Olucak (Gümüşhane) ve dolayının jeolojisi, petrografisi ve jeokimyası

Abstract

OZET Doğu Pontid volkano-plütonik yayı kuzey zonu ağırlıklı olarak volkanik birimlerle temsil edilmektedir. Güney zon ise volkano-sedimanter birimlerden oluşur. Çalışma alanı bu iki zon sınırında yer alan Olucak (Gümüşhane-Torul) ve yakın civarını kapsar. Araştırmanın amacı yörenin jeolojisini, petrografisini ve jeokimyasını aydınlatmaktır. Bu çalışmada özellikle Liyas, Üst Kretase, Eosen volkanik fazlan ve Karaburun subvolkanik dasiti ile Torul ve Acısu granitoy idlerinin petrografik - petrokimyasal özelliklerinin detaylı bir şekilde ortaya konulması hedeflenmiştir. İnceleme alanında beş litostratigrafı birimi, üç litodem birimi ayırtlanmıştır. Litostratigrafi birimleri tabandan tavana doğru Kınklı, Berdiga, Tepeköy ve Alibaba Formasyonlarından oluşur. Kınklı Formasyonu, Liyas yaşlı olup, sedimanter ara seviyeler içeren volkanik ve subvolkanik kayalardan; Berdiga Formasyonu ise (?Dogger) Malm-Alt Kretase yaşlı olup, dolomit ve dolomitize kireçtaşlarından oluşur ve temeli uyumsuz olarak örter. Bölgede en geniş yayılıma sahip olan Kampaniyen-Mestrihtiyen yaşlı Kermutdere Formasyonu ile, Mestrihtiyen yaşlı Tepeköy Formasyonu volkano-sedimanter kayalarla temsil olunurlar. ?Yipresiyen-Lütesiyen yaşlı Alibaba Formasyonu Eosen öncesi kayaları uyumsuz olarak örter. Formasyon tabanda sedimanter birimler üzerine gelen volkanik kayalardan oluşur. İnceleme alanındaki litodem birimleri ise bölgeye Üst Kretase sonunda sokulum yapan Karaburun subvolkanik dasiti ile Torul granitoyidi ve Orta-Üst Eosende yerleşen Acısu granitoyididir. Sahadaki en gere çekelleri Kuvaterner yaşlı travertenler oluşturur. Bölgede üç ayn volkanik faz ve iki ayrı intrüzyon söz konusudur. İlk faz olan Liyas fazını karakterize eden volkanitler ve subvolkanitler amigdaloidal bazalt, bazaltik andezit ve piroklastikleri, doleritik dayk, ojit trakit, bimodal (mafik-silikik) volkanik kay açlardan oluşur. Bu kay açlar toleyitik- (kalkalkalen) bir magma karakterine sahiptir ve jenetik olarak bir adayayım ve olasılı yay-gerisi bir baseni temsil ederler. İkinci faz olan Üst Kretase fazının erken safhasında oluşan Kermutdere Formasyonu volkanikleri bazaltik trakiandezit, trakiandezit ve fonolit bileşimli olup, Alkalen (Şoşonitik)-Kalkalkalen magma tipine sahiptir. Bu bileşimleri ile kıtasal kabuk ağırlıklı olmak üzere hibridik magma kökenlidirler ve volkanik yay gerisi ve kıtaya yakın rift volkanizmasını temsil ederler. Aynı fazın geç safhasını temsil eden Tepeköy Formasyonu volkanikleri riyolit ve dasitik kayaçlardan oluşurlar ve silisçe zengin bir magmayı karakterize ederler. Magma tipleri kıtasal kabuk kökenli ve kalkalkalen karakterlidir. Tepeköy Formasyonu volkanikleri ve Karaburun subvolkanik dasiti Torul granitik intrüzyonunun sokulumuna bağlı bir kenar fasiyesi olarak gelişmiştir. Üçüncü faz olan Eosen fazım karakterize eden Alibaba Formasyonuna ait volkanikler ise trakiandezit bileşimli olup (toleyitik)-kâIkalkalen magma tipine sahiptir. Melez bir magmadan türeyen bu volkanizma, adayayı ortamında yitim zonunu karakterize eder. Alibaba Formasyonu volkanikleri, Eosen yaşlı Acısu granitoyidinin bir kenar fasiyesi şeklindeki ekstrüzyonudur. Bölgedeki iki intrüzyondan biri olan Torul granitoyidini oluşturan kayaçlar granit, adamellit, monzonit arasında mineralojik ve petrografik olarak bileşimsel değişim gösterir. Kayaçlartn magmatik affıniteleri Alümino-kafemik (ALCAF), peralümino-metaalümino geçişli parametresi olan ve Kalkalkalen (CALK) karakter gösteren magma tipine sahiptir. I-tip bir granitoy id olan plütonun iz element içerikleri ise volkanik yay granitoyidini temsil eder. İnceleme alanındaki diğer plüton olan Acısu granitoyiüri oluşturan kayaçlar ise granodiyorit, monzodiyorit ve granit arasında mineraloji** ve petrografik olarak bileşimsel değişim gösterir. Dokusal olarak granitoyidde gözlenen bıçak şekilli biyotitler, plajioklazlarda gözlenen poiklitik doku, iri plajiyoklazlarda gözlenen küçük hornblend- biyotit zonlarının gelişimi, iğnemsi apatit oluşumu ve prizmatik hücremsi biçimli plajiyoklaz büyümeleri, granitoyidin eşyaşlı mafik ve felsik iki magmanın homojen karışımı (magma mixing) ile oluşabileceğini işaretleyen veriler sunar. Kayaçlann magmatik affınitesi Kafemik (CAFEM), metaalümino parametresi olan ve koyu kalkalkalen (SALKD) - kalkalkalen (CALK) geçişli alt sınıfa karşılık gelen kalkalkalen magma tipine sahiptir ve bu özellikler plütonu oluşturan magma jenezinin hem manto hemde kabuk kökenli hibrid mağmalarlardan türediklerini işaretler. 1-tip bir granitoy id olan plütonun iz element içerikleri ise, volkanik yay granitoyidini karakterize eder.

11 ABSTRACT The northern part of East Pontid volcano-plütonic arc belt mainly consists of volcanic units. It's southern part is mainly composed of volcano-sedimentary rocks. The study area is located between these two zones. It includes Olucak (Gümüşhane-Torul) and it's surrounding areas. The aim of this study is to determine geology, petrography and geochemistry of the region. Particularly emphasize was made on petrographical and petrochemical features of Lias, Upper Cretaceous, Eocene volcanic phases and Karaburun subvolcanic dacite, Torul - Acısu granitoides. In the study area five lithostratigraphical and three lithodem units were identified. The lithostratigraphical sequences of the area are from bottom to top as follows : Kinkli, Berdiga, Kermutdere, Tepeköy and Alibaba Formations. The Kinkli Formation, Lias in age, consists of volcanic and subvolcanic rocks occasionally interbedded with sedimentary rocks. Uncomformably overlying the Berdiga Formation, (?Dogger) Malme-Lower Cretaceous in age, is composed of dolomite and dolomitte limestones. Widely exposed the Campanian-Maestrichtian aged Kermutdere Formation and Maestrichtian aged Tepeköy Formation forms with volcano-sedimentary rocks. The Alibaba Formation, ?Yipresien-Lütetian in age, uncomformably overlies the pre-Eocene rocks. The formation consists of sedimentary rocks at the bottom and volcanic rocks at the top. In the investigation area, the lithodem units are Karaburun subvolcanic dacite, Torul granitoide intruded in Late Cretaceous Periode, and Acısu granitoide intruded in Middle to Late Eocene Stage. The youngests sediments in the area are the Quaternary aged travertenes. In the study area, three volcanic phases and two intrusions were determined. The first phase- Liassic phase, includes volcanic and subvolcanic rocks which are amigdaloidal basalts, basaltic andesite and it's pyroclastics, doleritic dyke, augite-trachyte, bimodal (mafic-silicic) volcanics. These rocks have a tholeiitic-(calc-alkaline) magma character and genetically indicate an island-arc and probably back-arc basin. The second phase-Upper Cretaceous phase can be divided into two sub- phases. The first one at the bottom include Kermutdere Formation volcanics which are basaltic trachyandesite, trachyandesite and phonolite in composition and they are alkaline (shoshonitic) - calc-alkaline magma type. They show hybridic magma origine dominated by crustal material and indicate back-arc basin and rift volcanisms which are near to continent The second phase of Upper Cretaceous include Tepeköy Formation volcanics composed of rhyolitic and dacitic rocks, and they show a silica-rich magma. The types of magma are calc-alkaline and continental crustal origine in character. Tepeköy volcanics and Karaburun subvolcanic dacite are related to Torul granitoide intrusive and they are it's margine fades. The third phase-Eocene phase includes the volcanics of Alibaba Formation which are trachyandesite in composition and they are calc-alkaline - (tholeiitic) magma type. The volcanisms occured from a hybridic magma show a subduction zone of an island- arc. The Eocene volcanics are related to Acısu granitoide and they are it's margine facies. In the region, one of the intrusive geological unit is the Torul granitoide. It shows mineralogical and petrographical changes among granite, adamellite and monzonite. The magmatic affinities of the rocks are aluminous cafemic(ALCAF), perlüminous-metalûminous transitions parametres and have calc-alkaline magma type character. The trace element continents of the plüton which are a I-type granitoide also show a volcanic-arc granitoide. The another plûton-Acısu granitoide is composed of various intrusive rocks changing from granodiorite, monzodiorite to granite in petrographical and mineralogical composition. The evidences of the same aged homogene magma mixing between both mafic and felsic magmas are some textural features such as bladed- biotites, poiklitic texture observed in plagioclases, the development of zones of small hornblende and biotite observed in large plagioclases, occurrence of needle-shaped apatites and prizmatik shaped plagioclase growings. The magmatic affinities of rocks are cafemic(CAFEM), metalüminous parametres and have a calc-alkaline type magma showing it's subclases between solid calc- alkaline(SALKD) and calc-alkaline. These features indicate crustal and mantle genetic hyridic magma. Also trace element continents of this I-type granitoide show a volcanic-arc granitoide.