Ankara Güneybatısı Hisarlıkaya Yöresindeki Trakitik Volkanizmanın Yaşı, Kökeni ve Evrimi


Korkmaz Eryılmaz A., Varol Muratçay E., Külahcı G. D., Tatar Erkül S.

Uluslararası Katılımlı 9. Jeokimya Sempozyumu , Aydın, Türkiye, 17 - 20 Ekim 2022, ss.212-213

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Aydın
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.212-213
  • Ankara Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Çalışma,  Ankara-Temelli Hisarlıkaya mevkiinde yüzeylenen trakitik kayaçları kapsamakta ve bu kayaçların ana-eser element ve izotop jeokimyası ile kökeninin ortaya konulmasını amaçlamaktadır. Elde edilen bu veriler, mineral kimyası çalışmalarıyla desteklenerek kayaçların oluşum koşulları, yüzeye ulaşana kadar geçirdikleri süreçler ve Ar- Ar yaş tayini analizleriyle yaşı ortaya konulmuştur.

 

Ar-Ar yaş analizi ile yaşının 20,25±0,10 My (Alt Miyosen) olduğu belirlenen Hisarlıkaya volkanik kayaçları (HVK),%61-64 arasında değişen SiO2 değerlerine sahip olup, sub-alkali trakit- trakiandezitik karakterlidir; kalkalkali özellik taşımaktadır. Harker diyagramları fraksiyonel kristalleşmenin bölgede gözlenen volkanik kayaçlar üzerinde etkili bir süreç olduğunu; bunun yanında olası magma karışımı ve/veya kabuksal kirlenme gibi farklı süreçlerin de etkili olabileceğini göstermektedir. Bu kayaçlardaki dengeli koşullarda kristalleşen mineral birlikteliklerinden (Amfibol-Plajiyoklaz) yapılan tahmini sıcaklık-basınç hesaplamalarına göre, kayaç içinde gözlenen minerallerin 7,5-8,5 kbar ve 6-7 kbar basınç ve 852-911oC sıcaklık aralığında oluşum koşullarına sahip olduğu belirlenmiştir.

HVK örnekleri üzerinde gerçekleştirilen Sr-Nd izotop analizlerinden elde edilen 87Sr/86Sr izotop oranları 0.70537-0.70542; 143Nd/144Nd izotop oranları ise 0.512627-0.512710 değerleri arasında değişmektedir. İzotop verileri, Hisarlıkaya volkanik kayaçları için zenginleşmiş bir manto kaynağını işaret etmektedir. Kayaçların, MORB’a oranla daha yüksek Sr ve daha düşük Nd değerlerine sahip, OIB benzeri bir kaynağa yakın değerler sunduğu, ‰δ18O izotop değerlerine (‰8.60-9.20) bakıldığında ise, kayaçların MORB ve OIB değerlerinden daha yüksek değerlere sahip olduğu görülmektedir. Bunun yanında Hisarlıkaya volkanizmasına ait jeokimyasal veriler ve oksijen izotop değerleri dalma-batma etkilerinin gözlendiğini ortaya koymaktadır.  Kaynağa dair modelleme çalışmaları, HVK’nın dalma batmanın etkisiyle metasomatize olmuş, göreceli olarak sığ derinliklerde bulunan spinel peridotit kaynağının düşük dereceli (%3-6) yığın ergimesi sonucunda oluşan eriyiklerden itibaren kristalleştiğini ortaya koymaktadır. Hisarlıkaya volkanik kayaçları aynı zamanda adakitik özellik sergilemektedir.

Sonuç olarak, elde edilen bütün bu veriler ışığında, trakitik karakterdeki Hisarlıkaya volkanizmasının dalma-batma etkisiyle metasomatize olmuş litosferik kaynaktan oluşan eriyiğin, alt kabuk ergimesiyle oluşan bir başka eriyikle karıştığı ve bu eriyiğin yukarı çıkışı sırasında etkin bir kabuksal kirlenmeye maruz kalmadığı ortaya konulmuştur.

The study includes the volcanic rocks cropped out at Ankara-Temelli Hisarlıkaya district and aims to reveal the origin of these rocks by major-trace element and isotope geochemistry. These data were supported with mineral chemistry studies, the formation conditions of the rocks, the processes during their ascending to the surface and their ages were presented by Ar-Ar dating method.

Hisarlıkaya volcanic rocks (HVK) whose age was determined as 20.25±0.10, have SiO2 values varying between 61-64%, have sub-alkaline trachyte-trachyandesitic character and carry calc-alkaline features. Harker diagrams show that besides the different processes such as magma mixing and/or crustal contamination processes, fractional crystallization is an effective process. According to the estimated temperature-pressure calculations made from mineral associations (Amphibole-Plagioclase) crystallized in equilibrium conditions in these rocks, it was determined that the minerals crystallized at about 7.5-8.5 kbar and 6-7 kbar pressure and 852-911oC temperature.

87Sr/86Sr and 143Nd/144Nd isotope values of HVK samples vary between 0.70537-0.70542 and 0.512627-0.512710, respectively. Isotopic investigations point to an enriched mantle source for the origin of HVK. It is seen that the rocks have higher Sr and lower Nd values ​​compared to MORB, ​​close to an OIB-like source, the δ18O‰ isotope values (8.60-9.20‰) consider that the rocks have higher values than MORB and OIB. Geochemical data and Sr, Nd and oxygen isotopic values ​​of the rocks reveal that subduction is also an effective process during the formation of HVK. Partial melting modeling studies made for demostrate the source of the rocks reveal that the HVK is crystallized from the melts arised from small degree (3-6%) of batch melting of spinel peridotite source located at relatively shallow depths and metasomatized by the effect of subduction process. HVK also exhibit adakitic characteristics.

As a result, it was revealed that the melt formed from the lithospheric mantle source metasomatized by the subduction and was mixed with different melts formed by melting of the lower crust and was not exposed to an active crustal contamination during their ascending to the surface.