Keban metamorfitlerinin (Keban-Elazığ) mineralojik-petrografik incelenmesi

Abstract

ÖZET Yüksek Lisans Tezi KEBAN METAMORFİTLERİNİN (KEBAN-ELAZIĞ) MİNERALOJİK- PETROGRAFİK İNCELENMESİ Olcay ÖZFIRAT Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç.Dr. Ömer BOZKAYA Bu çalışmada, Keban-Elazığ yöresinde yüzeyleyen Keban Metamorfitlerinin ölçülü kesitler boyunca alman toplam 115 adet örnek üzerinde ince-kesit petrografisi, X-ışınlan difraksiyonu çözümlemeleri (tüm kayaç ve kil fraksiyonu, illit ve klorit kristalinite, fillosilikat politipleri, muskovitlerin bo parametresi, kloritlerin yapısal formülleri) ve jeokimyasal incelemeleri yapılmıştır. Keban Metamorfitleri (Karbonifer-Permiyen) metabazit arakatkılı kalkşist, mermer, kristalize kireçtaşı ve yer yer kontakt metamorfik granat fels litolojilerinden oluşmaktadır. Başlıca kalsit, dolomit, kuvars, feldispat, fillosilikat (kaolinit, illit/K-mika, klorit, C-S, C-V, I-S, smektit ve vermikülit) ile ender epidot, tremolit/aktinolit ve biyotit içermektedir. Epimetamorfik kristalinite değerlerine sahip beyaz K-mikalar 2Mı, biyotitler İM, kloritler nb, kaolin grubu mineraller ise kaolinit politipine sahiptir. İndeks mineral birliktelikleri, kristalinite, politipi ve orta-yüksek bo verilerine göre alt yeşilşist-yeşilşist fasiyesi koşullarında P-T-t yönünde ilerleyen bir metamorfizma geçirmiştir. KebanVI Metamorfitleri litolojik, mineralojik ve kimyasal bakımdan, Doğu Toros Otoktonu'nun (Geyikdağı Birliği) Karbonifer-Permiyen yaşlı kesimine büyük bir benzerlik sunmaktadır. Keban ve Malatya Metamorfitleri aynı yaş aralığına sahip olmakla birlikte, metamorfizma derecesinin yanısıra stratigrafik, litolojik ve özellikle mineralojik bileşimleri bakımından birbirlerinden oldukça farklıdır. Bu farklılık kloritlerin kimyasal bileşimlerine kadar yansımıştır. Bu bulgular şu ana kadar bilindiği gibi Keban ve Malatya Metamorfitlerinin benzer olmadığım `Keban-Malatya Birimi` şeklinde birleşik bir adlandırma kullanmanın doğru olmayacağım göstermektedir. Keban Metamorfitleri jeotektonik konum, metamorfizma derecesi ve mineralojik bileşim açısından Orta Toroslardaki Alanya Metamorfitleri naplarından hiçbirisine benzerlik sunmamaktadır. Ancak Malatya Metamorfitleri, Alanya Metamorfitleri üst napını oluşturan Yumrudağ Napı ile jeotektonik konum (açılmalı bir basende metamorfizma geçirmesi ve kuzey kökenli en üst napı oluşturması), köken (Aladağ Birliği) ve litolojik-mineralojik özellikler (napın alt seviyelerinde kloritoyid fillitler, benzer indeks/ayırtman fillosilikat içeriği, kristalinite, bo vb.) açısından önemli benzerlikler sunmaktadır. ANAHTAR KELİMELER : Mineraloji, Petrografi, Diyajenez, Çok Düşük Dereceli Metamorfizma, Fillosilikat

VII ABSTRACT Ms Thesis MINERALOGICAL-PETROGRAPHICAL INVESTIGATION OF KEBAN METAMORPHITES, KEBAN-ELAZI? Olcay ÖZFIRAT Cumhuriyet University Institut of Applied and Natural Sciences Geological Engineering Department Supervisor: Assoc.Prof.Dr. Ömer BOZKAYA ABSTRACT In this study, Keban Metamorphites outcropping in Keban-Elazığ area have been investigated by means of thin-section petrography, X-ray diffraction analysis (whole rock and clay fraction, illite and chlorite crystallinity, phyllosilicate polytypes, bo parameters of muscovites, structural formulas of chlorites) on the samples taking from the along the measured stratigraphic sections. Keban Metamorphites (Carboniferous-Permian) are composed of lithologies as calcschist, marble, crystallized limestone and locally contact metamorphic garnet fels. These rocks mainly include calcite, dolomite, quartz, feldspar, phyllosilicates (kaolinite, illite/K-mica, chlorite, C-S, C-V, I-S, smectite and vermiculite) and rarely tremolite/actinolite and biotite. K-micas having epimetamorphic crystallinity degree, biotites, chlorites and kaolinite group minerals have 2M1, 1M, lib and kaolinite polytypes, respectively. According to the index mineral associations, crystallinity, polytype, and medium-high bo values,VIII metamorphic rocks was metamorphosed in clockwise P-T-t way at the sub- greenschist to greenschist facies condition. Keban Metamorphites show important similarities for the Carboniferous-Permian parts of the Eastern Taurus Autochthone (Geyikdağı Unit), with respect to the lithologic, mineralogic and chemical characterisitics. In spite of the same age period, Keban and Malatya Metamorphites are fairly different to Keban Metamorphites on account of the stratigraphic, lithologic properties and especially mineralogic composition. These differences also reflect to the chemical compositions of chlorites. These results are shown that Keban and Malatya Metamorphites are not similar as known until now, and are not suitable a composite nomenclature as `Keban-Malatya Unit`. Keban Metamorphites are not display similarities any nappes of Alanya Metamorphites from point of view of geotectonic setting, metamorphic degree and mineralogic composition. Hovewer, Malatya Metamorphites show important similarities with Yumrudağ Nappe forming upper nappe of Alanya Metamorphites, with regard to geotectonic setting (metamorphism in an extentional basin and forming uppermost nappe with northern origin), origin (Aladağ Unit) and lithologic-mineralogic properties (chloritoid phyllites at the lower parts of the nappe, similar index/diagnostic phyllosilicate content, crystallinity, bo etc.). KEY WORDS: Mineralogy, Petrography, Diagenesis, Very Low-Grade Metamorphism, Phyllosilicate