Ege bölgesi senozoyik yaşlı plütonlardaki jeokimyasal değişimlerin incelenmesi
Investigation of geochemical changes in cenozoic plutons in Aegean region
Yazar: CEREN DİCLE ERDOĞMUŞ
Danışman: DOÇ. DR. SİBEL TATAR ERKÜL
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Batı Anadolu = West Anatolia

Özet:
Ege bölgesinde, Paleosen sonrasında Neotetis kenet kuşağı boyunca yaygın plütonik ve volkanik kuşaklar gelişmiştir. Eosen ve Geç Miyosen granitoyid kuşakları, birbirlerini üzerleyen D-B doğrultulu kuşaklar oluştururlar ve güneye doğru gençleşme eğilimi göstermektedir. Zaman ve mekansal ilişkilerine göre kuzeyden güneye doğru üç ana granitoyid kuşağı tanımlanmıştır: (1) Eosen granitoyid kuşağı, (2) Oligosen-Erken Miyosen granitoyid kuşağı ve (3) Orta-Geç Miyosen granitoyid kuşağı. Ege diliminin geriye doğru hareketi, Eosen granitoyid kuşağı dilim kopması süreçleri ile ilişkilidir. Jeokimyasal verilere dayandırılarak Oligosen-Erken Miyosen ve Orta-Geç Miyosen granitoyid kuşaklarının oluşumu manto ve kabuk kökenine ve çarpışma sonrası açılma ile ilişkilidir. Bununla birlikte her bir granitoid kuşağındaki yanal jeokimyasal değişimler bugüne kadar detaylı olarak çalışılmamıştır. Bu çalışmada, Ege Bölgesindeki her bir granitoyide ait tüm kayaç ana ve eser element jeokimyasal konsantrasyonları ve radyometrik yaşları karşılaştırılmış ve jeodinamik süreçleri incelenmiştir.
Ege Bölgesindeki Senozoyik yaşlı Plütonlardaki jeokimyasal değişimlerin incelenmesi amacı ile yapılan element dağılım kontur haritası ve kutu grafiklerinde elde edilen jeokimyasal değişimler şu şekildedir. SiO2, P2O5, Ce değerleri Erken-Orta Eosen granitoyidlerinde düşük, Orta-Geç Eosen granitoyidleri ise yüksektir. TiO2, Al2O3, MgO, CaO ve ACNK/SiO2 içerikleri ise Erken-Orta Eosen granitoyidlerinde yüksek, Orta-Geç Eosen granitoyidlerinde ise düşüktür. Oligo-Miyosen granitoid kuşağı, yüksek Al2O3, TiO2, CaO, MgO, MnO, ACNK/SiO2, Ba ve Ba+Yb değerleri ve düşük SiO2 değerleri sunmaktadır. Erken Miyosen granitoidleri yüksek SiO2, Ba, Ce ve Ba+Yb ve düşük TiO2, Mg#, Al2O3, CaO, P2O5, MgO, MnO ve ACNK/SiO2 değerleri göstermektedir. Orta Miyosen granitoidleri yüksek SiO2 ve düşük P2O5, MgO, MnO, ACNK/SiO2, Ba, Ce ve Ba+Yb içeriğine sahiptir. Geç Miyosen granitoyid kuşağı içerisinde yer alan Kos ve Samos granitoyidleri aynı gruptaki granitoyidlerin tamamından farklı jeokimyasal karaktere sahiptir. Geç Miyosen granitoyidleri yüksek SiO2 içeriği ve düşük P2O5, MgO, MnO, ACNK/SiO2, Ba, Ce ve Ba+Yb iken Samos ve Kos granitoyidleri düşük SiO2 ve yüksek P2O5, MgO, MnO, ACNK/SiO2, Ba, Ce ve Ba+Yb içeriklerine sahiptir.
Eosen granitoid kuşağında bileşimsel olarak farklı iki bölge yer almaktadır. Her bölge ayrı bir alanı kapsar ve yaklaşık D-B yönünde ilerlemektedir. Güneydeki Erken-Orta Eosen granitoyid kuşağı, kuzeydeki Orta-Geç Eosen granitoyidlerine göre daha bazik bileşimler sergilemektedir. Kısmen Erken-Orta Eosen granitoyid kuşağı ile örtüşen Oligosen-Erken Miyosen granitoyid kuşağı, KB-GD yönünde 400 km boyunca uzanmaktadır. Plütonizmanın güneye doğru gençleşmesi, kuşağın doğrultusu boyunca meydana gelmektedir. Kuşak içindeki granitoyid kütleleri en genç granitoyide doğru hafif derecede asidik eğilim göstermekle birlikte hemen hemen tekdüze jeokimyasal izler taşırlar. Orta-Geç Miyosen granitoyidleri Batı Anadolu'nun doğusunda ve Ege bölgesinin batısındaki Kiklad plütonik kompleksinde görülmektedir. Bu granitoyidlerin jeokimyasal imzaları birbirleri ile benzerlik göstermektedir. Anadolu'daki plütonizma Orta Miyosen sırasında aktivitesini bitirirken Kiklad plütonik kütleleri Geç Miyosene kadar yerleşimini sürdürmüştür. Bu plütonik kütlelere belirgin derecede manto katkısını işaret eden daha ilksel bileşimli ve Anadolu ve Kiklad granitoyid kuşaklarının arasında yer alan Samos ve Kos sokulumları eşlik etmektedir.
Ege bölgesindeki granitoyid kuşaklarının tüm bu özellikleri, Eosen granitoyid kuşaklarının kökeninin farklı olduğunu ve Ege bölgesindeki Oligosen ve Miyosen granitoyid kuşaklarının oluşumunu açıklamak için kullanılan dilimin geriye doğru hareketi modelinden farklı jeodinamik bir senaryonun varlığını düşündürmektedir. Özellikle Oligosen-Erken Miyosen ve Orta-Geç Miyosen granitoyid kuşaklarındaki belirgin jeokimyasal farklılıklar, Ege litosferinin uzun ömürlü dilimin geriye hareketi yerine plütonizmin kökenindeki çeşitli tektonik oluşumların etkilerini yansıtmaktadır.

Abstract:
The Aegean region has been focus of extensive plutonism with volcanic counterparts following the amalgamation of continental blocks along the northern Neotethys Suture since the Late Cretaceous to Palaeocene. Eocene to Late Miocene plutonic bodies form overlapping granitoid belts that extend about W-E in direction and display a consistent southerly younging trend. Three major granitoid belts can be defined based on their spatial and temporal position from north to south: (1) Eocene granitoid belt, (2) Oligocene–Early Miocene granitoid belt, and (3) Middle–Late Miocene granitoid belt. The Eocene granitoid belts are suggested to linked to the slab break-off processes, while the roll-back of the Aegean slab was widely accepted to be responsible for the post-collisional extension and the generation of mantle and crustal sources of the Oligocene–Early Miocene and Middle–Late Miocene granitoid belts on the basis of geochemical data. However, lateral variations in the geochemical features of each granitoid belt have not been examined in detail. We compiled whole-rock major and trace element concentrations together with available radiometric age data from the granitoids in the Aegean region in order to correlate their element abundances and to provide insights into the complexities of geodynamic processes.
The geochemical changes obtained in the element distribution contour map and box charts for the purpose of examining the geochemical changes in Cenozoic Plutons in the Aegean Region are as follows. SiO2, P2O5, Ce values are low in Early-Middle Eocene granitoids and high in Middle-Late Eocene granitoids. TiO2, Al2O3, MgO, CaO and ACNK / SiO2 contents are high in Early-Middle Eocene granitoids, while being low in Middle-Late Eocene granitoids. The Oligo-Miocene granitoid belt exhibits high Al2O3, TiO2, CaO, MgO, MnO, ACNK/SiO2, Ba and Ba + Yb values and low SiO2 values. Early Miocene granitoids show high values of SiO2, Ba, Ce and Ba + Yb and low values of TiO2, Al2O3, CaO, P2O5, MgO, MnO and ACNK/SiO2. Middle Miocene granitoids have high SiO2 contents and low P2O5, MgO, MnO, ACNK/SiO2, Ba, Ce and Ba + Yb contents. Kos and Samos granitoids, located in the Late Miocene granitoid belt, possess different geochemical characteristics than all other granitoids in the same group. While Late Miocene granitoids have high SiO2 contents and low P2O5, MgO, MnO, ACNK/SiO2, Ba, Ce and Ba + Yb contents, Samos and Kos granitoids have low SiO2 and high P2O5, MgO, MnO, ACNK/SiO2, Ba, Ce and Ba + Yb contents.
Two compositionally distinct zones occur in the Eocene granitoid belt. Each zone covers a separate domain and lies in an area of about E-W in direction. Early-Middle Eocene granitoid zone in the south displays more basic compositions with respect to the Middle-Late Eocene granitoids in the north. The Oligocene–Early Miocene granitoid belt, which partly overlaps the Early-Middle Eocene granitoid zone, extends about 400 km along NW-SE in direction. Southeastward younging of plutonism occurs along the strike of the belt. The granitoid bodies have almost uniform geochemical signatures, displaying slightly more acidic affinity towards the youngest pluton within the belt. Middle–Late Miocene granitoids occur in the Western Anatolia in the east and the Cycladic plutonic complex in the west of the Aegean region. These granitoids have almost consistent geochemical signatures. But plutonism in the Anatolia appear to have ceased during Middle Miocene while the Cycladic plutonic bodies continued to occur until Late Miocene. These plutonic bodies are accompanied by the Samos and Kos intrusions located between Anatolian and Cycladic granitoid zones, showing distinctly more primitive compositions associated with mantle input.
All these characteristics of these granitoid belts in the Aegean region suggest that the origin of the Eocene granitoid belts is diverse and implies different geodynamic scenario than simple slab roll-back model to explain the generation of the Oligocene and Miocene granitoid bodies in the Aegean region. Particularly, significant geochemical variations in the Oligocene-Early Miocene and Middle-Late Miocene granitoid belts reflect the effects of diverse tectonic settings in the origin of plutonism rather than long-term slab-roll back of the Aegean lithosphere.