Göksun-Binboğa ve Engizek metamorfitleri'nin mineralojik-petrografik ve jeokimyasal incelenmesi
Mineralogic-petrographic and geochemical studies of the Goksun-Binboga and Engizek metamorphites
Yazar: DENİZ HOZATLIOĞLU
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN YALÇIN ; PROF. DR. ÖMER BOZKAYA
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Doğu Toroslar'ın batı kesiminde Kahramanmaraş ili kuzeyindeki Göksun, Afşin, Elbistan, Ekinözü ve Nurhak ilçeleri çevresinde yüzeyleyen Üst Paleozoyik-Alt Mesozoyik yaştaki metamorfik birimlerin litolojik/stratigrafik, mineralojik-petrografik ve jeokimyasal özelliklerinin incelenerek diyajenez / metamorfizma derecelerinin ve karakteristiklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu çerçevede, metamorfik birimlerde fillosilikat mineralojisi (mineral birliktelikleri, illit kristalinite, illit/mika b-hücre mesafesi, illit/mika ve klorit politipi) ve mineral kimyası (ana ve iz/eser elementler, duraylı ve radyojenik izotoplar) incelemeleri yapılmıştır. Afşin, Göksun ve Ekinözü yörelerine göre litolojik farklılıklar gösteren metamorfik birimler, buruşma klivajı ve bantlaşmalar gösteren Paleozoyik (metakumtaşı, kuvarsit / kuvarsşist, amfibolit / amfibolşist, kalkşist, mermer, fillit, mikaşist ve mikagnays) ve bunları kesen metagranodiyoritler ile Triyas yaşlı metapelit (metakumtaşı, fillit) ve metakarbonat (mermer) kayaçlarından oluşmaktadır. Metamorfik kayaçlar; kuvars, feldispat (ortoklaz, plajiyoklaz), karbonat (kalsit, dolomit), mika (muskovit, biyotit), klorit, amfibol (antofillit / gedrit, tremolit / aktinolit), sillimanit, disten, stavrolit, granat, klinopiroksen, epidot, turmalin, skapolit, beril, hematit, zirkon, apatit, rutil, titanit ve ksenotim içermektedir. Fillosilikatları bolluk sırasına göre illit, klorit, paragonit, karışık tabakalılar (C-V, I-C, C-S, C-V, I-V), smektit, kaolinit ve vermikülit temsil etmektedir. Kloritler; şamozit ve klinoklor (veya brusvigit ve diyabantit) arasında trioktahedral bileşime sahiptir. Hem trioktahedral, hem de dioktahedral bileşimindeki illit/mikalar; genel anlamda muskovit ile biyotit arasında (biyotit-seladonit,  muskovit-filogopit, muskovit-ferrifenjit, muskovit-ferrobiyotit, Al-flogopit-Al-annit) bir bileşim göstermektedir. Beyaz K-mikalar (muskovitler)  2M1, 1M, ve 2M1+1M politiplerine sahiptir. Kloritler IIb politipi ile temsil edilmektedir. İllitlerin KI ve kloritlerin AI değerleri çoğunlukla epizona; kısmen de ankizona karşılık gelmektedir. Dioktahedral illitlerin b0 değerleri düşük-yüksek basınç koşullarına işaret etmektedir. Kondrit ve NASC değerlerine göre; illit/mika ve kloritlerin iz element desenleri genellikle birbirinden ayrılmakta ve belirgin bir ayrımlaşmayı / farklılaşmayı ifade etmektedir. İllit/mika ve kloritlerin oksijen ve hidrojen izotop değerleri; bu minerallerin oluşum sıcaklıklarının 375-500 C arasında değiştiğine işaret etmektedir. Dokusal, mineralojik ve jeokimyasal veriler birlikte değerlendirildiğinde; Afşin ve Göksun bölgedeki metamorfik birimler Malatya Metamorfitleri, Ekinözü bölgesindekiler ise Pütürge Metamorfitleri ile benzerlik sunmaktadır. İllit/mikaların 40Ar-39Ar radyometrik yaş verileri; Afşin ve Göksun bölgelerindeki metamorfik kayaçlar için Üst Kretase (Santoniyen-Kampaniyen), Ekinözü bölgesindekiler için Alt-Orta Eosen (İpresiyen-Bartoniyen) döneminde gelişen metamorfizmayı göstermektedir. Bu metamorfizma yaşları bölgesel olarak değerlendirildiğinde; Üst Kretase'de ofiyolit yerleşimi ve magmatizma, Üst Eosen'de ise volkanizma ve yaygın nap (bindirme) gelişimleriyle ilişkili orojenik olaylarla doğrudan ilişkili gözükmektedir.

Anahtar kelimeler: XRD, fillosilikat mineralojisi, ana ve iz/eser elementler, duraylı ve radyojenik izotoplar.

Abstract:
In this study, determination of the diagenesis / metamorphism grades and characteristics of the Upper Palaeozoic-Lower Mesozoic metamorphic units around the Göksun, Afşin, Elbistan, Ekinözü and Nurhak districts in the Kahramanmaraş province in the western part of the Eastern Taurus were aimed by investigating the lithological / stratigraphic, mineralogical-petrographic and geochemical features. In this context, phyllosilicate mineralogy (mineral associations, illite crystallinity, illite / mica b-cell dimentions, illite/mica and chlorite polytypes) and mineral chemistry (major and trace elements, stable and radiogenic isotopes) were studied in metamorphic units. The metamorphic units showing lithological differences according to the Afşin, Göksun and Ekinözü areas are composed of Paleozoic (metasandstone, quartzite / quartzshist, amphibolite / amphiboliteschist, calcschist, marble, phyllite, micaschist and micagnays with crenulation cleavage and banding) and metagranodiorites which cut them and Triassic metapelites (metasandstone, phyllite) and metacarbonates (marble) aged rocks. Metamorphic rocks contain quartz, feldspar (orthoclase, plagioclase), carbonate (calcite, dolomite), mica (muscovite, biotite), chlorite, amphibole (anthophyllite / gedrite, tremolite / actinolite), sillimanite, disten, staurolite, garnet, clinopyroxene, epidote, tourmaline, scapolite, beryl, hematite, zircon, apatite, rutile, titanite and xenotime. Phyllosilicates are represented by illite, chlorite, paragonite, mixed layers (C-V, I-C, C-S, C-V, I-V), smectite, kaolinite and vermiculite in the order of abundance. Chlorites have a trioctahedral composition between chamosite and clinochlor (or brusvigite and diabantite). Illite / micas with both trioctahedral and dioctahedral composition show a composition between muscovite and biotite (biotite-celadonite, muscovite-phlogopite, muscovite-ferrifenite, muscovite-ferrobiotite, Al-phlogopite-Al-annit) in general. White K-micas (muscovites) have 2M1, 1M and 2M1+1M polytypes. Chlorites are represented by IIb polytpe. KI and AI values of illites correspond generally epizon and partly anchizon.  b0 values of dioctahedral illites indicate low-high pressure conditions. According to chondrite and NASC values; trace element patterns of illite / mica and chlorites are generally separated from one another and state a distinctive differentiation / fractionation. Oxygen and hydrogen isotope values of ilite / mica and chlorites indicate that the formation temperatures of these minerals varied between 375 and 500 °C. The metamorphic units in the Afşin and Göksun regions are similar to the Malatya Metamorphics, but Pütürge Metamorphites in the Ekinözü region, when textural, mineralogical and geochemical data are evaluated together. 40Ar-39Ar radiometric age data for metamorphic rocks show that the metamorphism developed during the Upper Cretaceous (Santonian-Campanian) in the Afşin and Göksun regions and Lower-Middle Eocene (Ipresian-Bartonian) periods in the Ekinözü region. When these metamorphic ages are evaluated regionally, they are directly related to orogenic events related to the ophiolite settlement and magmatism in the Upper Cretaceous and the volcanism and development of the widespread napping (thrusting) in the Upper Eocene.

Key Words: XRD, phyllosilicate mineralogy, major and trace elements, stable and radiogenic isotopes.