Gürün ve Kangal havzalarındaki (Sivas) erken miyosen-pliyosen bazaltlarının petrolojisi ve tektonik önemi
Petrology and tectonic importance of the early miocene-pliocene basalts from Gürün and Kangal basins (Sivas)
Yazar: AYÇA KOCAARSLAN
Danışman: DOÇ. DR. EMRAH YALÇIN ERSOY
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ekonomik Jeoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Gürün ve Kangal havzalarında (Sivas), sırasıyla Erken Miyosen ve Pliyosen yaşlı bazaltik volkanik kayaçlar yer alır. Orta ve Doğu Anadolu Volkanik provensleri arasında yer alan bu volkanik kayaçların ayrıntılı petrografik özellikleri, mineral kimyası, toplam kaya ana ve iz element jeokimyası ile Sr-Nd-Pb izotop bileşimleri çalışılarak bölgenin Erken Miyosen-Pliyosen tektono-magmatik evriminin tartışılması amaçlanmıştır. 

Tüm volkanik birimlerde petrografik olarak olivin, klinopiroksen, plajiyoklaz ve demir-titan oksit mineral fazları gözlenir. Toplam kaya element kimyasına göre Gürün havzasındaki Erken Miyosen bazaltik kayaçları bazalt, trakibazalt ve andezit; Kangal havzası Pliyosen bazaltik kayaçları ise bazalt, trakibazalt ve bazaltik trakiandezit bileşimlidir. Tüm volkanik birimlerin stronsiyum,  neodimyum izotop oranları oldukça benzerdir ve stronsiyum izotop oranları azalan magnezyum oksit bileşimlerine karşı düzenli biçimde artar. 

Bölgedeki bazaltik kayaçların iz element jeokimyasal özellikleri bunların levha içi bazaltlar olarak sınıflandığını ve yitim zonu zenginleşmesine uğramamış olan manto kaynaklarından türediğine işaret eder. Uyumsuz elementlerden niyobyum elementine bağlı ana ve iz element değişim diyagramları, bu kayaçların jeokimyasal olarak üç farklı alt grupta incelenebileceğini gösterir. Bu grupların jeokimyasal özellikleri manto kaynak bölgesindeki farklı kısmi ergime dereceleri ile ilişkili olup, Erken Miyosen kayaçları için en yüksek, Pliyosen kayaçları için ise ortaç ve düşük dereceli ergimelere işaret eder. Üç farklı kısmi ergime derecesi ile üretilen magmalar daha sonra ayrımlaşmalı kristalizasyon ve kabuksal kirlenme süreçlerine maruz kalarak her bir gruptaki diğer evrimleşmiş kayaçları meydana getirmiştir. Sonuç olarak bölgedeki Erken Miyosen ve Pliyosen bazaltları tektonik olarak levha içi magmatik faaliyetleri temsil etmekte ve Orta-Doğu Anadolu bölgesinde levha içi bazaltların Erken Miyosen'den itibaren yerleştiğini göstermektedir.

Abstract:
Early Miocene and Pliocene plateau-type basaltic volcanic rocks are located in the Gürün and Kangal basins (Sivas), respectively. In this study, it is aimed to discuss the Early Miocene–Pliocene tectono-magmatic evolution of the region, by using the detailed petrography, mineral chemistry, whole rock major and trace element geochemistry and Sr-Nd-Pb isotopic compositions of these basaltic rocks, which are emplaced between the Central and the Eastern Anatolian Volcanic Provinces.

All volcanic units petrographically are composed of olivine, clinopyroxene, plagioclase and iron-titan oxide phases. According to whole rock element chemistry, the Early Miocene basaltic rocks of basalt, trachybasalt and andesite, while the Pliocene basaltic rocks of the Kangal basin are basalt, trachybasalt and basaltic trachyandesite in composition. Strontium and neodymium isotopic ratios of all volcanic units are similar and strontium ratios of the samples increase with respect to their decreasing magnesium oxide contents. 

According to the trace element geochemistry, the basaltic samples in the region have intra-plate affinity, which were derived from mantle sources that were not significantly affected by subduction-related enrichment. Niobium-dependent major and trace element variation diagrams further show that these rocks can be grouped under three geochemical clans. Geochemical features of these groups are related to different degrees of partial melting in the source region: the Early Miocene lavas were produced by highest degree of melting, while the Pliocene basaltic rocks were produced intermediate- and low-degree melting of the common mantle. The primitive magmas of these three rock groups then underwent to fractional crystallization coupled with high-degree crustal assimilation processes to produce the more evolved rocks of each groups. As a result, the Early Miocene-Pliocene basalts in the region tectonically represent intra-plate volcanic activity, revealing that such magmatic activity in the region commenced in the Early Miocene times.