Havran, Çakırdere ve Çakmak (Balıkesir) arasındaki alanın jeolojisi, petrolojisi ve magmatizması

Abstract

Balıkesir iline bağlı Havran İlçesi, Çakırdere ve Çakmak Köyleri arasında kalan çalışma alanının Kuzey ve Kuzeydoğusunda, Paleozoyik yaşlı Kazdağ masifine ait şist, gnays, amfibolit ve mermerlerden oluşan birimler yüzeylenmektedir. Arazinin güneyindeki metamorfik kayaları ise Üst Oligosen – Alt Miyosen yaşlı, orta ve iri kristalli, mafik minerallerce zengin, yaklaşık 300 km² 'lik bir alanı kaplayan Kozak plutonu kesmiştir. Metamorfik birim, Oligosen-Miyosen yaşlı volkano-sedimenter bir istif ile örtülmektedir. Batı Anadoluda sıkça gözlenen horst – graben sistemlerinin Afrika plakasına ait okyanusal kabuğun bir dalma – batma zonu olan Helen Yayı boyunca Batı Anadolunun altına dalması ve daha sonra dalan okyanusal kabukta gerçekleşen roll-back mekanizması sonucu oluştuğu genel kanı olarak kabul edilmektedir. Genişleme tektoniğinin aktif olduğu Batı Anadolu dünyada en şiddetli gerilen kıtasal alanlardan biridir. Aktif tektonik koşullar sonucu olarak gerilmenin oldukça şiddetli olduğu Batı Anadoluda Oligosen – Miyosen boyunca magmatizma (volkanizma ve plütonizma) gelişmiştir. Oligosen - Miyosen boyunca Batı Anadolu'nun tektonik koşullarının ve bu tektonik koşullara bağlı gelişen magmatizmanın gelişimini anlamak amacıyla saha çalışmalarında toplanan kayaçların jeokimyasal incelemesi yapılmıştır. Toplanan kayaç örnekleri petrografik incelemeler sonucu andezit, dasit, trakiandezit, trakidasit olarak tanımlanmıştır. Kayaçlar kalk-alkalin özellik göstermektedir. Lavların belirgin bir yitim bileşeni içerdiği açıktır. Andezitik kayaçlar (andezit, trakiandezit), porfirik doku ve hyalopilitik doku ile karakterize edilirler ve plajiyoklaz + olivin + klinopiroksen ± hornblend minerallerini içerirler. Dasitik kayaçlar (dasit, trakidasit) ise, porifirik doku ile karakterize edilmiş olup plajiyoklaz + klinopiroksen + kuvars + amfibol ± biyotit minerallerini içerirler.İz ve major-oksit elementlerin davranışı, plajiyoklaz ve amfibol ile kontrol edilen bir fraksiyonasyon yaşadıklarını gösterir. Bu çalışmanın petrolojik ergime modelleri, ilksel magmanın hem granat içeren astenosferik manto hem de flogopit + amfibol + spinel içeren litosferik manto kaynaklarından oluştuğunu göstermektedir. AFC ve mixing modelleri, ortaç karakterli magmanın önemli miktarlarda kabuk malzemesini asimile ettiğini ve magma odalarının periyodik olarak primitif magmalar tarafından yenilendiğini göstermektedir.

Metamorphic units related to the Palaeozoic Kazdağı Metamorphic Massif crop out in the north and northeast of the study area around the towns of Havran, Çakırdere and Çakmak, city of Balıkesir. Metamorphic basement rocks cropping out in the south of the study area are cut by a pluton named the Kozak granitoid, which is Upper Oligocene to Lower Miocene in age. These granitoids are medium to coarse-grained holocrystalline rocks rich in mafic minerals. They cover an area of approximately 300 km². These metamorphic rocks are overlain by a volcano sedimentary unit, which is Oligocene to Miocene in age. It is widely accepted that widespread horst and graben systems of the region were formed as a result of the roll-back of the Hellenic arc-trench system along which oceanic lithosphere of the African plate has been subducting beneath Western Anatolia. Active extensional tectonic regime of the Aegean Region makes it one of the most active extensional settings in the world. Hence, the magmatism (volcanism & plutonism) in western Anatolia during the Oligocene–Miocene period occurred under the control of the extensional tectonics. In order to understand the genesis, tectonic setting and magmatic evolution of the Oligocene–Miocene volcanic units, a geochemical study was conducted on a subset of volcanic rock samples collected from the study area during the fieldwork. Petrographical studies indicate that the volcanic rocks span a compositional range from andesite, dacite, trachydacite to trachyandasite. The rocks display calc-alkaline and metaluminous character. They display a clear subduction signature. The andesitic rocks (andesite, trachiandesite) are composed of plagioclase + olivine+ clinopyroxene ± hornblende and have hyalopylitic and porphyritic texture. The dacitic rocks (dacite, trachydacite) are composed of plagioclase + clinopyroxene + quartz + amphibol + olivine ± biyotite and have porphyritic texture. Behavior of trace and major-oxide elements indicates that they experienced a fractionation controlled by plagioclase and amphibole. Petrological melting models of this study indicate that the primitive magma were derived from both garnet-bearing asthenospheric and phlogopite + amphibole + spinel bearing lithospheric mantle sources. AFC and mixing models imply that intermediate to acid magmas assimilated significant amounts of crustal material and their magma chambers were periodically replenished by primitive magmas.