Sivas’ ın GB’ sında Yer Alan Neojen Yaşlı Volkaniklerin Mineralojik - Petrografik, Jeokimyasal ve Petrojenetik Özellikleri

Öz

Sivas Havzası, Orta Anadolu’ daki en önemli Senezoyik havzalardan biri olup, güneyde Toridler ve Neotetis Okyanusu’ nun güney kolunun kalıntısı ofiyolitik kayaç topluluğu; kuzeyde Pontidler, Tokat Masifi ve Neotetis Okyanusu’ nun kuzey kolunun kalıntısı ofiyolitik topluluk, batı ve kuzeybatıda Kırşeir Masifi ile çevrelenmektedir. Sivas Havzası’ nın orta kesimlerinde yer alan ve Alt Orta (?) Karatepe Volkanitleri, mineralojik-petrografik, jeokimyasal ve petrojenetik özellikleri bakımından incelenmiştir. Sivas Havzası’ nı oluşturan birimler, Maestrihtiyen sonrası temel (Kırşehir Masifi ve Torid platformu) üzerine uyumsuzlukla gelmektedir. Çalışma alanında yüzlek veren birimler yaşlıdan gence doğru; Üst Eosen-Alt Oligosen yaşlı Küçüktuzhisar Jipsleri, Oligosen yaşlı Selimiye Formasyonu, Alt Miyosen yaşlı Apa Formasyonu ve üzerinde, bu formasyonun üyesi olan Alt-Orta Miyosen (?) yaşlı Karatepe Volkanitleri, Alt-Orta Miyosen yaşlı Karapınar Jipsleri, aynı yaş aralığında (göreceli olarak daha genç) Alt-Orta Miyosen yaşlı Tatlıcak Formasyonu ve Sarıtepe Jipsleri ile Hocabey Formasyonu yer almaktadır. Bu serinin üzerinde Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı İncesu Formasyonu (Derindere Üyesi) ve stratigrafik olarak en üstte ise Kuvaterner yaşlı alüvyonlar yer alır. Karatepe Volkanitleri, olivin bazalt bileşimli kayaçlardan ibaret olup; subalkalin - toleyitik - yüksek Mg’ lu toleyid bazalt karakterinde olduğu belirlenmiştir. Olivin bazaltları oluşturan magma kökeni ve bileşimi ise, Okyanus Ortası Sırt Bazaltları (MORB) ve Levha içi (WPG), Levha içi toleyidler ve Levha içi Bazalt karakterli, Levha içi volkanikler olduğu görülmektedir. Eser elementlerin, kayaç/MORB’ na göre normalize edilmiş örümcek diyagramında, Ce, Ti ve Y elementlerinde negatif bir anomali izlenmiş ve diğer tüm eser elementlerde ise pozitif bir anomali gözlenmektedir. Bu durum, manto kaynağında küçük ölçekli değişimler, belirgin bir Olivin+klinopiroksen fraksiyonlanması, ve yoğun bir kabuksal kirlenme kaynaklıdır. Levha içi açılmaya bağlı olarak, manto eriyiği, bölgeye (Kırşehir Masifi ve Torid Karbonat Platformu üzerine) yerleşmiştir. Sivas Havzası, Neotetis'in kuzey kolunun kapanmasından sonra, Arap plakası ile Avrasya plakası arasındaki sıkışma ve geç Kretase’deki çarpışma ile şekillenmiştir. Havza oluşumu, Kretase sonunda tektonik çökme ile başlamış, Paleosen ve erken-orta Eosen zamanında gelişimine başlamış bir ön havza olarak düşünülebilir. Havzanın, Pliyosen sırasında Arap ve Avrasya plakalarının yakınsamasından kaynaklanan KKB’ ya doğru yönelen sıkışma ile son şeklini aldığı ve Torid Platformu içinde kıta içi bir havza olarak gelişmiş olabileceği ifade edilebilir. Bölgenin bu jeodinamik konumu göz önüne alındığında, Karatepe Volkanitleri, Eosen sonrası yükselime bağlı olarak, kıta içindeki karasal-geçiş ortamında gelişen sedimantasyon ile eş zamanlı olarak açılma rejimi altında (litosferik incelmenin bir sonucu olarak), gelişmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Kırşehir Bloğu
• Levha tektoniği
• Pontidler
• Sivas Havzası
• Toridler
• Volkanitler

Mineralogical, Petrographic, Geochemical, and Petrogenetic Features of Neogene Volcanic Rocks in Southwestern Sivas

Öz

The Sivas Basin, a significant Cenozoic basin in Central Anatolia, is delineated by the Taurides and an ophiolitic rock assemblage, remnants of the southern branch of the Neotethys Ocean to the south, the Pontides, Tokat Massif, and an ophiolitic assemblage of the northern branch of the Neotethys Ocean to the north, and the Kırşehir Massif to the west and northwest. The Lower–Middle (?) Karatepe Volcanics, situated centrally within the Sivas Basin, have been analyzed for their mineralogical–petrographic, geochemical, and petrogenetic properties. The stratigraphic units of the Sivas Basin unconformably overlie the post-Maastrichtian basement, comprising the Kırşehir Massif and the Tauride Platform. In the study area, the stratigraphic sequence from oldest to youngest includes: Upper Eocene–Lower Oligocene Küçüktuzhisar Gypsum, Oligocene Selimiye Formation, Lower Miocene Apa Formation, and subsequently, the Lower–Middle Miocene (?) Karatepe Volcanics (a constituent of this formation), Lower–Middle Miocene Karapınar Gypsum, relatively younger Lower–Middle Miocene Tatlıcak Formation and Sarıtepe Gypsum, and the Hocabey Formation within the same temporal interval. This sequence is overlain by the Upper Miocene–Pliocene İncesu Formation (Derindere Member), with Quaternary alluvium capping its stratigraphy. The Karatepe Volcanics consist of olivine basaltic rocks characterized as subalkaline, tholeiitic, and high-Mg tholeiitic basalt. The magmatic origin and composition of these olivine basalts suggest that they are Oceanic Ridge Basalts (MORB), within-plate (WPG), within-plate tholeiites, and Within-Plate Basalts, indicative of within-plate volcanism. In the spider diagram, where trace elements are normalized to rock/MORB, negative anomalies are observed for Ce, Ti, and Y, whereas positive anomalies are noted for all other trace elements. This phenomenon is attributed to minor variations in the mantle source, significant fractionation of olivine + clinopyroxene, and intense crustal contamination. Associated with intra-plate extension, the mantle melt was emplaced onto the area (Kırşehir Massif and Tauride Carbonate Platform). Following the closure of the northern branch of the Neotethys, the Sivas Basin was shaped by compression between the Arabian and Eurasian plates and by a collision during the Late Cretaceous. The basin's formation commenced with tectonic subsidence at the end of the Cretaceous and can be considered a foreland basin that began to develop in the Paleocene and Early–Middle Eocene. During the Pliocene, the basin attained its final form owing to NW-SE-oriented compression resulting from the convergence of the Arabian and Eurasian plates, evolving as an intracontinental basin within the Tauride Platform. Considering the geodynamic context of the region, the Karatepe Volcanics developed concurrently with sedimentation in a continental-to-transitional environment within the continent under an extensional regime (because of lithospheric thinning) following the Eocene uplift.

Anahtar Kelimeler

• Kırşehir Block
• Plate tectonics
• Pontides
• Sivas Basin
• Taurides
• Volcanics

Kaynakça

1. [1] Poisson A., JC. Guezou, Öztürk A., İnan S., temiz H., Gürsoy H., Kavak KŞ., Özden S. Tectonic Setting and Evolution of the Sivas Basin, Central Anatolia, Turkey. International Geology Review 1996; Vol. 38, 1996; p. 838-853.
2. [2] Göncüoğlu MC., Toprak V., Kuşçu İ., Erler A., Olgun E. Orta Anadolu Masifinin batı bölümünün jeolojisi. TPAO Rapor 1991;No: 2909 (yayınlanmamış).
3. [3] Yılmaz A., Yılmaz H. Characteristic Features and Structural Evolution of a Post Collisional Basin: The Sivas Basin, Central Anatolia, Turkey. Journal of Asian Earth Sciences 2006; 27, p. 164 - 176.
4. [4] MacKenzie WS., Guilford C.Atlas of rock forming minerals in thin Section. John Wiley and Soons Inc. 1980; New York.
5. [5] Yardley BWD., MacKenzie WS., Guilford C. Atlas of metamorphic rocks and their textures. John Wiley and Soons, Inc, 1990; New York.
6. [6] Erkan,Y. Kayaç oluşturan önemli minerallerin mikroskopta incelenmesi. TMMOB Jeoloji Mühendisliği Odası Yayınları 2011; 5. Baskı, s.436, ISBN: 975-395-137-X.
7. [7] Gökten E. Şarkışla (Sivas) Güney-Güneydoğusunun Stratigrafisi ve Jeolojik Evrimi. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni 1983; C. 26,167 -176.
8. [8] Yılmaz A., Sümengen M., Terlemez İ., Bilgiç T. 1/100.000 Açınsama Nitelikli Türkiye Jeolojisi Haritaları Serisi, Sivas-G23 Paftası. MTA Yayını 1989; Ankara.

9. [9] Kurtman F. Sivas-Hafik-Zara ve İmranlı bölgesinin jeolojik ve tektonik yapısı.Maden MTA Derg. 1973; vol.80, Ankara.
10. [10] Yılmaz A., Uysal Ş., Ağan A., Göç D., Aydın N. 1/100.000 Açınsama Nitelikli Türkiye Jeolojisi Haritaları Serisi, Sivas-F23 Paftası. MTA Yayını 1997; Ankara.
11. [11] Yılmaz A. Tokat ile Sivas Arasındaki Bölgede Ofiyolitlerin Kökeni, İç Yapısı ve Diğer Birimlerle İlişkisi. A.Ü. Fen Fakültesi, Jeoloji Kürsüsü 1980; Doktora Tezi (yayınlanmamış), s136, Ankara.
12. [12] Yılmaz A., Özer S. Kuzey Anadolu Bindirme Kuşağının Akdağmadeni (Yozgat) ile Karaçayır (Sivas) arasındaki bölümünün temel jeoloji incelemesi ve Tersiyer havzasının yapısal evrimi. Ketin Sempozyumu 1984; TJK, s.163-174, Ankara.
13. [13] Whitney DL., Evans BW. Abbreviotions for names of rock-forming minerals. American Min. 2010; 95, 185-187.
14. [14] Le Maitre RW., Bateman P., Dudek A., Keller J., Lameyre Le Bas MJ., Sabine PA., Schmid R., Sorenson H., Streickeisen A., Wolley A.R., Zonettin B. A Classification of igneous rocks and glossory of terms. Blackwell, Oxford 1989.
15. [15] Winchester JA., Floyd PA. Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical Geology 1977; 20, p. 325-343.
16. [16] Irvine TN., Baragar WRA. A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Can. J. Earth Sci. 1971; 8, s. 448-523.
17. [17] MacDonald GA., Katsura I. Chemical Composition of Hawaiian Lavas. Journal of Petrology 1964; 5, s.82-133.
18. [18] Kuno H. Differentiation of Basalt Magmas. In Hess, H.H. & Poldervaart, A. (Eds.), Basalts: The Poldervaart Treatise on Rocks of Basaltic Composition 1968; p. 623-688, Interscience Publishers, New York.
19. [19] Hyndman RD. Plate Motions Relative to the deep mantle and the development of subduction zones. Nature 1972; v.238, p.263–265.
20. [20] Rickwood PC. Boundary lines within petrologic diagrams which use oxides of major and minor elements. Lithos 1989; v.22, s.247-263.
21. [21] Irvine TN., Baragar WRA. A guide to the chemical classification of common volcanic rocks. Canadian Journal of Earth Sciences 1971; 8, p.523-548.
22. [22] Miyashiro A. Volcanic rock series in islan arcs and active continental margins. Amer.Jor.of Sci. 1974; V.274, p.321-355.
23. [23] Jensen L.S. A New Cation Plot for Classifying Subalkalic Volcanic Rocks. Ontario Division Mines 1976; Miscellaneous Paper, 66, p.22.
24. [24] Wood DA. The application of a Th-Hf-Ta diagram to problems of tectonomagmatic classification and to establishing the nature of crustal contamination of basaltic lavas on the British Tertiary Volcanic Province. Earth and Planetary Science Letters 1980. v 50, p. 11-30.
25. [25] Meschede M. A method of discriminating between different types of mid-ocean ridge basalts and continental tholeiites with the Nb-Zr-Y diagram. Chemical Geology 1986; v. 56, p. 207-218.
26. [26] Sun SS., McDonough WF. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. In: Saunders, A.D., Norry, M.J. (Eds.). Magmatism in the Ocean Basins, Geol. Soc., London, Spec. Publ. 1989; 42, p. 313-345.
27. [27] Pearce JA., Cann JR. Tectonic setting of basic volcanic rocks determined using trace element analyses. Earth Planet. Sci. 1973; Lett. 19 , v. 2, p. 290–300.
28. [28] Pearce JA. Trace element characteristics of lavas from destructive plate boundaries R.S. Thorpe (Ed.), Andesites, Wiley, Chichester 1982; p. 525–548.
29. [29] Wilson M. Igneous Petrogenesis. Oxford University Press 1989; Oxford.