Kıra dağı (Batman ili) çevresinin jeolojisi, volkanik kayaçların petrografisi ve petrolojisi
The geology of Kira mount (Batman) region and the petrography and petrology of its volcanic rocks
Yazar: SÜLEYMAN POLAT
Danışman: DOÇ. DR. ŞEMSETTİN CARAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Jeoloji = Geology

Özet:
Kıra Dağı ve çevresini kapsayan çalışma alanı, Karacadağ Volkanik Kompleksi'nin yaklaşık 75km doğusunda, Batman İli'nin kuzeydoğusunda yer almaktadır. Stratigrafik olarak yaşlıdan gence doğru; tabanda yer alan Eosen yaşlı Gercüş Formasyonu (konglomera, kumtaşı ve kiltaşı) üzerine uyumsuzlukla Eosen yaşlı Hoya Formasyonu (kireçtaşı, dolomit ve dolomitik kireçtaşı) gelmektedir. Geçişli dokanak ile Hoya Formasyonu üzerine Oligosen yaşlı Germik Formasyonu (şeyl, dolomit ve jips) yerleşmiştir. Miyosen yaşlı Şelmo Formasyonu (konglomera, kumtaşı, şeyl ve silttaşı) ise uyumsuz bir dokanakla Germik Formasyonu'nu üzerlemektedir. Kıra Dağı Volkanitleri de tüm bu birimleri uyumsuz olarak örtmektedir. Bu tez çalışmasına konu olan Kıra Dağı (Batman) Volkanitleri'nin fenokristal fazını olivin (Fo36-Fo63), anortoklaz (An4,3-12,8 Ab62,3-70,3 Or16,9-33.3), plajiyoklas (An36,0-77,0 Ab20,2-61-2 Or0,7-3,8), klinopiroksen (Wo42,77-44,65 En35,23-59,88 Fs16,5-63,7) ve opak mineraller oluştururken, hamur fazını ise mikrolitik feldispatlar oluşturmaktadır. Mineral fazlarında kimyasal zonlanma gözlenmez. Volkanitlerin yaşı K-Ar ve Ar-Ar yöntemleriyle 4.89±0.028 My ile 5.58±0.21 My olarak belirlenmiş olup, jeokronolojik olarak ta Üst Miyosen-Erken Pliyosen yaş aralığını vermektedir. Kıra Dağı Volkanitleri'nin SiO2 içerikleri %44.93-48.90 (% ağırlık) aralığında, Na2O+K2O (toplam alkali) içerikleri %5,15-%7,25 (% ağırlık) aralığında değişmekte olup, alkalin karakterlidirler. Yüksek Al2O3 (%13,43-18,85), düşük MgO (%1,58-3,46) oranları ile karakterize olurlar ve yüksek alüminyumlu bazaltlarla analogluk gösterirler. TiO2 değerleri %2,59-3,92 aralığında değişmekte olup yüksek titanyumlu bazaltlara benzerlik sunmaktadır. Volkanitler toplam alkali-silis (TAS) diyagramına göre bazanit, tefrit ve fonotefrit olarak sınıflandırılmış olup, yüksek plajiyoklas içeriklerinden dolayı yüksek alüminyumlu bazaltlarla korele edilebilirler. Göreceli olarak yüksek Ni (105,56-260,05ppm) ve Cr (320-800ppm) içerikleri olivin ve piroksen fraksiyonlaşmasıyla uyumludur. Nadir toprak element (NTE) desenleri pozitif Eu anomalisi göstermekte olup; multi-element ve örümcek diyagramlarındaki değişimler OIB alanı ile uyumludur. Ancak multi-element diyagramlarında gözlenen Nb-Ta negatif anomalileri ve örneklerin Nb-Hf-Ta diyagramında yitim ilişkili bazalt alanına düşmeleri, büyük bir olasılıkla litosferik kontaminasyondan kaynaklanmaktadır. Ayrıca düşük Ce/Pb, Nb/U ve yüksek Y/Ta değerleri bu yorumu desteklemektedir. Nb/La değerleri (0,4-0.9), astenosferik ve litosferik magmaların etkileşimini işaretlemektedir. İzotopik olarak 87Sr/86Sr değerleri 0,704401 ile 0,705396 arasında; 143Nd/144Nd değerleri ise 0,512676 ile 0,512812 arasında değişim gösterir. 87Sr/86Sr ve 143Nd/144Nd'a karşı SiO2 değişim diyagramları, egemen kısmi ergime ile birlikte AFC'nin de kökenlerinde rol oynadıklarını göstermektedir. Tüm bu veriler, Kıra Dağı Volkanitleri'ni üreten magmaların heterojen ve zenginleşmiş bir manto kaynağından türediklerini ve litosferik kontaminasyondan etkilendiklerini işaretlemektedir. 207Pb/204Pb değerleri 15,678 ile 15,684 arasında; 206Pb/204Pb değerleri 18,937 ile 18,966 arasında ve 208Pb/204Pb değerleri de 39,009 ile 39,038 arasında değişmekte olup EMII ile uyumludur. İz elementlere dayalı ergime modellemesi, amfibol ve flogopit içeren metasomatize olmuş bir manto kaynağı modeli ile örtüşmektedir. Büyük bir olasılıkla ergimenin gerçekleştiği kaynak bölgesi, litosfer-astenosfer sınırında (LAB) bulunmaktadır. Ergimeye neden olan itici kuvvetin Arap plakası üzerindeki riftleşmeyle ilişkili olduğu, ayrıca çarpışma-ilişkili astenosferik manto akımlarının ergime için yükselim ve ekstansiyonla birlikte tetikleyici rol oynadığı yorumuna gidilmiştir.

Abstract:
The study area, which includes the Kira Mountain and its surroundings, is located in the northeast of Batman Province, approximately 75 km east of the Karacadağ Volcanic Complex. When stratigraphically expressed from old to young, the Eocene aged Hoya Formation (limestone, dolomite and dolomitic limestone) unconformably overlies the Eocene Gercüş Formation (conglomerate, sandstone and claystone). The Oligocene aged Germik Formation (shale, dolomite and gypsum) is located on the Hoya Formation by the interconnected contact. The Miocene Şelmo Formation (conglomerate, sandstone, shale and siltstone) overlies the Germik Formation with an unconformable contact. The Kıra Mountain Volcanics also cover all these units unconformably. The phenocrystalline phase of volcanics is composed of olivine (Fo36-Fo63), anorthoclases (An4,3-12,8 Ab62,3-70,3 Or16,9-33.3), plagioclase (An36,0-77,0 Ab20,2-61-2 Or0,7-3,8), clinopyroxene (Wo42,77-44,65 En35,23-59,88 Fs16,5-63,7) and opaque minerals while the matrix phase is composed of microlytic feldspar. Zonation was not observed in mineral measurements. The age of the volcanics was determined as 4.89±0.028 to 5.58±0.21 with K-Ar and Ar-Ar methods, and it gave the Upper Miocene-Early Pliocene interval geochronologically. The amount of SiO2 in the samples ranged from 44.93% to 48.90% and the amount of Na2O+K2O (total alkali) ranged from 5.15% to 7.25%, indicating an alkaline character. TiO2 values vary between 2.59-3.92% and they are similar to high titanium basalts. Volcanics are classified as basanite, tephrite and phonotephrite according to total alkali-silica (TAS) diagram and can be correlated with high aluminum basalts due to their high plagioclase content. Relatively high Ni (105,56-260,05ppm) and Cr (320-800ppm) contents are compatible with olivine and pyroxene fractionation. NTE analysis showed positive Eu anomaly; changes in the multi-element and NTE diagrams are compatible with the OIB field. However, the Nb-Ta negative anomalies observed in the multi-element diagrams and the drop in the sample-related basalt area in the Nb-Hf-Ta diagram are most likely due to lithospheric contamination. Furthermore, low Ce/Pb, Nb/U and high Y/Ta values support this interpretation. Nb/La values (0,4-0.9) indicate a mixture of astenosphere and lithospheric magmas. 87Sr/86Sr values vary between 0.704401 and 0.705396; the values of 143Nd/144Nd vary between 0,512676 and 0,512812. The SiO2 exchange diagrams versus 87Sr/86Sr and 143Nd/144Nd show that the dominant partial melting also plays a role in the origins of AFC. All these data indicate that magmas producing Kıra Mountain Volcanics are derived from a heterogeneous and enriched mantle source and are affected by lithospheric contamination. 207Pb/204Pb values between 15,678 and 15,684; The 206Pb/204Pb values range from 18,937 to 18,966 and the 208Pb/204Pb values range from 39,009 to 39,038 and are compatible with EMII. Melt modeling based on trace elements coincides with a metasomatized mantle source model containing amphibole and phlogopite. The source region where melting is most likely occurs at the lithosphere-astenosphere boundary (LAB). It was interpreted that the driving force causing melting was related to rifting on the Arabian plate, and that astenospheric mantle currents played a trigger role with extension for melting.