Amanoslar bölgesi paleozoyik-alt mesozoyik yaşlı metaklastik kayaçlarının petrolojik incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Amanoslar bölgesinde (Fevzipaşa-Gaziantep, Bahçe-Osmaniye, Hassa-Antakya) yüzeyleyen Güneydoğu Anadolu Otoktonu'na (GDAO) ait Prekambriyen-Alt Mesozoyik yaşlı metaklastik kayaçlar üzerinde ince-kesit petrografisi ve jeokimyasal (ana, iz ve REE) incelemeler gerçekleştirilmiştir.İnceleme alanında Prekambriyen yaşlı Sadan (metakumtaşı/litik arkoz, metasilttaşı, sleyt, metavolkanit/bazalt), Kambriyen yaşlı Zabuk (metakumtaşı/kuvars arenit/subarkoz/sublitarenit), Koruk (metadolomit) ve Sosink (metakireçtaşı/biyolitosparit, metakumtaşı/subarkoz, sleyt), Ordoviziyen yaşlı Seydişehir (metakumtaşı/kuvars arenit, metasilttaşı, sleyt), Kızlaç (metakumtaşı/arkoz ve subarkoz, metasilttaşı, sleyt) ve Bedinan (sleyt, siltli sleyt), Devoniyen yaşlı Akçadağ (metakonglomera, metakumtaşı/litarenit ve kuvars arenit, metasilttaşı, sleyt, metavolkanit), Hasanbeyli (metakireçtaşı/biyosparit, sleyt) formasyonları ve Triyas-Jura yaşlı Cudi grubu (kristalize kireçtaşı/biyomikrit, sleyt) yüzeylemektedir.Metaklastik kayaçlar başlıca kuvars (monokristalin, polikristalin), feldispat (ortoklaz, mikroklin, plajiyoklaz), fillosilikat (illit, klorit, I-C, C-V, C-S, kaolinit, paragonit, paragonit-muskovit) ve kayaç parçacıkları (volkanik, metamorfik), tali miktarda zirkon, apatit, rutil ve opak mineraller içermektedir. Polikristalin kuvarslar monokristalinlere göre daha az gözlenmekte olup, Zabuk formasyonunda daha yüksek miktarda bulunmaktadır. Plajiyoklazlar Sadan ve Kızlaç, alkali feldispatlar ise Zabuk formasyonunda artmaktadır. Metamorfik kayaç parçacıkları Zabuk, Sadan ve Akçadağ, volkanik kayaç parçacıkları ise Sadan formasyonunda daha bol miktarda bulunmaktadır.Matriks içeriği % 15'den az olan metakumtaşları modal mineralojik bileşimlerine göre çoğunlukla subarkoz (Zabuk, Sosink, Seydişehir, Kızlaç, Bedinan, Akçadağ, Çığlı), daha az da litik arkoz (Sadan), litarenit (Akçadağ) ve arkoz (Hasanbeyli), matriks içeriği % 15'den fazla olanlar ise çoğunlukla feldispatik grovak (Seydişehir, Kızlaç, Akçadağ), daha az da litik grovak ve kuvars vake (Akçadağ) türündedir. Metaklastik kayaçlar illit ve klorit kristalinite verilerine göre birimler çoğunlukla ankimetamorfik, kısmen de ileri diyajenetik ve epimetamorfik koşullarda metamorfizmaya uğramışlardır.Metakumtaşları SiO2, Al2O3, Fe2O3 ve K2O baskınlığı ile karakteristik olup; feldispat türlerine bağlı olarak Sadan ve Zabuk formasyonları sırasıyla K2O ve Na2O bakımından zengindir. Kimyasal bozuşma indeksi değerleri Akçadağ ve Seydişehir formasyonlarında yüksek, Sadan formasyonunda düşük olmak üzere silikatların ortaç derecede yüzeysel bozunma geçirdiklerini göstermektedir. Uyumsuz elementler ve özellikle Th/Sc - Zr/Sc ve EuN/Eu* - GdN/YbN oranları Seydişehir ve Kızlaç formasyonları metakumtaşları için iyi, buna karşın Sadan, Sosink, Bedinan ve Akçadağ formasyonları metakumtaşları için kısmen kötü bir sedimanter boylanmaya işaret etmektedir.Ana ve iz element bollukları, Al2O3 ? ana ? iz element değişimleri; detritik yönelimi, diğer bir ifadeyle metakumtaşlarının evrimini ortaya koymaktadır. Bileşimsel değişim indeksi değerleri Akçadağ ve Sadan formasyonlarında daha yüksek olup, K2O/Al2O3 verileriyle birlikte değerlendirildiğinde, diyajenetik/metamorfik evrim Sadan, Sosink, Kızlaç, Zabuk, Akçadağ ve Seydişehir yönünde artmaktadır. Kondrit-normalize iz element, özellikle REE oranları alt kıtasal kabuk ve bazaltik bileşimden oldukça farklı; buna karşın üst kıtasal kabuk, kratonik şeyl/kumtaşları, granit ve felsik volkaniklere benzer olup, ağırlıklı olarak magmatik bir kaynaktan beslendiğini göstermektedir.Metakumtaşları modal mineralojik bileşime göre yeniden işlenmiş orojen (Sadan formasyonu) ve kıtasal bloku temsil eden kraton içi (Zabuk ve diğer formasyonlar) tektonik konumu temsil etmektedir. Ana element diyagramları metakumtaşları için aktif kıtasal kenar, kıtasal yay ve yer yer okyanusal yay bölgesi (Sadan formasyonu) ile pasif kıtasal kenar (Zabuk formasyonu) ortamlarını işaret etmektedir. İz element değişim diyagramları kıtasal yay ve aktif kıtasal kenar (Sadan formasyonu) ile pasif kenar (Zabuk formasyonu) ortamlarını yansıtmaktadır.Geç Pan-Afrikan yay volkanizmasının izlerini taşıyan Prekambriyen yaşlı Sadan formasyonu (aktif kıtasal kenar ve kıtasal yay) ile Kambriyen-Ordoviziyen yaşlı birimler (pasif kıtasal kenar) arasındaki mineralojik-jeokimyasal uyumsuzluklar; Kadomiyen orojenezinin GDAO istifindeki izleri olarak değerlendirilmiştir. Ordoviziyen ve Devoniyen yaşlı formasyonlardaki termal olaylarla ilişkili değişimi işaret eden mineralojik-jeokimyasal veriler ise sırasıyla Kaledoniyen ve Variskan orojenezleriyle zaman olarak ilişkilendirilebilir gözükmektedir

In this study, thin-section petrography and geochemical (major, trace and REE) investigations have been carried out in the Precambrian-Lower Mesozoic aged metaclastic rocks from Southeastern Anatolian Autochthonous (SEAA) outcropping in Amanos (Fevzipaşa-Gaziantep, Bahçe-Osmaniye, Hassa-Antakya) region.Precambrian Sadan (metasandstone/lithic arkose, metasiltstone, slate and metavolcanite/basalt), Cambrian Zabuk (metasandstone/quartz arenite, subarkose, sublitharenite), Koruk (metadolomite) and Sosink (metalimestone/biolithosparite, metasandstone/subarkose, slate), Ordovician Seydişehir (metasandstone/quartz arenite, metasiltstone, slate), Kızlaç (metasandstone/arkose/subarkose, metasiltstone, slate) and Bedinan (slate, silty slate), Devonian Akçadağ (metaconglomerate, metasandstone/litharenite/quartz arenite, metasiltstone, slate, metavolcanite), Hasanbeyli (metalimestone/biosparite, slate) and Triassic-Jurassic Cudi group (crystallized limestone/biomicrite, slate) outcrop in the study area.Metaclastic rocks contain mainly of quartz (monocrystalline, polycrystalline), feldspar (orthoclase, microcline, plagioclase), phyllosilicate (illite, chlorite, I-C, C-V, C-S, kaolinite, paragonite, paragonite-muscovite) and rock fragments (volcanic, metamorphic), and minor amounts of zircon, apatite, rutile and opaque minerals. Polycrystalline quartz grains were observed in lesser amounts than monocrystalline ones, and were found in greater amounts in Zabuk formation. Plagioclases increase in Sadan and Kızlaç formations, whereas alkali feldspars in Zabuk formation. Metamorphic and volcanic rock fragments were found more abundant in Zabuk-Sadan-Akçadağ and Sadan formations, respectively.According to modal mineralogic compositions; metasandstones with matrix contents higher than 15 % are types of mostly subarkose (Zabuk, Sosink, Seydişehir, Kızlaç, Bedinan, Akçadağ, Çığlı) and smaller lithic arkose (Sadan), litharenite (Akçadağ) and arkose (Hasanbeyli), however metasandstones with less than 15 % matrix content are of commonly feldspathic greywacke (Seydişehir, Kızlaç, Akçadağ), rarely lithic greywacke and quartz wacke (Akçadağ). Metaclastic rocks were metamorphosed under the anchimetamorphic, and partly diagenetic and epimetamorphic conditions, based on the illite and chlorite crystallinity data.Metasandstones were characterized by the dominance of SiO2, Al2O3, Fe2O3 and K2O, and Sadan and Zabuk formations are respectively rich in K2O ve Na2O depending on their feldspar types. Chemical alteration index values show that the silicates are undergone intermediate weathering processes, just as high in Akçadağ and Seydişehir formations and low in Sadan formation. Incompatible elements and particularly the ratios of Th/Sc - Zr/Sc and EuN/Eu* - GdN/YbN indicate relatively better sedimentary sorting trend for metasandstones of the Seydişehir and Kızlaç formations, but poorer in Sosink, Bedinan and Akçadağ formations.Major and trace element abundances, Al2O3 ? major ? trace elements variations reveal detrital trend, in other words evolution of metasandstones. The compositional variation index values are higher in Akçadağ and Sadan formations and diagenetic/metamorphic evolution increase in the direction of Sadan, Sosink, Kızlaç, Zabuk, Akçadağ ve Seydişehir, on the evaluation together with K2O/Al2O3 data. Chondrite-normalized trace element, especially REE ratios are different from lower continental crust and basaltic composition, but similar to upper continental crust, cratonic shale/sandstones, granites, and felsic volcanic that indicate the feeding of mainly a magmatic source.Metasandstones represents the tectonic settings of recycled orogen (Sadan formation) and inner craton from continental block (Zabuk and other formations) on the basis of their modal mineralogic compositions. Major element diagrams indicate the active continental margin, continental arc and partly oceanic arc regions (Sadan formation) and passive continental margin (Zabuk formation). Trace element variation diagrams reflect the environments of continental arc and active continental margin (Sadan formation) and passive margin (Zabuk formations).Mineralogic-geochemical irregularities between Precambrian Sadan formation (active continental margin and continental arc) carrying the traces of the Late Pan-African arc volcanism and Cambrian-Ordovician units (passive continental margin) are evaluated as the traces of the Cadomian orogeny in the SEAA sequence. Mineralogic-geochemical data indicating thermal events in the Ordovician and Devonian formations seem to be temporally related to Caledonian and Variscan orogenesis.