Yükselen (Konya) bölgesi volkanik kayaçlarının petrografisi, jeokimyası ve petrolojisi
Petrography, geochemistry and petrology of the volcanic rocks in the yukselen (Konya) area
Yazar: GÜLİN GENÇOĞLU KORKMAZ
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN KURT
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Yükselen (Konya kuzeybatısı) civarında yüzeyleyen Neojen yaşlı volkanik kayaçların petrografisi, jeokimyası Ar-Ar jeokronolojisi ve izotop jeokimyası incelenmiştir. Çalışma alanının temelini Paleozoyik-Mesozoyik yaşlı meta-sedimanter, meta-magmatik ve ofiyolitik kayaçlar oluşturmaktadır. Bu temel üzerine Neojen yaşlı volkanik kayaçlar, gölsel ve akarsu çökelleri uyumsuz olarak gelmektedir. Pliyo-Kuvaterner yaşlı alüvyonal örtü çökelleri kendinden daha yaşlı tüm birimleri uyumsuz olarak örtmektedir.
Yükselen yöresinde Neojen yaşlı volkanik kayaçlar bazalt ve dasit olarak iki farklı litolojik birim ile temsil edilmektedir. Yükselen bazaltları ince bir sil/lav akıntısı şeklinde Neojen yaşlı gölsel ve akarsu sedimanlarıyla girik ilişki sergilerken, Yükselen dasitleri bir dom olarak Neojen öncesi temel birimleri kesmektedir. Arazide bazalt ile dasitler arasında fiziksel kontak/dokanak gözlenmemektedir. Ar-Ar jeokronolojisi sonucu bazaltların yaşı 19.41 ± 0.70 My (tüm kayaç), dasitlerin yaşı 16.11 ± 0.18 My (biyotit ayrımı) dır. Elde edilen yaş sonuçları arazi gözlemleriyle uyum içindedir. Böylece, radyometrik yaş sonuçları, önceki çalışmalarda öne sürülenin aksine, bazaltların temele ait ofiyolitik birimlerle ilişkili olmadığını göstermektedir.
Yükselen bazaltları genel olarak hipokristalin porfirik doku göstermektedir ve mafik mineral olarak olivin ve klinopiroksen içermektedir. Hamur plajiyoklas mikroliti, yer yer olivin ve klinopiroksen mikrolitlerinin yanında az miktarda volkanik cam içermektedir. Yükselen dasitleri ise hipokristalin porfirikten vitrofirik porfiriğe kadar değişen dokudadır. Kayaçtaki feno ve mikrofenokristalleri plajiyoklas, yeşil amfibol, kuvars, kahverengi biyotit ve opak mineral oluşturmaktadır.  Hamurda bu minerallere ilaveten bazaltlardan daha çok volkanik cam gözlenmektedir. Dasitler hem dokusal hem mineralojik olarak birbirinden farklı olan iki farklı anklav türü içermektedir. Bu anklavlar magma kümülat anklavlar ve magma karışımı olayları sonucu oluşan mafik magmatik anklavlardır (MME). Dasitlerde genellikle bu anklav oluşumlarından kaynaklanan dengesizlik dokuları gözlenmektedir. 
İncelenen bazaltlar sodik alkalen (Na2O/K2O: ~4) karakterli havayit tip kayaçlardır. Bazaltlar silise hafif doymamıştır (% 6'ya kadar normatif nefelin içerikli) ve göreceli olarak düşük MgO (% 6.0-9.0), Cr (250-350 ppm) ve Ni (150-200 ppm) içeriğine sahiptir ve bu onların manto kökenli ilksel magmayı temsil etmediklerini gösterir. Fakat dasitler ve içerdikleri anklav türleri kalk-alkalen kayaçlardır ve dasitler tüm jeokimyasal özellikleri bakımından adakitik kayaçlara benzemektedir. Alkalen volkanitler NMORB'a normalize edilmiş diyagramda Ağır Nadir Toprak Elementleri (ANTE) Yb, Lu ve Orta Nadir Toprak Elementleri (ONTE) Sm, Eu, Dy, Ho'e göre kısmen Hafif Nadir Toprak Elementlerince (HNTE) La, Ce, Nd, Büyük İyon Yarıçaplı Elementler (BİYE) Rb, Ba, K, Sr ve Yüksek Alan Enerjili Elementler (YAEE) Nb, Zr, Ti, Y' da önemli ölçüde zenginleşme sunmaktadırlar. Bazaltlardaki iz element desenleri tipik okyanus adası bazaltları (OIB) deseni ile uyumludur ve zenginleşmenin kaynak alan zenginleşmesinden kaynaklandığı söylenebilir. Dasitler ise BİYE/YAEE oranları ve negatif Nb-Ti anomalisi ile karakteristiktir ve orojenik tip uyumsuz iz element deseni göstermektedir. Dasitlerde gözlenen BİYE zenginleşmesi ve Nb de gözlenen negatif anomali kabuk kontaminasyonuna ve/veya magma karışımına işaret eder veya kayaçların ana magmasının gelişiminde yitim bileşeninin etkili bir şekilde rol oynadığını anlatabilir.
 Havayitler yüksek 87Sr/86Sr(i) oranı (0.70570-0.70642), orta 143Nd/144Nd(i) oranı (0.51260-0.51259) ve -0.16 ile -0.41 arasında negatif εNd(i) değerine sahiptir. Dasitler de bazaltlar gibi yüksek 87Sr/86Sr(i) oranı (0.70702- 0.70689), daha düşük 143Nd/144Nd(i) oranı (0.51244-0.51246)  ve yine negatif εNd(i)  değerine sahiptir. İzotop analizlerine göre incelenen volkanikler zenginleşmiş manto rezervuarları alanına düşmektedir. Bazaltlardaki zenginleşme kaynak alan zenginleşmesinden, dasitlerdeki zenginleşme kabuk kontaminasyonundan kaynaklanmaktadır. Sr-Nd izotop sonuçları incelenen volkaniklerde farklı olmasına rağmen Pb izotop sonuçları Pb izotop diyagramında EMII (Üst kıtasal kabuk bileşimi) bölgesinde örtüşmektedir. 
Tüm jeokimyasal ve izotopik sonuçlar bazaltların OIB tip alkalen, kaynak alan zenginleşmesine maruz kalmış anorojenik volkanikler olduğunu gösterirken, buna zit olarak dasitlerin orojenik kalk-alkalen, kabuk kontaminasyonu ve magma karışımına maruz kalmış volkanikler olduklarını göstermektedir. Arazi gözlemleri, jeokimyasal ve izotopik sonuçlar bu volkanik kayaçların çarpışma sonrası jeotektonik ortamın ürünleri olduğunu ve bölgede bimodal magmatizmanın varlığını göstermektedir.

Abstract:
In this study, petrography, geochemistry, Ar-Ar geochronology and isotope geology of Neogene aged volcanic rocks in theYukselen area (Northwest of Konya) were investigated. Basement rocks of the area are Paleozoic to Mesozoic meta-sedimentary, meta-igneous and ophiolitic rocks. The Neogene volcanic rocks and fluvio-lacustrine sedimentary units unconformably overlie the basement rocks. The Plio-Quaternary aged alluvium unconformably overlie all former units. 
In Yukselen area, the Neogene volcanic rocks are represented by two different lithological units as basalt and dacite. While Yukselen basalts are interbedded with the Neogene fluvio-lacustrine sedimentary units, dacitic rocks cut the pre-Neogene basement rocks as a dome. There is no physical contact among these rocks in the field. According to the results of Ar-Ar geochronology, basalts are 19.41±0.70 My (whole rock) and dacites are 16.11± 0.18 My (biotite separated) aged. These results conform to the field observations. Thus radiometric age data demonstrate that basalts are not associated with ophiolitic units contrary to suggested by former studies. 
Yukselen basalts generally show hypocrystalline porphyritic texture and include olivine and clinopyroxene phenocrysts as mafic minerals. The groundmass of these rocks contains plagioclase, sometimes clinopyroxene, olivine microlith and volcanic glass. Dacites have hypocrystalline porphyritic texture to hyalo-microlithic porphyritic texture. Phenocrysts and micro-phenocrysts of dacites are plagioclase, green amphibole, quartz, opaque minerals and brown biotite. Addition to these minerals, the groundmass has more glass than basalts. Dacites have two type of enclaves which are different from each other with reference to both mineralogical and textural. These enclaves are magma segregation enclaves and magma mixing/mingling enclaves (MME). In dacites, disequilibrium textures which were derived from occurring enclaves are usually observed. 
Investigated basalts have sodic alkaline (Na2O/K2O: ~4) tendency and they are hawaiite type rocks. They are slightly undersaturated (normative nepheline up to 6%) and have relatively low MgO (6.0-9.0 wt%), Cr (250-350 ppm) and Ni (150-200 ppm) contents, suggesting they don't represent mantle-derived primary magmas. However dacites and their enclaves are calc-alkaline rocks and according to all geochemical charecteristics, dacites resemble to adacitic rocks. The alkaline volcanics show significant enrichment in Large Ion Lithopile Elements (LILE) Rb, Ba, K, Sr, High Field Strength Elements (HFSE) Nb, Zr, Ti, Y and Light Rare Earth Elements (LREE) La, Ce, Nd relative to Middle Rare Earth Elements (MREE) Sm, Eu, Dy, Ho and Heavy Rare Earth Elements (HREE) Yb, Lu in N-MORB-normalized diagram. The basalts patterns conform to ocean ısland basalts (OIB) type incompatible trace element patterns and it could be said that the enrichment in trace elements resulted from enriched mantle source. However the dacites show orogenic-type incompatible trace element patterns with high LILE/HFSE ratios and negative Nb-Ti anomalies. The enrichment of LIL elements and negative Nb anomalies of dacites point to crustal contamination and/or magma mixing and/or could tell us significant role of subduction component in the genesis of parent magma source.
Hawaiites have high 87Sr/86Sr(i) ratio (0.70570-0.70642), medium 143Nd/144Nd(i) ratio (0.51260-0.51259) and negative εNd(i) value between -0.16 and -0.41. Dacites have high 87Sr/86Sr(i) ratio (0.70702- 0.70689) like basalts, 143Nd/144Nd(i) ratio (0.51244-0.51246)  less than basalts and negative εNd(i) value. According to the results of isotope analyses investigated volcanics plot in the enrichment mantle reservoir field. The enrichment in basalts is due to enriched mantle sources, whereas in dacites it originates from crustal contamination. Although results of Sr-Nd isotope are different among the investigated volcanics, results of Pb isotope are overlapped in the EMII (upper continental crust composition) field. 
All geochemical and isotopic results demonstrate that basalts are OIB type alkaline, anorogenic volcanics and exposed to the enrichment of mantle source, whereas dacites are interpreted as volcanic arc granitoids, calc-alkaline volcanics and exposed to the crustal contamination and magma mixing process. Field observation,  geochemical and isotopic data suggest that investigated volcanic rocks are the products of volcanism in post-collisional geotectonic setting and there is a bimodal magmatism in the area.