Kulu (Konya)-Haymana (Ankara) yöresi volkanik kayaçlarının jeokimyası, petrolojisi ve petrojenezi
Geochemistry, petrology and petrogenesis of the Kulu (Konya)-Haymana (Ankara) area volcanic rocks
Yazar: KÜRŞAD ASAN
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN KURT
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Jeokimya = Geochemistry ; Petrografi = Petrography ; Petrojenez = Petrogenesis ; Petroloji = Petrology ; Volkanik kayaçlar = Volcanic rocks

Özet:
Bu çalısmada Kulu (Konya)-Haymana (Ankara) arasında yüzeyleyen veTürkiye jeoloji literatürüne Kulu-Karacadag volkanitleri olarak giren volkanikkayaçların jeokimyasal ve petrolojik özellikleri incelenmistir.Çalısma alanında temelde Üst Kretase yaslı ofiyolitik melanj yer almaktadır.Bu birim üzerine uyumsuz olarak Maestrihtiyen-Eosen yaslı kırıntılı ve karbonatlıkayaçlardan olusan sedimanter bir istif gelmektedir. Bu birimleri Alt Miyosen yaslıKulu-Karacadag volkanitleri keserek üzerlemektedir. Üst Miyosen-Pliyosen yaslıCihanbeyli Formasyonu ve Kuvarterner yaslı alüvyonlar önceki tüm birimleriuyumsuz olarak örtmektedir.Kulu-Karacadag volkanitleri kalkalkali ve alkali olmak üzere iki farklı grubaayrılmaktadır. Genis yayılıma sahip kalkalkali kayaçlar andezit-dasit türünde lav vepiroklastitlerden olusmaktadır. Daha dar alanda yayılım sunan alkali kayaçlar isealkali bazalt, havayit, mujearit, benmorit ve trakidasitten olusurlar. 40Ar/39Arradyometrik yas sonuçları Kulu-Karacadag volkanitlerinin Alt Miyosen'de (21.3-18.0 My) olustugunu ortaya koymaktadır. Arazi gözlemleri ve 40Ar/39Ar radyometrikyas verisi önce kalkalkali kayaçların, ve daha sonra alkali kayaçların püskürdügünügöstermektedir. Ancak alkali volkanitlerin üzerinde digerlerinden farklı daha genç,kalkalkali nitelikte bir lav birimi de (Kırklar lavı) gözlenmektedir.ncelenen kalkalkali kayaçlar plajiyoklas (An27-60), klinopiroksen (Wo40-44En41-50Fs8-17), ortopiroksen (Wo1-4En64-76Fs20-35), amfibol (Mg# = 0.63-0.77), Fe-Tioksit (manyetit ve ilmenit), kuvars, apatit ve nadiren biyotit içermektedirler.Kayaçlarda dengesizlik dokuları yaygın olarak gözlenmektedir. Bunlarplajiyoklaslarda elek dokusu, halkalı zonlanma ve rezorpsiyon, amfibollerdereaksiyon çeperleri ve opaklasmalardır. Bu dokular magma karısımı ve/veya anibasınç azalması sonucu gelismis olabilir. Yapılan jeotermobarometre hesaplamalarıkayaçların polibarik kristallenme evrimi geçirdigini göstermektedir. Andezit veiidasitlerden olusan kalkalkali volkanitler Orta-K içerigine sahiptir. Bunların ana oksitve iz element degisimleri hornblend, klinopiroksen, plajiyoklas, Fe-Ti oksit ve apatitfraksiyonlasmasının kayaçların gelisiminde önemli oldugunu göstermektedir.Kalkalkalin kayaçlar jeokimyasal karakteristikleriyle orojenik volkanitlerebenzemektedirler. Bunlar yüksek BYE (Sr, K, Rb, Ba, Th) ve HNTE (La, Ce) düsükYAEE (Nb, Zr, Ti, Y) içerigine sahiptir. Kayaçlar düsük 87Sr/86Sr (0.704452-0.705264) ve orta 143Nd/144Nd (0.512662-0.512801) oranlarına sahiptir. AFCmodellemesi kalkalkalin kayaçların gelisiminde kabuk asimilasyonunun önemliolmadıgını göstermektedir. Kalkalkali kayaçların ana magmaları yitimle degistirilmislitosferik manto kaynagından türemis olmalıdır.Alkali kayaçlar plajiyoklas (An41-74), olivin (Fo64-89), klinopiroksen (Wo41-48En39-50Fs7-16), ortopiroksen (Wo2-4En65-74Fs23-33), amfibol (Mg# = 0.59-0.69), Fe-Tioksit (manyetit ve ilmenit), apatit ve nadiren anortoklas içermektedir. Grubunfarklılasmıs kayaçlarında (benmorit ve trakidasit) dengesizlik dokularıgözlenmektedir. Alkali kayaçlar polibarik kristallenme evrimi geçirmislerdir.Kayaçlar sodik karaktere sahiptir. Bunların ana oksit ve iz element degisimleri olivin,klinopiroksen, Fe-Ti oksit, plajiyoklas, amfibol ve apatit fraksiyonlasmasınınkayaçların gelisiminde önemli oldugunu göstermektedir. Kayaçlar kuvvetli BYE veorta derecede YAEE zenginlesmesi sunmaktadır. Bu jeokimyasal özelliklerkayaçların zenginlesmis bir manto kaynagından türedigini göstermektedir. NTEelementlerine dayalı kısmi ergime modellemesi spinel içeren bir lerzolitik kaynagın% 1-5'lik ergimesini önermektedir. Alkali kayaçlar jeokimyasal karakteristikleriylelevha içi volkanitlere benzerlik sunmaktadırlar. Bunların 87Sr/86Sr oranları 0.703809-0.705159, 143Nd/144Nd oranları 0.512733-0.512844 arasında degismektedir.Anahtar kelimeler: Kulu-Karacadag volkanitleri, Kalkalkali, Alkali, 40Ar/39Ar, Sr-Nd izotopları.

Abstract:
In this study, geochemical and petrologic characteristics of the volcanic rockscropping out between Kulu (Konya)-Haymana (Ankara) and known as Kulu-Karacadag volcanites in the Türkiye geology literature were investigated.In the study area, the basement is represented by Upper Cretaceous agedophiolitic melange which is overlain Maastrichtian-Eocene aged sedimentarysuccession composed of clastic and carbonate rocks. Lower Miocene aged Kulu-Karacadag volcanites overlie former units by cutting. Upper Miocene-Pliocene agedCihanbeyli Formation and Quaternary aged alluvium unconformably overlie allformer units.Kulu-Karacadag volcanites are divided into two groups as calc-alkaline andalkaline. The calc-alkaline rocks covering large areas are composed of andesiticdaciticlavas and pyroclastites. The alkaline rocks exposed in limited area consist ofalkali basalt, hawaiite, mugearite, benmoreite and trachydacite. 40Ar/39Ar radiometricage results reveal that Kulu-Karacadag volcanites are Lower Miocene (21.3-18.0Ma) in age. Field observations and 40Ar/39Ar radiometric age data show that thealkaline rocks erupted after the calc-alkaline rocks. However, a lava unit (Kırklarlava) which is younger and different from other calcalkaline rocks is observed overthe alkaline rocks.The investigated calcalkaline rocks include plagioclase (An27-60),clinopyroxene (Wo40-44En41-50Fs8-17), orthopyroxene (Wo1-4En64-76Fs20-35), amphibole(Mg# = 0.63-0.77), Fe-Ti oxide (magnetite ve ilmenite), quartz, apatite and scarcebiotite. Disequilibrium textures are commonly seen in the rocks. These are sievetextures, oscillatory zoning, resorption in plagioclase and reaction rims, opacitizationin amphiboles which may be developed as a result of magma mixing and/or rapiddecompression. Geothermo-barometry studies reveal that the calcalkaline rocks haveiva polibaric crystallization evolution. The calcalkaline andesite and dacites havemedium-K in composition. Major and trace elements variations of the calcalkalinerocks suggest that hornblende, clinopyroxene, plagioclase, Fe-Ti oxide and apatitefractionation played an important role in their evolution. Geochemical characteristicsof the calcalkaline rocks show similarity to the one in orogenic volcanites. The rockshave high LILE (Sr, K, Rb, Ba, Th) and LREE (La, Ce), low HFSE (Nb, Zr, Ti, Y)content. The rocks have low 87Sr/86Sr (0.704452-0.705264) and intermediate143Nd/144Nd (0.512662-0.512801) ratios. AFC modelling shows that crustalassimilation is insignificant in their genesis. Parent magmas of the calcalkaline rockscould have been derived from a subduction-modified lithospheric mantle source.The alkaline rocks include plagioclase (An41-74), olivine (Fo64-89),clinopyroxene (Wo41-48En39-50Fs7-16), orthopyroxene (Wo2-4En65-74Fs23-33), amphibole(Mg# = 0.59-0.69), Fe-Ti oxide (magnetite ve ilmenite), apatite and scarceanorthoclase. Disequilibrium textures are seen in the evolved rocks of the suite. Thealkaline rocks have a polibaric crystallization evolution. The rocks are sodic incomposition. Major and trace elements variations of the alkaline rocks suggest thatolivine, clinopyroxene, Fe-Ti oxide, plagioclase, amphibole and apatite fractionationplayed an important role in their evolution. The rocks show strong enrichments inLILE and mild enrichments in HFSE. This geochemical features suggest that therocks were derived from an enriched mantle source. Partial melting modelling basedon REE suggest %1-5 melting degree of spinel-bearing lherzolithic source. Thealkali rocks resemble within-plate volcanites in respect to geochemicalcharacteristics. 87Sr/86Sr and 143Nd/144Nd ratios of the rocks are 0.703809-0.705159and 0.512733-0.512844 respectively.Key words: Kulu-Karacadag volcanites, Calc-alkaline, Alkaline, 40Ar/39Ar, Sr-Nd isotopes.