Hasandağ ve Erciyes (Orta Anadolu) strato volkanlarının jeokimyasal ve petrolojik evrimi

Abstract

?HASANDAĞ VE ERCİYES (ORTA ANADOLU) STRATO VOLKANLARININJEOKİMYASAL VE PETROLOJİK EVRİMİ??GÜÇTEKİN AYKUT?Anahtar Kelimeler: Orta Anadolu, Çarpışma Volkanizması, Magma Oluşumu, MagmaKarışımı, Litosferik DelaminasyonÖzet: Orta Anadolu'da iki önemli strato volkan olan Hasandağ ve Erciyes stratovolkanları kalk alkalen ve alkalen karakterli volkanizmalar olup kalk-alkalen aktivitedaha yaygındır. Hasandağ volkanik kompleksi jeokimyasal farklılıklarıyla; Keçikalesitoleyitik, Hasandağ kalk-alkalen, Hasandağ alkalen olmak üzere üç evrede gelişiminigerçekleşmiştir. Erciyes volkanik kompleksi jeokimyasal gelişimi Koçdağ alkalen,Koçdağ kalk-alkalen, Erciyes kalk alkalen olmak üzere 3 evredir. Volkanizmalara aitnadir toprak element (REE) içeriklerinde tüm ürünlerde, hafif nadir toprak elementler(LREE) ağır nadir toprak elementlere (HREE) göre, göreceli bir zenginleşmegöstermektedir. N-MORB'a göre normalize edilmiş çoklu element diyagramlarında tümvolkanik ürünlerde için geniş iyonlu litofil (LIL) elementler ve hafif nadir toprakelementlerde (LREE) belirgin zenginleşme, Ta, Nb, Ti, Hf gibi kalıcılığı yüksekelementlerde (HFS) ise göreceli bir tüketilme görülmekle birlikte HFSE/LILEfraksiyonasyonunun etkileri kalk-alakali kayalarda daha yüksek ve toleyitik, alkalibileşimli kayalarda daha az oranlardadır.Tüm kayaç iz element içerikleri kullanılarak yapılan teorik kristalizasyon modellemelerielde edilen trendler Hasandağ toleyitik ve kalk-alkalen kayaçlarda amfibol, plajiyoklas;buna karşın alkalen kayaçlarda plajiyoklas, piroksen, amfibol; Erciyes alkalen ve kalk-alkalen kayaçlarda ise plajiyoklas, piroksen ve amfibolun baskın olduğu fraksiyonelkristalizasyon ile açıklanabilir. AFC modellemelerine göre Erciyes volkanında kıtakontaminasyonunun etkisi Hasandağ'a göre daha azdır. Modal olmayan yığın ergimemodeliyle hesaplanan ergime dereceleri; Keçikalesi toleyitik kayaçlarında yaklaşık %8-9, Hasandağ alkalen kayaçlarında %4-5, Koçdağ alkalen kayaçlarında ise %3-8arasındadır. Teorik ergime modelleri Orta Anadolu volkanik kayaçları için granat vespinel-lerzolit bileşimli manto kaynaklarından türeyen değişen miktarlarda magmakarışımını önerirken, Hasandağ alkalen kayaçlarında granat içeren manto kaynağıetkisi daha baskındır. Metasomatize olmuş litosferik mantodan türediği düşünülen OrtaAnadolu volkanizması, termal sınır düzeyinin (TSD) deleminasyonu ile oluşan genişçaplı termal düzensizlik sonucu kıta altı litosferik mantonun ergimesiyle açıklanabilir.Bölgedeki volkanizmanın doğrultu atımlı tektonizmanın bulunduğu kuşaklar boyuncagörülmesi bu sistemin magma yükselimine olası katkı sağladığını göstermektedir.

?GEOCHEMICAL AND PEROLOGICAL EVOLUTION OF HADANDAĞ ANDERCIYES (CENTRAL ANATOLIA) STRATOVOLCANO ??GÜÇTEKİN AYKUT?Keywords: Central Anatolia, Collision Volcanism, Magma Evolution, Magma Mixing,Lithospheric DelaminationAbstract: Hasandağ and Erciyes strato volcanoes which are the two important stratovolcanoes in Central Anatolia, erupted volcanic products with both calc-alkaline andalkaline compositions, although the calc-alkaline activity is more widespread. There arethree stages of geochemical evolution in the history of the Hasandağ strato volcaniccomplex: (1) Keçikalesi tholeiitic, (2) Hasandağ calc-alkaline, (3) Hasandağ alkaline. Thegeochemical evolution of Erciyes volcanic complex also exhibits three distinctevolutionary stages: (1) Koçdağ alkaline, (2) Koçdağ calc-alkaline and (3) Erciyes calc-alkaline. The volcanic rocks from both suites show enrichments in LREE relative toHREE. The rocks as a whole show enrichments in large ion lithophile elements (LILE)relative to high field strength elements (HFSE) in N-MORB normalized multi-elementdiagrams, although the thoeliitic and alkaline rocks have less pronounced effects ofHFSE/LILE fractionation comparing to the calk-alkaline rocks.Theoretical fractionation models obtained using the whole-rock trace element dataindicate two distinct fractionation trends for the Hasandağ volcanism: amphibole andplagioclase fractionation for the tholeiitic and calc-alkaline rocks and plagioclase,pyroxene and amphibole fractionation for the alkaline rocks. The alkaline and calc-alkaline rocks of Erciyes volcanism, on the other hand, indicate similar fractionationtrends that can be explained by plagioclase and amphibole fractionation. AFC modelingindicate that the effect of crustal contamination on parental melt compositions is lesspronounced in the Erciyes volcanic rocks compared to the Hasandağ volcanic rocks.Theoretical melting trends obtained using the non-modal batch melting model indicatedegree of melting between 8-9% for the Keçikalesi tholeiitic rocks, 4-5% for theHasandağ alkaline rocks and 3-8% for the Koçdağ alkaline rocks. The modeling alsoshows that the Central Anatolian volcanic rocks were originated by variable degreemelting of a mantle source with garnet+spinel lherzolite composition, although the effectof residual garnet in the source is more pronounced for the Hasandağ alkaline rocks.Geochemical modeling indicate that Central Anatolian volcanic rocks are likely to haveoriginated by partial melting of a metasomatised lithospheric mantle. Delamination ofTBL (termal boundry layer) may be considered as a potential mechanism that maycause thermal perturbation melting of continental lithospheric mantle. The distributionof volcanic centers along the region-scale strike-slip fault systems may also indicateadditional effects of strike-slip faulting on melt production and eruption.