İncesu ignimbiritinin (Kayseri) jeolojisi, petrolojisi ve ayırtman özellikleri


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2006

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: TAMER KORALAY

Danışman: YUSUF KAĞAN KADIOĞLU

Özet:

Kayseri ve özellikle İncesu çevresinde tip yayılım gösteren ignimbirit İncesu ignimbiriti adı altında incelenmiştir. İncesu ignimbiriti taban, orta ve tavan olmak üzere 3 farklı seviyeden oluşmaktadır. Taban seviyesi siyahımsı kahverenkli olup, camsal kaynaklaşma göstermektedir. İyi derecede kaynaklaşmış orta seviye kırmızımsı pembe renkli olup, bol miktarda yassılaşmış pomza parçaları (fiamme) içermektedir. İgnimbiritin tavan seviyesi grimsi pembe renkli ve daha az kaynaklaşmış yapıda olup, çeşitli bileşimli volkanik kayaç parçaları içermektedir. İncesu ignimbiriti mineralojik olarak plajiyoklaz (oligoklaz andezin) + piroksen (ojit, klinoenstatit) + opak mineral (manyetit, ilmenit) ± amfibol ± biyotit ve ± kuvars'tan oluşmaktadır. Makroskopik ve mikroskopik görünüm açısından İncesu ignimbiritinin her bir seviyesi arasında belirgin farklılıklar bulunmaktadır. Taban ve orta seviye örneklerinde ötaksitik doku hakim olup, bu seviyeler tavan seviyesine göre daha yoğun kaynaklaşmış dokuya sahiptirler. Taban ve orta seviye örneklerindeki yassılaşmış pomza parçaları (fiamme) ve volkan camı kıymıklarının (shard) miktarı tavan seviyeye göre daha fazladır. Taban ve orta seviye arasındaki dokanak ilişkisi oldukça keskin olup, renk farklılığından dolayı oldukça belirgindir. Riyolit, riyodasit-dasit bileşimli, kalkalkalen karakterli, orta-yüksek K'lu, peralüminyum'lu özelliğe sahip İncesu ignimbiritinin ana oksit, iz ve nadir toprak element içerikleri ignimbiritin gelişiminde fraksiyonel kristallenmenin önemli bir rol oynadığını, bu kristallenmenin başlıca plajiyoklaz, klinopiroksen, manyetit, ilmenit ve titanomanyetit tarafından kontrol edildiğini göstermektedir. Ayrıca İncesu ignimbiritinin izotop bileşimi ignimbiritin 3±8 my yaşında olduğunu, OIB benzeri ana magmadan fraksiyonel kristallenme ve kabuk kirlenmesinin etkili olduğu bir süreç sonucu meydana geldiğine işaret etmektedir. Mikro XRF sonuçlarına göre hazırlanan 3B element kabartı haritalarında taban seviyesinde orta seviyeye göre yüksek K anomalisi görülmüştür. Raman konfokal spektrometre incelemeleri bu farklılığın taban seviye matriksindeki anortoklas birikiminden kaynaklandığını göstermektedir. İncesu ignimbiritinde SiO2'e karşı bazı ana oksit elementler (Fe2O3, TiO2, CaO ve K2O), bazı iz elementler (V, Sr, Cs ve Rb) ve bazı iz element oranları (Ba/Rb, Sr/, K/Sr, K/Nb, Rb/Sr, Rb/Y ve Rb/Nb) kullanılarak oluşturulan değişim diyagramları, İncesu ignimbiritinin taban seviyesinden orta seviyeye doğru bileşimsel olarak normal zonlu yapıya sahip olduğunu göstermektedir. İncesu ignimbiritinin 3 seviyesindeki jeolojik, mineralojik, petrografik, jeokimyasal ve izotop verilere göre belirlenen bileşimsel farklılıklar yer radarı (GPR) veri sonuçlarıyla da desteklenmiştir.AbstractIgnimbrite, which crops out in Kayseri and particularly in the vicinity of Incesu town, has been examined as Incesu ignimbrite. The Incesu ignimbrite is composed of three different levels these are bottom, middle and top levels. The bottom level shows blackish brown and glassy welded structure. Well-welded middle level is reddish pink in color and has high amount of fiammes. The top of the ignimbrite is grayish pink, weakly welded and has rock fragments with different compositions. The mineralogical composition of Incesu ignimbrite is composed of plagioclase (oligoclase, andesine) + pyroxene (augite, clinoenstatite) + opaque minerals and low amount of amphibole, biotite and quartz. Each levels of Incesu ignimbrite have clear differences in terms of macroscopic and microscopic features. Eutaxitic texture is dominant in middle and bottom level samples and these levels are more densely welded texture than the top level. The amount of flattened pumice fragments and volcanic glass shards in middle and bottom levels are more than in the top level. The contact relationship between bottom and middle level is very sharp due to the differences in their colors. Major, trace and rare earth element contents of Incesu ignimbrite, which is characterized by their rhyolite, rhyodacite-dacite composition, medium-high K, calc-alkaline and peraluminous nature, show fractional crystallization process which is chiefly controlled by plagioclase, clinopyroxene, magnetite, ilmenite and titanomagnetite. Furthermore, the isotopic composition of Incesu ignimbrite reveals an age of 3 Ma, with evolution by means of fractional crystallization and crystal contamination processes of the parent magma derived from Ocean Island Basalt (OIB) like magma. The 3D elemental relief mapping of Micro XRF results reveals a high K anomaly at the bottom compared to the middle level. The Raman Confocal Spectrometer results show that these differences come from the accumulation of the anorthoclase within the matrix of the bottom level. The variation diagrams of some major oxides (Fe2O3, TiO2, CaO and K2O), some trace elements (V, Sr, Cs and Rb) and some trace element ratios (Ba/Rb, Sr/, K/Sr, K/Nb, Rb/Sr, Rb/Y and Rb/Nb) versus SiO2 reveal that the İncesu ignimbrite has normal compositional zonal changes starting from the bottom level towards the middle level. The Ground Penetrating Radar (GPR) studies support the compositional differences of the three different levels which are investigated by the field geology, mineralogy, petrography, geochemistry and isotopic studies of the Incesu ignimbrite.