Kızıldağ (Hatay, G Türkiye) ofiyolitinin petrolojisi: Yitim zonunda meydana gelen ergiyik-kayaç etkileşimi ilişkili metazomatik olaylar
Petrological characteristics of Kızıldağ (Hatay, SW-Turkey) ophiolite, melt-rock interaction and metasomatizm effects in a supra-subduction zone setting
Yazar: AHMET DÜNDAR ŞEN
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM UYSAL
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Ergitme = Smelting ; Hatay = Hatay ; Ofiyolit = Ophiolite ; Petrografi = Petrography

Özet:
Kızıldağ ofiyoliti (G-Türkiye) Neotetis okyanusunun güney kolunda oluşmuş okyanusal litosfer kalıntısı kayaçlar topluluğu olarak bilinmektedir. Ofiyolit istifi tabandan tavana doğru manto peridotitleri, ultramafik-mafik kümülatlar, izotrop gabrolar, levha dayk kompleksi ve yastık şekilli bazaltik örtü kayaçları şeklindedir. Manto peridotitlerinin tüm kayaç ana oksit-iz element, mineral kimyası ve Lantanit Grubu Element (LGE) içerikleri harzburjitlerin değişen derecelerde kısmi ergime kalıntısı kayaçlar olduğuna işaret etmektedir. Harzburjitlerin bir kısmı benzer spinel Cr# değerlerine sahipken bazı örneklerin yüksek spinel TiO2 (0.12-0.57 %ağ.) içerikleri ile diğerlerinden ayrıldıkları görülmektedir. Kalıntı harzburjitlerin kondrite normalize LGE dağılımları tüketilmiş HLGE [(LuN/LaN)>10) içerikleri ile normal okyanus ortası sırt peridotitlerine benzemektedir. Klinopiroksenler hidrofil elementler (B, Li, U vb.,) bakımından zenginleşme gösterirken, yüksek çekim alanlı element (YÇAE) içerikleri bakımından tüketilmiş özelliktedir. Bu kayaçların hem spinel hem de klinopiroksen bileşimleri garnet ve spinel duraylılık alanlarında farklı zamanlarda meydana gelen kısmi ergime süreçlerine ait izler taşımaktadır. Kısmi ergime modelleri ile yapılan kıyaslamalar sonucu klinopiroksenlerin LGE içerikleri garnet alanında meydana gelen yaklaşık %10'luk bir kısmi ergimeye ek olarak %15'lik spinel alanı ergimesini temsil eden eğrilerle uyumluluk sunduğu ve toplamda %25'lik bir kısmi ergime kalıntısı olduklarına işaret etmektedir. İncelenen kayaçların dokusal ve jeokimyasal özellikleri supra subduction zonu (SSZ) karakterli oldukları, Os izotopik bileşimleri, mineral kimyası ve klinopiroksen iz element içeriklerinin ayrıca ergiyik-kayaç etkileşimi ve metasomatizmanın etkin olduğu çok aşamalı bir kısmi ergime sürecine işaret etmektedir.

Abstract:
The Kızıldağ ophiolite (Turkey) in the eastern Mediterranean region is a remnant of the oceanic lithosphere that was formed in Southern Neotethys Ocean. We establish some mantle harzburgites, which are represented by distinct chemical and petrographic characteristics. All types of harzburgites have similar spinel Cr#, although the enriched ones have higher TiO2 (0.12-0.57 wt.%) compositions than depleted harzburgites (0.02-0.17 wt.%). Chondrite-normalized rare earth element (REE) patterns of clinopyroxenes (cpx) from the depleted harzburgites show ultra-depleted light REE (LREE) ([Lu/La] N >10) compositions and similarities to the cpx from the oceanic peridotites of normal ridge segments. The cpxs are also enriched in hydrophile elements (e.g., B, Li, U) and depleted in high field strength elements (HFSE e.g., Zr, Nb and Ta). The spinel and cpx REE compositions suggest two melting processes in garnet and spinel stability fields. The heavy rare earth element (HREE) compositions of cpx, combined with the melting models indicate a first stage melting in presence of garnet (~10%) and a second stage melting in spinel field (15%) with a total 25% partial melting rate for the mantle harzburgites of the Kızıldağ ophiolite. Impregnation and melt-mantle interaction traces indicate a supra-subduction zone (SSZ) setting, where LREE and Ti-rich melts and fluids interacted with previously depleted peridotites. Overall, the data show that the Kızıldağ ophiolite possibly represents a multi-stage evolution in MOR and SSZ settings.