Pulur masifi (KD Türkiye) amfibolitlerinin kökeni ve jeodinamik ortamı
The origin and geodynamic setting of amphibolites in the Pulur massif (NE Türki̇ye)
Yazar: KÜBRA AKBULUT
Danışman: PROF. DR. YENER EYÜBOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Doğu Pontidler (KD Türkiye) olarak da bilinen Doğu Karadeniz Dağ Kuşağı'nın (DKDK) Jura öncesi jeotektonik gelişimi sistematik jeolojik, jeokimyasal ve jeokronolojik veri eksikliğinden dolayı hâlâ tartışmalıdır. Bu çalışma, tüm kayaç ana-iz-nadir toprak element ve Sr-Nd-Pb izotop, mineral kimyası ve ayrıca zirkon U-Pb ve amfibol 40Ar/39Ar tarihlendirme analiz sonuçlarını içeren oldukça zengin bir veri tabanı ile Doğu Karadeniz Dağ Kuşağı'nın güney kesimindeki Pulur Masifi'nin yüksek dereceli metamorfik kayaçlarını içeren Cenci Birimi içinde yüzeyleyen amfibolitlerin (Pulur amfibolitleri) petrojenetik gelişimi, jeodinamik ortamı ve metamorfizmasına odaklanır. Amfibolitler Pulur Masifi içinde yaygın olarak küçük elipsoidal veya dairesel kütleler, dayklar ve nadir olarak da siller şeklinde bulunur. Pulur amfibolitleri başlıca magneziyo-hornblend ve kalsiyumca zengin plajiyoklas, daha az oranlarda diyopsit, çermakit, magneziyo-hastingsit, grünerit, aktinolit, ikincil zoizit, K-feldspat, klorit ve pumpellit, aksesuar ilmenit, manyetit, zirkon, titanit, apatit ve kuvarstan oluşur. Amfibolitler için metamorfizmanın basınç-sıcaklık koşulları 2,7-4,4 kbar/772-829 oC'dir. Jeokimyasal veriler protolitlerinin başlıca okyanus ortası sırt bazaltları (N-MORB, Grup 1), zenginleşmiş mantodan türemiş yitim ilişkili bazaltlar (E-MORB, Grup 2) ve yay-gerisi havza tip bazaltları (BABB, Grup 3) ile benzer jeokimyasal özellikleri yansıtan mafik magmatik kayaçlar olduğunu gösterir. Bu farklı jeokimyasal özellikler amfibolitlerin protolitleri için yay-gerisi havza jeodinamik ortamını işaret eder. Ayrıca Grup 1 amfibolitler, protolitlerinin kümülat gabro olma ihtimalini güçlendiren kuvvetli pozitif Eu anomalisi sunarlar. Zirkon U-Pb ve amfibol 40Ar/39Ar tarihlendirme çalışmaları amfibolitler için minimum metamorfizma yaşının Orta Misssisipiyen-Erken Pensilvaniyen ve protolitler için ilk kristallenme yaşının Geç Karbonifer-Erken Ordovisiyen olabileceğini gösterir. Tüm jeolojik, jeokimyasal ve jeokronolojik veriler dikkate alındığında, Pulur amfibolitlerinin oluşum ve metamorfizma süreçlerinin Reyik Okyanusu'nun açılma ve kapanma safhaları ile yakından ilişkili olduğu düşünülmektedir

Anahtar Kelimeler: Pulur Masifi, Metamorfizma, Amfibolit, Jeokimya, Jeokronoloji

Abstract:
Pre-Jurassic geotectonic evolution of the Eastern Black Sea Mountain Belt (EBSMB), which known as Eastern Pontides (NE Turkiye), is still under debate due to lack of systematic geological, geochemical, and geochronological data. This study focuses on the petrogenetic evolution, geodynamic setting, and metamorphism of the amphibolites (Pulur amphibolites) exposed in the high-grade Cenci Unit of Pulur Massif, in the southern part of the EBSMB, with a sizable dataset including whole-rock major-trace-rare earth element and Sr-Nd-Pb isotope, mineral chemistry and zircon U-Pb dating and amphibole 40Ar/39Ar analysis results. The amphibolites occur as small ellipsoidal and/or circular bodies, dikes or rarely sills within the Pulur Massif. They consist mainly of magnesiohornblende and Ca-rich plagioclase, minor diopside, tschermakite, magnesiohastingsite, grunerite and actinolite. Secondary zoisite, K-feldspar, chlorite and pumpellit, and accessory ilmenite, magnetite, zircon, titanite, apatite and quartz are commonly occurring phases. The estimated P-T of metamorphism are 2.7-4.4 kbar/772-829 oC for the amphibolites. The geochemical data indicate that their protoliths are mafic igneous rocks, reflecting characteristics of mainly mid-ocean ridge basaltic (N-MORB, Group 1), subduction-related enriched mantle derived basalts (E-MORB, Group 2) and back-arc basin-type basaltic (BABB, Group 3) magmas. These distinct geochemical characteristics imply a back-arc basin geotectonic setting for the protoliths of the amphibolites. Group 1 amphibolites also display remerkable positive Eu anomalies, indicating that their protoliths may be cumulate gabbros. The findings from zircon U-Pb and amphibole 40Ar/39Ar dating investigations suggest that the amphibolites may potentially exhibit a minimum metamorphic age spanning from the Middle Mississippian to the Early Pennsylvanian. Furthermore, the initial crystallization age of their protoliths is estimated to range from the Late Carboniferous to the Early Ordovician. Considering all geological, geochemical, and geochronological data, it can be concluded that the formation and metamorphism processes of Pulur amphibolites might have been closely related to the opening and closing stages of the Rheic Ocean.

Key Words: Pulur Massif, Metamorphism, Amphibolite, Geochemistry, Geochronology