Zigana dağı (Torul-Gümüşhane) volkanitlerindeki hidrotermal ayrışmaların mineraloji ve jeokimyası
Mineralogy and geochemistry of hydrothermal alterations in Zigana mountain (Torul-Gümüşhane) volcanics
Yazar: FERKAN SİPAHİ
Danışman: PROF.DR. BURHAN SADIKLAR
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2005
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Zigana Dağı'nda (Torul - Gümüşhane) yüzeyleyen Geç Kretase yaşlı volkanitlerde görülen hidrotermal ayrışmalar incelenmiştir. Volkanik serinin tabanında bazalt, andezit ve bunların piroklâstitleri görülmektedir. Dasit - 1, Dasit - II ve andezit ve piroklâstitleri bu taban kayaçlannın üzerine gelmektedir. Volkanitler, andezit daykları ve porfirik dasitler tarafından kesilmektedir. Çalışılan volkanitler toleyitik - geçiş - kalkalkali özellikte ve volkanik yay ortamında gelişmişlerdir. İz element içerikleri iki farklı dasit oluşumunu göstermekte olup, bunlar Dasit - I ve Dasit - II olarak adlandırılmışlardır. Bazalt ve andezitlerin gelişimlerinde klinopiroksen, hornblend ve plajiyoklas, Dasit - Fin gelişiminde K - feldispat, plajiyoklas, hornblend ve biyotit; Dasit - H'inkinde ise K - feldispat, andezit dayklarda plajiyoklas, klinopiroksen ve manyetit, porfirik dasitlerde ise plajiyoklas ayrımlaşmasının etkili olduğu belirlenmiştir. Volkanitlerin benzer kökenli, yitim etkisiyle gelişen metazomatizma sonucu zenginleşmiş bir kaynaktan türedikleri, daha sonra farklılaşmaya uğradıkları ve aynı zamanda kabuk kirlenmesinin de olduğu düşünülmektedir. İnceleme alanındaki volkanitlerde ilit + klorit + kaolinit ± simektit ± (ilit - simektit) ± (klorit - vermikülit) belirlenmiştir. b0 parametresine göre, ilitler düşük - orta basınç metamorfizma derecesi yani basıncın 3 kbar'ı aşmadığı ortamlarda, Fe2+ ve Mg'ca fakir ve feldispatlarm hidrotermal bozuşması sonucu oluşmuşlardır. Klorit jeotermometre hesaplamalarına göre, sıcaklıklar 100 ilâ 250 °C arasında değişmektedir. İlitler pH 7 ilâ 8, kloritler ise pH'ın 8.33 'den büyük olduğu ortamlarda oluşmuşlardır. Kütle değişim hesaplamalarında; genel olarak bazalt, andezit ve Dasit - I'de kütle artması, Dasit - II ve andezit dayklarmda kütle azalması meydana gelmiştir. Porfirik dasitlerde ise hem kütle artması, hem de kütle azalması meydana gelmiştir. Volkanitlerde, genel olarak az ayrışmış kayaçtan çok ayrışmış kayaca doğru ilitleşme - kloritleşme - kaolinitleşme artmakta, karbonatlaşma ise azalmıştır. Dasitlerdeki ilitler başlıca magmatik kökenli hidrotermal sıvılardan oluşmuştur. K - Ar yöntemine göre, Dasit - Fdeki ilitlerin ortalama 78.7 ± 2.3 My ve Dasit - IFdekilerin ortalama 75.3 ± 2.4 My, yani Kampaniyen - Daniyen yaşında oldukları belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Zigana Dağı, Dasit - 1, Dasit - II, İlit, Klorit, Hidrotermal Ayrışma, İzokon Yöntemi, Klorit Jeotermometresi, H ve O İzotopları, K - Ar Yaş Analizi

Abstract:
Mineralogy and Geochemistry of Hydrothermal Alterations in Zigana Mountain (Torul - Gümüşhane) Volcanics In this study, hydrothermal alterations observed in the Late Cretaceous volcanics which are occurred from Zigana Mountain (Torul - Gümüşhane) have been investigated. At the bottom of the vocanic sequence, basalts, andesites and their pyroclastics are seen. Dacite - L Dacite - II and andesite sit on the these rocks. All these volcanics are cut by andesite dykes and porphyryc dacites. All volcanics studied show tholeitic - transition - calcalkaline character, and have developed in volcanic arc environment. Trace element contents indicate two different dacites occurences, they are named as Dacite - L Dacite - n. According to fractional crystallization calculations, fractionation of clinopyroxene, hornblend and plagioclase for basalts and andesites, K - feldspar, plagioclase, hornblend and biotite for Dacite - L K - feldspar for Dasit - II, plagioclase, clinopyroxene and magnetite for andesite dykes and plagioclase for porphyryc dacites are important. Volcanics rocks form similar source which has rich with metasomitism in subduction component, differentiated and contaminated later. Ulite + chlorite + kaolinite ± smectite ± (illite - smectite) ± (chlorite - vermiculite) are determined in the studied volcanics. According to b0, illites have occured in low - medium pressure metamorphism grade, namely pressure is lower than 3 kbar, Fe2+ and Mg - poor and as a result of hydrothermal decomposing of feldspars. According to chlorite geothermometer calculations, temperatures range from 100 to 250 °C. Illites are to exist of pH 7 to 8, chlorites higher than pH 8.33 environments. Mass changes calcultions show that the mass of basalt, andesite and Dacite - 1 increase, mass of Dacite - II and andesite dykes decrease. Porphyryc dacite show both mass increasment and decreasment. Generally, illitization - chloritization - kaolinitization increase from less altered rock to highly altered rock, but carbonatization decreases. The source of H and O in illites from dacites have been formed from hydrothermal fluids with mainly magmatic origin. According to K - Ar method, the age of illites in Dacite - 1 have been determined average 78.7 ± 2.3 My and in Dacite - II average 75.3 ± 2.4 My, that is to say they are Katnpaniyen - Daniyen aged. Key Words: Zigana Mountain, Dacite - L Dacite - n, Ulit, Chlorit, Hydrothermal Alteration, Izocon Method, Chlorit Geothermometer, H and O Isotopes, K - Ar Age Analyses