Yıldızdağ (Sivas kuzeyi) gabrosunun mineralojik-petrografik ve jeokimyasal incelenmesi

Abstract

nı ÖZET Yüksek Lisans Tezi Yıldızdağ (Sivas Kuzeyi) Gabrosunun Mineralojik-Petrografik ve Jeokimyasal İncelenmesi Mustafo YAĞMUR Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç.Dr. Durmuş BOZTUĞ Yıldızdağ (Sivas kuzeyi) ve çevresinde yürütülen bu çalışmada, Yıldızdağ gabroyik plütonu ve çevre kayaçlarının jeolojik haritalamasının yanısıra, gabro plütonu ve buna bağh diğer magmatik kayaçların (kenar fasiyesi şeklindeki diyoritler ile mikrodiyorit bileşimli damar kayaçlarının) mineralojik-petrografik ve jeokimyasal incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç çerçevesinde, Yıldızdağ ve yakın çevresinin yaklaşık 140 km2,lik bir alanın 1/25.000 ölçekli jeolojik haritası yapılmıştır. Laboratuvar çalışmalarında ise optik mineralojik yöntemlere dayalı mineralojik-petrografik çalışmalar ile tümkayaç ana, iz ve REE analizleri yapılmıştır. Çalışma alanının en yaşlı birimi Paleozoyik yaşlı Gazi formasyonudur. Bu birim, taban kesimlerinde şist, kuvarsit ve kalkşist; üst seviyelerinde ise mermerlerden oluşur. Gazi formasyonu ile tektonik dokanaklı (bindirmeli) olarak yüzeylenen Üst Kretase yaşlı Tekelidağ karışığı, serpantinit, mafik volkanitler, kırmızı ve gri renkli kireçtaşlarından oluşmaktadır. Gazi formasyonu ve Tekelidağ karışığım uyumsuz olarak örten ve çoğunlukla kumtaşı ender olarak da çakıltaşı ve kireçtaşı merceklerinden oluşan Yakupoğlan formasyonu ise Eosen yaşlıdır. Yakupoğlan formasyonu üzerinde uyumsuzlukla Adalar formasyonu yer almaktadır. Adalar formasyonu kendinden yaşlı bütün birimlerden çakıl almış olup Oligo - Miyosen yaşlıdır. Yıldızdağ gabro plütonu ve buna bağlı mikrodiyorit bileşimli damar kayaçları, Yakupoğlan formasyonunu sıcakIV dokanakla kesmektedir. Bu nedenle, bu plütonun stratigrafîk konumu hakkında ileri sürülebilecek veri, bu plütonun yaşının Eosen sonrası olduğudur. Diğer taraftan, Oligo- Miyosen yaşlı Adalar formasyonunda Yıldızdağ gabro plütonuna ait kayaç örneklerinin çakıllarına rastlanmaması, gabro plütonunun, Oligo-Miyosenden bile genç olabileceğini düşündürmektedir. Yıldızdağ gabro plütonunun ana kütlesi gabrolardan oluşmaktadır. Tipik olarak ofitik ve hatta yer yer kümülat dokusu gösteren gabroların ana bileşenleri plajiyoklaz+olivin+öjit+opak minerallerden oluşmaktadır. Bazı gabro örneklerinde denge kristalizasyonu süreci ile olivinlerden itibaren ojit; ojitlerden itibaren de hornblend ve biyotitin geliştiği gözlenmektedir. Gabro kütlesinin kenar fasiyesi şeklinde gelişen diyoritler ile Yakupoğlan formasyonu içerisindeki mikrodiyorit bileşimli damarlar ise tipik olarak plajiyöklaz+hornblend+biyotit mineral topluluğundan oluşmaktadır. Mineralojik-petrografik ve jeokimyasal çalışmalar, Yıldızdağ gabro plütonunu oluşturan mafik magma kaynağının katılaşması sırasında fraksiyonel kristalleşme sürecinin etkin olduğunu ve ilk evrelerde gabroyik ana kütlenin, daha sonra ise diyoritik kenar fasiyes ile mikrodiyoritik damarların katılaştığını göstermektedir. Diğer taraftan, diyoritik kayaçlarda aynı zamanda kabuksal kirlenme sürecinin geliştiği de gözlenmektedir. Özellikle bazı diyoritlerde Nb ve Pb içeriklerinin yüksek olması, kabuksal kirlenmenin kanıtlan olarak değerlendirilmektedir. Yıldızdağ gabro plütonunun stratigrafîk konumu ve analitik jeolojik verileri, bölgesel jeolojik konum içerisinde değerlendirildiğinde, bu plütonun, çarpışma sonrası levha içi jeodinamik konuma sahip mafik bir magma kaynağından türediği sonucuna varılmaktadır. ANAHTAR KELİMELER: Yıldızdağ gabro plütonu; gabro; diyorit, mikrodiyorit damarları; ana, eser ve nadir toprak elementleri jeokimyası; fraksiyonel kristalleşme; kabuksal kirlenme; çarpışma sonrası mafik magmatizma.

V SUMMARY MS Thesis Mineralogical-Petrographical and Geochemical Study of the Yıldızdağ Gabbro, N of Sivas Mustafa YA?MUR Cumhuriyet University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geological Engineering Supervisor: Assoc.Prof.Dr. Durmuş BOZTU? This study, carried out in the Yıldızdağ and surrounding areas (N öf Sivas), deals mainly with the mineralogy-petrography and geochemistry of the gabbroic pluton and related igneous rocks (dioritic marginal fades and microdioritic vein rocks) in addition to the geological mapping of the Yıldızdağ gabbroic pluton and surrounding units. For this purpose, an area of approximately 140 km2 in the Yıldızdağ and surrounding area has been geologically mapped to the scale of 1/25.000. After the fieldworks, mineralogical-petrographical investigations, based on optical mineralogy, and wholerock major, trace and REE geochemical analyses were performed as the laboratory part of this study. The oldest unit of the mapped area is Paleozoic Gazi formation. This unit is composed of, from bottom to top, schist, quartzite, calc-schist and marbles. The Upper Cretaceous Tekelidağ complex, consisting of serpentinites, mafic volcanics, red and gray colored limestones, technically overlies the Gazi formation. The Eocene Yakupoğlan formation, unconformably overlying the Gazi formation and Tekelidağ complex, consists mainly of sandstone and rarely conglomerate and limestone lenses. Yıldızdağ gabbroic pluton and related microdioritic vein rocks intrude the Yakupoğlan formation. Therefore,VI the suggestive age about the stratigraphic setting of this gabbroic pluton is of post-Eocene. On the other hand, one can suggest a post-Oligo-Miocene age for this pluton by taking into account the absence of the pebbles and blocks derived from this gabbro pluton in the Oligo-Miocene Adalar formation. v The main body of the Yıldızdağ gabbro pluton comprises of gabbros which represent typical ophitic texture, and even sometime cumulus structure. The main rock forming minerals of these gabbros are made up plagioclase + olivine + augite + opaque minerals. Some mineral transformations due to equilibrium crystallisation are observed in some gabbros, e.g. augites from olivines, and hornblendes and biotites from augites. The diorites, constituting the border facies of pluton, and microdioritic vein rocks are composed typically of plagioclase + hornblende + biotite. Mineralogical-petrographical and geochemical studies reveal the fractional crystallisation (FC) and crustal contamination (CC) processes during the solidification of the mafic magma source of the Yıldızdağ gabbroic pluton. The FC process has formed the gabbros and diorites-microdiorites in the early and late stages of the solidification, respectively. The GC process, most recognizable in the dioritic rocks, is evidenced by the high concentrations of Nb and Pb elements. The interpretation of the stratigraphical setting and analytical data of the Yıldızdağ gabbroic pluton in the regional geology framework concludes that ithis pluton can be derived from a mantle related mafic magma source with a posr>collisional within plate geodynamics. KEY WORDS: Yıldızdağ gabbro pluton; gabbro; diorite; microdiorite veins; major, trace and REE geochemistry; fractional crystallisation (FC); crustal contamination (CC); post-collisiortal mafic magmatism: