Karapınar – Ereğli (Konya) arasındaki Karacadağ volkanı ve çevresinin volkanostratigrafisi, jeokimyası ve petrolojisi
Volcanostratigraphy, geochemistry and petrology of The Karacadağ volcano and surrounding areas located between Karapinar and Ereğli̇ (Konya)
Yazar: FATMA ŞİŞMAN TÜKEL
Danışman: PROF. DR. MEHMET KESKİN ; PROF. DR. ERCAN ALDANMAZ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Orta Anadolu Volkanik Provensi güneyindeki Konya-Ereğli havzası içerisinde KD-GB doğrultusunda uzanan Pliyosen-Kuvaterner yaşlı, boyu 37 km, eni 24 km olan sırt şekilli eliptik bir volkanik kompleks vardır. Karacadağ Volkanik Kompleksi (KVK) olarak adlandırdığımız bu yapı, Orta Anadolu'nun neotektonik dönemde oluşmuş doğrultu atımlı faylarına paralel uzanmaktadır. Eliptik yapının zirveleri boyunca çapları 1-3 km arasında değişen dört krater vardır.
KVK, ilk üçü Pliyosen, son ikisi Kuvaterner yaşlı olup her biri çok sayıda lav ve pirokastik ürünler içeren beş ayrı volkanik seriden meydana gelir. Kompleksin en yaşlı serisi olan Oymalı volkanitleri, bazaltik andezit ve andezitik bileşimli beş lav ve onlarla ara katkılı piroklastik düzeylerden oluşmaktadır. Bu lav seviyeleri porfirik dokuludur, mafik minerallerin hemen tümü piroksen ile temsil edilirken amfibol ise çok düşük oranlardadır. Bu serinin bazı lav seviyeleri, mikrodiyorit ve mikro-granodiyorit bileşimli anklavlar içerir. Oymalı volkanitleri üzerine andezit/dasit bileşimli, volkanik hamurdaki cam oranı çok daha yüksek olan ve önemli oranda amfibol içeren lavlardan oluşan Yeşilyurt volkanitleri gelir. Bu seri, KVK'nın batı yamaçlarında yüzeylenir. Orta seviyesinde aglomeratik bir düzey içeren Yeşilyurt volkanitleri, yedi lav seviyesine ayrılmıştır. Birim ayrıca ortasında riyolitik bir dom olan 700 m çapında bir krater ile kesilmiştir. KVK'nin KD'sunda Yeşilyurt volkanitleri üzerine porfirik ve trakitik dokulu on bir lav düzeyinden oluşan ve bileşimleri bazaltik andezitten dasite değişen Beyören volkanitleri gelmektedir. Bu üçüncü volkanik seri, diğer birimlerden farklı olarak yüksek oranda volkanik cam içerir, afirik doku yaygındır ve lavlar daha koyu renklidir. Beyören volkanitleri tabanda bir aglomera düzeyi ile başlar, serinin ortasında ise piroklastik döküntü ve surge düzeyleri yer alır. Beyören volkanitlerini oluşturan etkinlik sonrasında volkanizma KVK'nın zirvelerinde sonlanarak KD ve GB eteklerinde odaklanmış ve bazaltik lav ve piroklastik ürünler püskürtmüştür. Bu etkinlik sırasında çok sayıda skorya konisi ve maar oluşmuştur. GB'daki plajioklas+sanidin+olivin içeren bazaltik ürünler Meke volkanitleri, KD'daki plajioklas ve olivin içerip sanidin içermeyen daha afirik dokuda olan volkanik ürünler ise Kutören volkanitleri olarak adlandırılmıştır. 
KVK'yı oluşturan volkanik serilere ait lavların SiO2 oranları % 46-65, toplam alkali değerleri %3.7-7.5, Mg# ise 26-61 arasında değişmektedir.  Bu lavların LIL, Sr, K, Rb ve LRE elementleri MORB'a nazaran zenginleşme gösterirken, Ta, Nb, Ti, Y ve Yb elementleri ise MORB'a nazaran fakirleşme göstermektedir.  Yine bu lavlara ait 87Sr/86Sr izotop oranları 0.704699-0.707285 arasında, 143Nd-144Nd izotop oranları ise 0.512386-0.512770 arasında değişmektedir. 143Nd/144Nd ile 87Sr/86Sr arasında negatif bir trend bulunmaktadır.  
KVK'ya ait lavların FC, AFC trendleri, bu lavların iki farklı kaynaktan türemiş olduklarını göstermektedir. Tüm trendler olasılıkla bu iki farklı kaynak alandan türemiş olduğu varsayılan iki primitif magma arasında meydana gelmiştir. Bu iki primitif uç üyeyi oluşturan Kutören ve Meke volkanitleri bazaltlarından yüksek MgO – düşük SiO2 içeriği ile Kutören volkanitleri daha primitif bir bazaltik magmayı temsil etmektedir. Lavların kökenine dair yapılan petrolojik modellerden de bu lavların yay bileşeni taşıyan iki farklı litosferik manto kaynağı; metasomatik bir spinel peridotit ve flogopit-spinel peridotitin değişik oranlarda kısmi ergimesi ile oluştuğu görülmektedir.

Abstract:
There exists a NE-SW extending ridge-shaped elliptical volcanic complex sitting on the Konya-Ereğli basin, located to the South of Central Anatolia Volcanic Province. The complex is composed of Pliocene to Quaternary eruptive products. It has a length of 37 km and width of 24 km. This volcanic edifice, named as the Karacadağ Volcanic Complex (KVK), extend parallel to the strike-slip faults in Central Anatolia, formed during the Neotectonic episode. There are four craters with diameters of 1 to 3 km, aligning along the axis of this volcanic ridge.
KVK is divided into five volcanic series, each containing several lavas and pyroclastic products. The first three series are Pliocene while last two are Quaternary in age. The oldest series, the Oymalı volcanics consist of five porphyritic basaltic-andesitic and andesitic lavas intercalated by pyroclastic layers. Majority of the mafic minerals in these lavas are pyroxenes while amphibole constitutes only a very small volume. Some lavas in this unit contain microdioritic and micro-granodioritic enclaves. Oymalı volcanics are overlain by a series of seven andesitic/dacitic lava flows, named as the Yeşilyurt volcanics, which characteristically show higher percentages of glassy groundmass and amphibole in mafic phase. They are exposed on the western slope of the KVK, divided by an agglomerate layer in the middle. This sequence is cut by a 700 m-wide crater centered by a rhyolitic dome. In the NE of the KVK, the Yeşilyurt volcanics are overlain by the Beyören volcanics, which consist of ten basaltic andesitic to dacitic lavas, displaying porphyritic and trachytic textures. This volcanic unit differs from the other series with its higher volcanic glass content, typical aphyric texture and relatively darker colors. The Beyören volcanics start with an agglomerate layer at the bottom and contain pyroclastic fall/surge layers in the middle. 
After the eruptions that created the Beyören volcanics, the volcanism ceased along the summit zone of the KVK but focused on NE and SW foothills with the eruption of basaltic lavas. During this event, numerous scoria cones and maars were formed. Plagioclase+sanidine+olivine bearing basaltic products in the SW are called as the Meke volcanics. Aphyric-textured volcanic products in the NE containing plagioclase+olivine with no sanidine are called as the Kutören volcanics.
We evaluated geochemistry of lava samples from KVC, showing a clear subduction component. SiO2 vary between 46 and 65%, total-alkali values between 3.7 and 7.5%, and Mg# between 26 and 61. They display enrichment in LILEs and LREEs, depletion in HFSEs relative to MORB. 87Sr/86Sr and 143Nd-144Nd isotope ratios vary between 0.704699 and 0.707285, 0.512386 and 0.512770, respectively. There is a negative trend between 143Nd-144Nd and 87Sr/86Sr.
Trends on Harker diagrams imply the derivation of KVK-lavas from two different mantle sources. These two sources are represented by the most primitive basalts of Kutören and Meke volcanics. Our non-modal batch partial melting model results indicate the derivation of lavas from two different metasomatic lithospheric mantle sources: (1) a spinel peridotite and (2) a phlogopite+spinel peridotite. These two primitive magmas seem to have mixed into each other in varying ratios then experienced FC and AFC evolution. FC model results indicate that fractionation was dominated by feldspars and amphiboles in the first three volcanic series, in contrast to last two series dominated by olivine and pyroxenes.