Erciyes volkanizmasının en genç birimlerinin (Kuvaterner) petrolojik modellenmesi
Petrologic models of the youngest units (Quaternary) of Erciyes volcanism
Yazar: FİRDEVS İREM YEŞİLYURT
Danışman: PROF.DR. UMRAN DOĞAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
ÖZETDoktora TeziERCİYES VOLKANİZMASININ EN GENÇ BİRİMLERİNİN (KUVATERNER) PETROLOJİKMODELLEMESİF. İrem YEŞİLYURTAnkara ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüJeoloji Mühendisliği Anabilim DalıDanışman: Prof. Dr. A. Umran DOĞANBu doktora çalışmasının amacı Erciyes volkaniklerinin en genç birimlerinin magmatik modelinin çeşitlijeokimyasal metodlar ve MELTS ile modellenmesidir.Arazide hava fotoğrafları, Lansat görüntüleri, 1/25 000'lik topoğrafik harita önceki jeolojik haritalar veGPS ile çalışmalar yapılmıştır. Çalışma alanından 300 adet örnek alınmış, 200' den fazla örnektenincekesit yapılarak optik mikroskopta incelenmiş ve seçilen 20 örnekten opak mikroskop çalışmalarıyapılmıştır. 40 tane örneğin ICP-MS analizleri sertifikalı laboratuvarda (Acme, Canada) yapılmıştır.Seçilen bazı örneklerden minerallerin türleri ve kantitatif karakteristikleri için EPMA, SEM-EDS, tozXRD çalışmaları yapılmıştır. İlaveten piroksenlerin ve amfibollerin kristal yapıları EPMA sonuçlarıkullanılarak yapılmış ve amfibollerdeki basınç hesapları yaygın olarak kullanılan üç formülde dehesaplanmıştır. ICP-MS sonuçları kullanılarak CIPW normları hesaplanmıştır. Newpet ve MinPetjeokimyasal diyagramları kullanılarak kayaçların magmatik orijinleri ve tektonik ortamları belirlenmiştir.MELTS modelinde 500 ve 750 bar, 1, 2, 3, 4 Kbar basınç koşulları seçilmiş ve tüm basınç koşulları içinsıcaklık aralığı 1150-850 ºC olup, H2O 2 mol olarak kabul edilmiştir.Petrografik ve jeokimyasal çalışmalar Erciyes volkaniklerinin bazalt, andezit, dasit ve riyolit içerdiğinigöstermiştir. Genel olarak bazaltlarda plajiyoklas > olivin Â± piroksen; andezitlerde plajiyoklas >ortopiroksen, klinopiroksen > amfibol Â± biyotit Â± alkali feldispat Â± kuvars ve opak mineraller; dasitlerdeplajiyoklas > ortopiroksen, klinopiroksen > amfibol > alkali feldispat Â± biyotit Â± kuvars ve opakmineraller; riyolitlerde ise plajiyoklas > amfibol > piroksen > alkali feldispat > biyotit Â± kuvars olarakbelirlenmiştir. Klasik jeokimyasal diskriminant diyagramlar Erciyes volkaniklerinin en genç birimlerininmağmatik orijinin subalkalin-kalkalkalin ve orta potasyum içerikli olduğunu gösterir ve tektonik ortamlarıise yıkıcı levha sınırı bölgeleridir. Major oksit, TE, REE çalışmaları Erciyes volkaniklerinde tipikfraksiyonel kristalleşmeyi göstermekte ve kıtasal yaylarda yıkıcı levha sınırlarının izlerini taşımaktadır.Bundan dolayı Erciyes Kuvaterner volkanikleri magma-kıtasal kabuk (yan kayaç) etkileşiminin izlerinigöstermektedir. Amfibol minerallerindeki basınç hesapları magma odasındaki basınç değerlerininPHZ=3.68 Kbar, PH=3.76 Kbar ve PJR=2.93 Kbar olduğunu göstermektedir. Bu sonuç MELTS modeli ileuyumludur.MELTS gibi termodinamik modeller volkanitlere daha geniş aralıkta uygulanmalıdır ve bu çalışmalargelişerek kantitatif volkanolojide yeni alanların başlangıcı olmalıdır.2006, 281 sayfaAnahtar Kelimeler: MELTS, Erciyes, Turkiye, Kuvaterner volkanikleri, model, basınç, sıcaklıkiv

Abstract:
ABSTRACTPh. D. ThesisPETROLOGIC MODELS OF THE YOUNGEST UNITS (QUATERNARY) OFERCIYES VOLCANISMF. İrem YEŞİLYURTAnkara UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Geological EngineeringSupervisor: Prof. Dr. A. Umran DOĞANThe purpose of this Ph.D. dissertation was to establish a magmatic model of the youngest units ofErciyes volcanics using various geochemical methods including MELTS.The field work was accomplished using aerial photos and Landsat images, 1/25 000 topographic andprevious geological maps, and Global Positioning System. 300 samples were collected from the field,more than 200 thin sections were made for optical microscopy study, and 20 samples were chosen foropaque microscopy study. 40 representative samples were analysed by ICP-MS (Acme, Canada).Some representative samples were selected for EPMA, SEM-EDS, powder XRD for quantitativecharacterization and species of minerals. In addition, crystal structures of pyroxenes and amphiboleswere performed using EPMA results and pressure calculations were applied on amphiboles using thethree most commonly used pressure formulas. CIPW norms were calculated using ICP-MS results.Magmatic origins and tectonic environments were obtained using the MinPet and NewPetgeochemical discriminant diagrams. In the MELTS model, pressure conditions were chosen 500 and750 bar, 1, 2, 3, and 4 Kbar; temperature conditions were selected from 1150 to 850 oC for allpressure conditions, and H2O contents were assumed 2 mol.Petrographic and geochemical studies showed that the Erciyes volcanics are composed of basalt,andesite, dacite, and rhyolite. In general, the basalt contains plagioclase > olivine Â± pyroxene; theandesite contains plagioclase > orthopyroxene, clinopyroxene > amphibole Â± biotite Â± alkali feldsparÂ± quartz, and opaque minerals; the dacite contains plagioclase > orthopyroxene, clinopyroxene >amphibole > alkali feldspar Â± biotite Â± quartz, and opaque minerals; and the rhyolite containsplagioclase > amphibole > pyroxene > alkali feldspar > biotite Â± quartz. The classic geochemicaldiscriminant diagrams show that magmatic origins of the youngest units of Erciyes volcanic rocks aresubalkaline-calcalkaline with medium-K content, and their tectonic environments are within thedestructive plate margins. Combinations of major, TE, REE studies of Erciyes volcanics indicatetypical fractional crystallization with imprints of destructive plate margins of continental arc; henceQuaternary Erciyes volcanics show a signature of magma - continental crust (wall rock) interactions.Pressure calculations from amphibole minerals indicate that the magma chamber pressure wasPHZ=3.68 Kbar, PH=3.76 Kbar ve PJR=2.93 Kbar. This coincides with the MELTS model results.Thermodynamics modeling such as MELTS should be applied to the volcanics more widely andhopefully this could be a beginning of a new era on quantitative volcanology.2006, 281 pagesKey Words: MELTS, Erciyes, Turkey, Quaternary volcanics, modeling, pressure, temperaturev