The Acidic Components of Metamorphic Massifs: A Perspective on Geochemistry and Mineralogy

Abstract

In this study, we attempted to interpret the geochemistry and mineralogy of acidic magmatite samples in the vicinity of Yolcular, approximately 140 km southeast of Bitlis Province, within the context of regional geology. Acidic magmatites are high-silica content igneous rocks that can have volcanic or plutonic origins. The average mineral composition of acidic magmatites such as aplite and metagranite includes alkali feldspar, plagioclase, quartz, biotite, and hornblende. Geochemical analyses indicate that these rocks are composed of granodiorite and formed through the differentiation of granite-granodiorite magma. The fractional crystallization process also suggests the modification of toleyitic and calc-alkaline granitic magma. Particularly, fractional crystallization plays a significant role in the formation of aplite veins within the metamorphic massif. This can be observed through high LaN/YbN, Rb/Sr ratios, low Sm/Nd, K/Rb, and Sr/Ba ratios. The variations in trace element ratios indicate the influence of fractional crystallization associated with partial melting on the upper continental crust. Acidic magmatites have been affected by regional metamorphism and cataclastic metamorphism, as evidenced by the preferred orientation, microfolds, and foliation observed in biotite minerals. Metamorphism represents amphibolite facies conditions that affect all units within the metamorphic massif.

Keywords

• ractional crystallization
• Toleyitic magma
• Aplite veins
• Bitlis
• Massif.

Metamorfik Masiflerin Asitik Bileşenleri: Jeokimya ve Mineraloji Perspektifi

Öz

Bu çalışmada Bitlis İli’nin yaklaşık 140 km güneydoğusunda Yolcular civarında asitik magmatit örneklerin jeokimyası ve mineralojisini bölgesel jeoloji içinde yorumlamaya çalıştık. Asitik magmatitler, yüksek miktarda silisyum içeren magmatik kayaçlar olup, volkanik veya plutonik kökenli olabilirler. Aplit, metagranit gibi asitik magmatitlerin ortalama mineral bileşimi alkali feldispat, plajiyoklaz, kuvars, biyotit ve hornblend’tir. Jeokimyasal analizler bu kayaçların granodiyorit bileşiminli olduğu ve granit-granodiyorit magmasının diferansiyasyonuyla oluştuğunu gösterirken, aynı zamanda fraksiyonel kristallenme süreci toleyitik ve kalkalkalen özellikli granitik magmanın değişimini işaret etmektedir. Özellikle metamorfik masif içerisinde aplit damar kayacının oluşumunda fraksiyonel kristallenme önemlidir. Bu durum, yüksek LaN/YbN, Rb/Sr ve düşük Sm/Nd, K/Rb, Sr/Ba oranlarındanda görülebilmektedir. İz element oranlarının değişiminde, bölümsel ergime ile gelişen fraksiyonel kristallenmenin üst kıtasal kabuğu etkilediği görülmektedir. Asitik magmatitler bölgesel metamorfizma ve kataklastik metamorfizmadan etkilenmiş olup, biyotit minerallerinde izlenen yönlenme, mikro kıvrımlar ve yapraklanma bunun işaretidir. Metamorfizma ise metamorfik masifin tüm birimlerini etkileyen amfibolit fasiyesi koşullarıdır.

Anahtar Kelimeler

• Fraksiyonel kristalleşme
• Toleyitik magma
• Aplit damarı
• Bitlis
• Masif.

Kaynakça

1. Boray, A. (1975). Bitlis dolayının yapısı ve metamorfizması: Türkiye Jeol. Kur. Bült.,18/1
2. Çağlayan, M.A. İnal, R.N. Şengün, M. ve Yurtsever, A. (1984). Structural setting of the Bitlis massive. International Symposium on the Geology of the Taurus Belt, 245-254.
3. Dewey, J. F. Pitman, W. C, Ryan, W.B.F. ve Bonnin, J. (1973). Plate tectonics and the evolution of the alpine system. Geol. Soc. Amer. Bull. 84: 3137-3180.
4. Göncüoğlu, M.C. and Turhan, N., (1983). New results on the age of Bitlis Metamorphics. Maden Tetkik ve Arama Enst., Derg., 95-96, 1-5.
5. Helvacı, C. (1983). Avnik (Bingöl) bölgesi Bitlis Masifi Metamorfik kayalarının Rb/Sr jeokronolojisi: Türkiye Jeoloji Kurumu 37. Bilimsel ve Teknik Kurultayı Bildiri Özleri, 111.
6. Huleatt, M.B. (2019). Australian Resource Reviews: Rare Earth Elements.
7. Irvine, T.N. and Baragar, W.R.A. (1971) A Guide to the Chemical Classification of the Common Volcanic Rocks. Canadian Journal of Earth Science, 8, 523-548.
8. Kılıç, A.D. Ateş, C. (2015). Geochronology of the Late Cretaceous magmatism and metamorphism, Pütürge massif, Turkey, Acta Petrologica Sinica 31(5):1485-1493.

9. Kılıç, A.D. and İnceöz, M. (2015). Mineralogical Geochemical and ısotopic effect of silica in ultramaphic systems, Eastern Anatolian Turkey, Geochemistry International, 53(4), 369 – 382. https://doi.org/10.1134/S0016702915040035.
10. Kılıç, A.D., Karaca, T. (2021). Fay Kayalarının Mineralojisinde Deformasyonun Rolü, European Journal of Science and Technology, 27, 942-949. DOI: 10.31590/ejosat.963097.
11. Kılıç, A.D., Çakmak, B. (2021). Bitlis ignimbiritinin petrografik ve jeokimyasal özellikleri GÜFBED/GUSTIJ (2021) 11 (4): 1093-1102. DOI: 10.17714/gumusfenbil.920804.
12. Kırat, G. (2022a). Nadir Toprak Elementleri ve Yatak Türleri, Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences. Volume (9), Issue (23), 25-31. DOI: 10.5281/zenodo.7130650
13. Kırat, G. (2022b). Türkiye’deki Nadir Toprak Element Yatakları. Munzur 4th International Conference On Applied Sciences, 14-20
14. Middlemost, E.A.K. (1994). Naming Materials in the Magma/Igneous Rock System. Earth-Science Reviews, 37, 215-244.
15. Oberhansli, R, Bousquet, R, Candan, O., Okay,A. (2012). Dating Subduction Events in East Anatolia, Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences. 21: 1-17.
16. Pearce, J.A. (1996). A User’s Guide to Basalt Discrimination Diagrams. In: Wyman, D.A., Ed., Trace Element Geochemistry of Volcanic Rocks: Applications for Massive Sulphide Exploration, Geological Association of Canada, Short Course Notes, Vol. 12, 79-113.
17. Peccerillo, A. and Taylor, S.R. (1976) Geochemistry of Eocene Calc-Alkaline Volcanic Rocks from the Kastamonu Area, Northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology, 58, 63-81.
18. Pinkerton, H., Stevenson, R.J., (1992). Methods of determining the rheological properties of magmas at sub-liquidus temperatures. J. Volcanol. Geotherm. Res. 53, 47–66.
19. Şaşmaz, A., Kılıç, A.D., Akgül, B., Şaşmaz, B. (2023). Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 286, 5 February 2023, 122037.
20. Şaşmaz,A., Erdem, Ö.,Kaya, G.,Yaman, M. (2007). Distribution of Thallium in Soil and Plants Growing in the Keban Mining District of Turkey and Determined by ICP-MS, Atomic Spectroscopy, vol. 28, no. 5, pp. 157–163, 2007.
21. Şengün, M. (1984). Bitlis Masifinin Metamorfizması Ve Örtü Çekirdek İlişkisi.Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 115, 1-13.
22. Tolluoğlu, A. Ü. & Erkan, Y., (1982). Mutki (Bitlis) yöresindeki bölgesel metamorfik kayaçların petrografik incelenmesi Yerbilimleri, 8 (9) , 73- 90 .
23. Wilson, M. (1989). Igneous Petrogeaesis.. Oxford University Press., 466.Yazgan, E., Chessex, R., 1991. Geology and tectonic evolution of the southestern Taurides in the region of Malatya. Turkiye Petr. Jeo. Der., 3, 1, 1-41, Ankara
24. Yılmaz, Y. (1993). New evidence and model on the evolution of the southeast Anatolian orogen. Geol. Soc. Of Amer. Bull., 105, 251-27.