları) Tektonik Birliklerin Jeolojik, Petrografik İncelenmesi. Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi, 306 s. İstanbul (unpublished).
• Yılmaz, A., Bedi, Y., Uysal, Ş., Yusufoğlu, H., Aydın, N. 1993. Doğu Toroslar’da Uzunyayla ile Beritdağı arasının jeolojik yapısı. Türkiye Petrol Jeologları Derneği Bülteni 5, 69-87.
• Yılmaz, A., Bedi, Y., Uysal, Ş., Aydın, N. 1997. 1/100.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası. Elbistan-İ23 Paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, 18 s. Ankara.
• Yılmaz, Y. 1993. New evidence and model on the evolution of the southeast Anatolian orogen. Geological Society of American Bulletin 105, 251-271.
• Yılmaz, Y., Yiğitbaş, E. 1990. SE Anadolu’nun farklı ofiyolitik-metamorfik birlikleri ve bunların jeolojik evrimdeki rolü. Türkiye 8. Petrol Kongresi Bildirileri, 16-20 Nisan 1990, Ankara, 128-140.
• Yılmaz, Y., Gürpınar, O., Kozlu, H., Gül, M. A., Yiğitbaş, E., Yıldırım, M., Genç, Ş. C., Keskin, M. 1987. Maraş kuzeyinin jeolojisi (Andırın-Berit- Engizek-Nurhak-Binboğa Dağları). Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı Rapor No: 2028, Cilt (II-III), 218 s. Ankara (unpublished).
• Yılmaz, Y., Yiğitbaş, E., Yıldırım, M., Genç, Ş.C. 1992. Güneydoğu Anadolu metamorfik masiflerinin kökeni. Türkiye 9. Petrol Kongresi Bildirileri, 17-21 Şubat 1992, Ankara, 296-306.
• Yılmaz, Y., Yiğilbaş, E., Genç, Ş.C. 1993. GD Anadolu Orojenik Kuşağı’nın batı kesimlerinin jeolojik evrimi. Ozan Sungurlu Sempozyumu Bildirileri, Kasım 1991, Ankara, 356-385.
• Yılmaz, Y., Yiğitbaş, E., Genç, S.C., Şengör, A.M.C. 1997. Geology and tectonic evolution of the Pontides. In: A.G.Robinson (Ed.), Regional and petroleum geology of the Black Sea and surrounding region. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Memoir 68, 183-226.
• Yiğitbaş, E. 1989. Engizek Dağı (K.Maraş) Dolayındaki Tektonik Birliklerin Petrolojik İncelenmesi. Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi, 347 s. İstanbul (unpublished).