Guleman (Elazığ) ofiyolitinin jeokimyası, jeokronolojisi ve tektonik önemi
Geochemistry, geochronology and tectonic significance of the Guleman (Elazığ) ophiolite
Yazar: CAHİT DÖNMEZ
Danışman: PROF. DR. OSMAN PARLAK
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Guleman (Elazığ) ofiyoliti Türkiye'nin önemli kromitit cevherleşmelerini içermekte olup tabandan tavana doğru manto tektonitleri, ultramafik-mafik kümülatlar, plajiyogranit ve bazik volkaniklerden oluşan eksikli bir istiftir. Plajiyogranit kayacının zirkon U-Pb izotop yöntemiyle tarihlendirilmesi ile Geç Kretase (92.0±3.7 My) kristallenme yaşı elde edilmiştir. Guleman (Elazığ) ofiyolitine ait manto tektonitleri yay-önü jeodinamik ortamda oluşmuştur. Manto tektonitlerindeki krom spineller orta ila yüksek Cr# [Cr/(Cr+Al)=0.43–0.76] numarası ile temsil edilmektedir. Harzburjit ve dunitlerdeki olivinler forsteritçe (Fo89-96) zengin olup yay-önü tektonik ortamda tüketilmiş bir manto kaynağının yüksek derecede kısmi ergimesini işaret etmektedir. Kromititler içerisindeki krom spinellerin ana magma kompozisyonları boninitik ergiyikler ile önceden tüketilmiş peridotitler arasındaki reaksiyonu işaret etmektedir. Ultramafik kümülatlar tabanda saçınımlı ve bantlı kromitler içeren dunitik kayaçlar ile başlamakta ve bunu verlit, klinopiroksenit ardalanımı izlemektedir. Kümülatların üst kesimlerini olivinli gabro, gabronorit ve gabro içeren mafik kayaçlar oluşturur. Kümülat kayaçlardaki mineral fazlarının kristallenme sırası olivin (Fo81-84)±krom spinel (Cr#0.61-0.49), klinopiroksen (Mg#75-96), plajiyoklaz (An84-98) ve ortopiroksen (Mg#69-85) ile karakterize edilmektedir. Kümülatlardaki oldukça yüksek magnezyumlu klinopiroksen ve ortopiroksenlerin varlığı ile plajiyoklazın erken fraksiyonlanma fazı olarak görülmemesi, ilksel bazaltik bir ergiyikten itibaren orta-yüksek basınç koşullarında (<10 kb) kristal fraksiyonlanmasını işaret etmektedir. Kümülat kayaçlardan elde edilen veriler yitimle ilişkili bir tektonik ortamı işaret etmektedir. Caferi volkanitlerine ait kayaçların ana, iz element ve nadir toprak element içerikleri yay-önü jeodinamik ortamda oluşumu desteklemektedir. Elde edilen veriler, Guleman ofiyolitine ait okyanusal litosferin Güney Neotetis okyanusal baseninde Geç Kretase'de yay-önü ortamda yitim başlangıcı proseslerine bağlı olarak oluştuğunu desteklemekte ve Doğu Akdeniz bölgesindeki diğer ofiyolitlere büyük benzerlikler sunmaktadır.

Abstract:
The dismembered Guleman (Elazığ) ophiolite hosts one of the most important chromitite mineralizations in Turkey and consists of mantle tectonites, ultramafic-mafic cumulates, plagiogranite and basic volcanics from base to top.  U-Pb age dating from zircons from the plagiogranite samples yielded the Late Cretaceous crystallization age of 92.0±3.7 Ma. Mantle tectonites of the Guleman ophiolite formed in a fore-arc geodynamic environment. Chrome spinels of the mantle tectonites are represented by medium to high Cr# [Cr/(Cr+Al)=0.43–0.76]. Olivines of harzburgites and dunites are rich in forsterite (Fo89-96) indicating a high degree of partial melting of mantle source depleted in a fore-arc environment.  The primary magma composition of chrome spinels within the chromitites indicates the reaction between boninitic melts and depleted peridotites. Ultramafic cumulates begin with dunitic rocks including disseminated and banded chromitites at the base and are followed by verlite and clinopyroxenite intercalations. Olivine-gabbro, gabbronorite and gabbro constitute the top section of the cumulates.  Crystallization order of mineral phases of the cumulate rocks is characterized by olivine (Fo81-84)±chrome spinel (Cr#0.61-0.49), clinopyroxene (Mg#75-96), plagioclase (An84-98) and orthopyroxene (Mg#69-85). The presence of clinopyroxenes and orthopyroxenes with relatively high magnesium and the lack of plagioclase as an early fractionation phase indicate crystal fractionation from a primary basaltic melt under medium to high-pressure conditions (<10 kb). The data from the cumulate rocks suggest a subduction-related environment. Major, trace and rare earth elements of the Caferi volcanic rocks also support the origination from a fore-arc environment. The results suggest that the oceanic lithosphere of the Guleman ophiolite formed in the Southern branch of the Neotethyan oceanic basin due to subduction initiation processes during the Late Cretaceous and it displays many similarities to other ophiolites in the Eastern Mediterranean region.