Pamuktaş (Bayburt) plütonunun petrografik ve petrolojik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Doğu Pontidler (KD Türkiye), Anadolu Levhasının jeolojik olarak şekillenmesinde önemli bir rol oynayan Alp-Himalaya orojenezinin etkisi ile oluşmuş olup farklı türde magmatik kayaları içermesi bakımından önemli bir alan konumundadır. Özellikle Karbonifer yaşlı plütonlar, doğu Pontidlerin güney kesiminde, geniş mostralar halinde ve daha yaygın olarak gözlenmektedir. Bu çalışma, Bayburt'un (KD Türkiye) Pamuktaş köyü ve çevresinde yer alan granitik kayaçlar üzerinde yeni petrografik ve tüm kayaç jeokimyası verileri sunmaktadır. Ayrıca, bu granitik kayaçların oluşumunda hâkim olan kaynak bölge, petrolojik süreçler ve jeodinamik ortam tartışılmaktadır. Yaklaşık 5 km2'lik bir alanı kapsayan Karbonifer yaşlı Pamuktaş plütonu, çalışma alanında Jura öncesi temeli temsil etmekte ve uyumsuz olarak Erken-Orta Jura volkanoklastik ve volkanik kayaçlar ile Geç Jura-Erken Kretase kireçtaşları tarafından örtülmektedir. Pamuktaş plütonu esas olarak granit/granit porfir ve aplit (mikrogranit), daha az oranda ise granodiyorit ve kuvars mikrodiyorit türü kayaçlardan meydana gelmektedir. Granitik kayaçlar, özşekilli ve özşekilsiz granüler/mikrogranüler dokuya sahip olup başlıca alkali feldispat (ortoklas), plajiyoklas, kuvars, biyotit ve amfibol (hornblend) minerallerinden oluşur. Bazı örneklerde daha büyük fenokristaller porfirik doku oluşturur. Zirkon doygunluk sıcaklıkları 693-844°C arasında, apatit doygunluk sıcaklıkları ise 673-999°C arasında hesaplanmıştır. Granitik kayaçlar yüksek SiO2 içeriklerine (%65.62-75.09) ve yüksek K'lu kalk-alkaliden şoşonitiğe kadar uzanan bir afiniteye sahip olup I-tipi bir kaynaktan itibaren türemiştir. Kayaçlar peralümin karakterli olup çarpışma sonrası volkanik yay granitoyidleri ile benzerlik göstermektedir. Ana ve iz element trendleri, kayaçların oluşumunda plajiyoklas, hornblend, apatit ve Fe-Ti oksit mineral fraksiyonlaşmasının önemli rol oynadığını göstermektedir. Pamuktaş plütonunun petrolojik özelliklerine göre, granitlerin gelişiminde fraksiyonel kristallenme, magma karışımı ve daha az oranda asimilasyon ve kısmi ergime işlemlerinin rol oynadığı ortaya konmuştur. Elde edilen tüm veriler Karbonifer yaşlı Pamuktaş plütonunun ana magmasının orta-alt kıtasal kabuk ve zenginleşmiş litosferik manto ergiyiklerinden kısmi ergime sonucu türediğini ve kıtasal magma odasında farklılaşarak yerleştiğini göstermektedir.

The Eastern Pontides (NE Turkey) that formed during the Alpine-Himalayan orogeny in which geologically plays an important role in the formation of Anatolian Plate, is a significant area in term of containing different igneous rocks. Especially Carboniferous aged plutons are observed in the southern part of the eastern Pontides in larger outcrops and more commonly. This study presents new petrography and whole-rock geochemistry on granitic rocks in the Pamuktaş area of Bayburt (NE Turkey). In addition, the source region of tha magma, petrological processes and geodynamic setting prevailing in the formation of these granitic rocks are discussed. The Carboniferous aged Pamuktaş pluton, which includes an area of approximately 5 km2, represents the pre-Jurassic basement in the study area and is unconformably overlain by Early-Middle Jurassic volcanoclastic and volcanic rocks and Late Jurassic-Early Cretaceous limestones. Pamuktaş pluton mainly consists of granite/granite porphyry and aplite (microgranite), to a lesser extent granodiorite and quartz microdiorite rocks. Granitic rocks mainly consist of alkali feldspar (orthoclase), plagioclase feldspar, quartz, biotite, and amphibole (hornblende) minerals, as having euhedral and anhedral granular/microgranular textures. In some samples, larger phenocrysts form porphyritic texture. Zircon and apatite saturation temperatures were calculated between 693-844°C and 673-999°C, respectively. Granitic rocks have high SiO2 contents (65.62-75.09 wt.%) and a high K calc-alkali to shoshonitic affinities, and have been derived from an I-type source. The rocks are peralumine in character and are similar to post-collisional volcanic arc granitoids. Major and trace element trends show that the plagioclase, hornblende, apatite and Fe-Ti oxide mineral fractionations play an important role in the formation of rocks. According to the petrological properties of Pamuktaş pluton, it has been revealed that the fractional crystallization, magma mixing, and less assimilation and partial melting processes play a role in the development of granites. All obtained data suggest that the parental magma of the Carboniferous aged Pamuktaş pluton has evolved from the mixing of lithospheric mantle and middle-lower crust-derived melts as a result of partial melting and differentiated and emplaced in the continental magma chamber.