T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

2

3 TEZ BİLDİRİMİ Bu tezdeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde edildiğini ve tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm. DECLARATION PAGE I hereby declare that all information in this document has been obtained and presented in accordance with academic rules and ethical conduct. I also declare that, as required by these rules and conduct, I have fully cited and referenced all material and results that are not original to this work. Çiğdem ATAY ASAN

4 ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ HAMSAROS (SİNOP) VOLKANİTLERİNİN KÖKENİ Çiğdem ATAY ASAN Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Hüseyin KURT 2010, 61 Sayfa Jüri Prof. Dr. Hüseyin KURT Yrd. Doç. Dr. Gürsel KANSUN Yrd. Doç. Dr. M. Çağlar MEŞHUR Sinop yakın civarında bazaltik-andezitik lavlar, dayklar ve bunların piroklastitlerinden oluşan Geç Kretase (?) yaşlı volkanik kayaçlar yüzeylemektedir. Kayaçlar mikrolitik porfirik, hyalo porfirik, hyalo mikrolitik porfirik, kümülofirik, intergranüler, hyalopilitik, trakitik dokulu olup, başlıca olivin (Fo ), klinopiroksen (Wo En Fs 5-22 ), ortopiroksen (Wo 3-4 En Fs ), biyotit (Mg#: ), plajiyoklas (An ) ve daha az Fe-Ti oksitlerden (titano-manyetit) oluşmaktadır. İncelenen volkanik kayaçlar bazalt, trakibazalt, bazaltik andezit, bazaltik trakiandezit, trakiandezit ve andezit bileşiminde olup, hem subalkali hem de hafif alkali karakterlidirler. K 2 O içeriklerine göre, kayaçlar kalkalkali ve şoşonitik olmak üzere iki seriye ayrılmaktadır. Ana oksit ve iz element değişimleri kayaçlar içinde gözlenen fenokristal fazların fraksiyonlaşmasıyla ilişkili olup, olivin + klinopiroksen + plajiyoklas + Fe-Ti oksit fraksiyonlaşmasına işaret eder. İncelenen volkanik kayaçların uyumsuz iz element ve nadir toprak element dağılımları birbirine benzer olup benzer kaynağa işaret etmektedir. Volkanitler, yitimle ilişkili kayaçlar için tipik olan yüksek alan enerjili element (YAEE) ve ağır nadir toprak element (ANTE) lere göre büyük iyon yarıçaplı element (BİYE) ve hafif nadir toprak element (HNTE) lerce zenginleşme ve negatif Nb, Ta, Ti anomalileri gösterirler. İncelenen volkanik kayaçlar orta derecede zenginleşmiş HNTE (La N /Yb N : 5-19) ve göreceli olarak yatay ANTE desenlerine sahiptir. Jeokimyasal ve jeolojik veriler beraber değerlendirildiğinde, kayaçların ana mağmasının yay ortamında, yitim zonu eriyik/akışkanlarınca zenginleştirilmiş bir manto kaynağından türediğine işaret etmektedir. Anahtar Kelimeler: Sinop, Bazalt, Kalkalkali, Şoşonit, Yitim zonu iv

5 ABSTRACT MSc THESIS GENESIS OF THE HAMSAROS (SİNOP) VOLCANITES Çiğdem ATAY ASAN THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF SELÇUK UNIVERSITY THE DEGREE OF MASTER OF SCIENCE IN GEOLOGICAL ENGINEERING Advisor: Prof. Dr. Hüseyin KURT 2010, 61 pages Jury Prof. Dr. Hüseyin KURT Asst. Prof. Dr. Gürsel KANSUN Asst. Prof. Dr. M. Çağlar MEŞHUR The Late Cretaceous (?) volcanic rocks composed of basaltic-andesitic lavas, dikes and their pyroclastites outcrop in the close vicinity of Sinop. The rocks show microlitic porphyric, hyalo-porphyric, hyalo-microlitic porphyric, cumulophyric, intergranular, hyalopilitic, trachytic texture and include mainly olivine (Fo ), clinopyroxene (Wo En Fs 5-22 ), orthopyroxene (Wo 3-4En Fs ), biotite (Mg#: ), plagioclase (An ) and rarely Fe-Ti oxide (titano-magnetite). The investigated volcanic rocks are composed of basalt, trachybasalt, basaltic andesite, basaltic trachyandesite, trachyandesite and andesite with both subalkaline and mildy alkaline tendency. According to K 2 O contents, the rocks are seperated into two series as calcalkaline and shoshonitic. Variations of major and trace elements are related to fractionation of phenocrysts phases observed in the rocks and indicate fractionation of olivine + clinopyroxene + plagioclase + Fe-Ti oxide. The incompatible trace element and REE patterns of the investigated volcanic rocks resemble to each other, indicating similar source area for the volcanites. The volcanites exhibit enrichment in large ion lithophile elements (LILE) and light rare earth elements (LREE) relative to the high field strength elements (HFSE) and heavy rare earth elements (HREE) and negative Nb, Ta, Ti anomalies, which is typical of subduction-related lavas. The investigated volcanic rocks have medium enriched LREE (La N /Yb N : 5-19) and relatively flat HREE patterns. The geochemical data together with geological data point out the parental magmas of the rocks were derived from a mantle source enriched by subduction zone melt/fluids in an arc setting. Keywords: Sinop, Basalt, Calkalkaline, Shoshonite, Subduction zone v

6 ÖNSÖZ Bu çalışma Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalında Yüksek Lisans Tezi olarak hazırlanmıştır. Bu çalışmada Sinop yakın çevresinde yüzeyleyen Geç Kretase yaşlı volkanik kayaçların mineralojik, petrografik ve jeokimyasal özellikleri incelenerek oluşumları aydınlatılmaya çalışılmıştır. Öncelikle çalışmalarım boyunca beni yönlendiren, bilgi ve tecrübelerinden yararlandığım danışman hocam Sayın Prof. Dr. Hüseyin KURT a sonsuz teşekkür ederim. Ayrıca mikroprob analizlerini gerçekleştiren Lang Shi ye (McGill University, Kanada) ve tüm kayaç analizlerini yapan ACME (Kanada) personeline teşekkür ederim. Bu çalışma Selçuk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (S.Ü. B.A.P) Koordinatörlüğünce (S.Ü. BAP) no lu projeyle desteklenmiştir. Desteklerinden dolayı S.Ü. B.A.P. Koordinatörlüğüne teşekkür ederim. Son olarak bu çalışmanın yürütüldüğü Selçuk Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü Başkanlığına ve tüm bölüm Öğretim Elemanlarına da teşekkür ederim.. Çiğdem ATAY ASAN KONYA-2010 vi

7 İÇİNDEKİLER ÖZET...iv ABSTRACT... v ÖNSÖZ...vi İÇİNDEKİLER...vii 1. GİRİŞ Çalışma Alanının Yeri ve Coğrafi özellikleri Çalışmanın Amacı KAYNAK ARAŞTIRMASI MATERYAL VE METOT Arazi Çalışmaları Laboratuar Çalışmaları Büro Çalışmaları ARAŞTIRMA SONUÇLARI VE TARTIŞMA Stratigrafi Hamsaros volkanitleri Yenikonak formasyonu-kusuri üyesi Sinop formasyonu Sarıkum formasyonu Alüvyon Petrografi ve Mineral Kimyası Bazalt Traki bazalt Bazaltik andezit Bazaltik trakiandezit/trakiandezit Andezit Jeokimya Volkanik kayaçların kimyasal adlama ve sınıflaması Ana oksit ve iz elementler Uyumsuz elementler Nadir toprak elementler Jeotektonik ortam SONUÇLAR VE ÖNERİLER KAYNAKLAR EKLER ÖZGEÇMİŞ vii

8 1 1. GİRİŞ 1.1. Çalışma Alanının Yeri ve Coğrafi özellikleri Çalışma alanı Sinop D34-d3 ve d4 paftalarında, Sinop ve çevresinde yaklaşık 50 km 2 lik bir alan kaplar (Şekil 1.1). Çalışma alanının en yüksek noktasını 212 m. rakımıyla Altın tepe oluşturmaktadır. Çalışma alanındaki önemli diğer tepeler; Hıdırlık tepe (207 m.), Güneşköy tepe (109 m.), Kurtoğlu tepe (92 m.), Karacakese tepe (82 m.), Çatalmeşe tepe (73 m.), Çal tepe (58 m.) dir. En önemli dereler ise; Kalkan dere, Kavak dere, Yedirgen dere, Kahraman dere, Isırma dere, Sırakaraağaçlar dere, Deveci dere dir Çalışmanın Amacı Bu çalışmanın amacı, Sinop yakın civarında yüzeyleyen Geç Kretase yaşlı volkanik kayaçların mineralojik, petrografik ve jeokimyasal özelliklerini belirleyerek volkanik kayaçların kökenini ortaya koymak ve bölgeye jeolojik açıdan katkı sağlamaktır. Şekil 1.1. Çalışma alanına ait yer bulduru haritası ve Türkiye nin tektonik birlikleri (Okay ve Tüysüz, 1999).

9 2 2. KAYNAK ARAŞTIRMASI Yörede yapılan jeoloji çalışmaları oldukça eskiye, 1800 lü yılların ortalarına kadar uzanmaktadır. Bu dönemden sonra 1938 li yıllara kadar farklı araştırmacılar tarafından çeşitli jeoloji çalışmaları yapılsa da bunlar daha çok yersel kalmıştır. Ericson un (1938) Boyabat civarında yaptığı çalışma bölgedeki ilk jeoloji raporu niteliğindedir. Buna göre temel serpantin ve şistlerden oluşmaktadır. Bu temel üzerine Kretase yaşlı Belemnit serisi ve kireçtaşları gelmektedir. İstif üste doğru Eosen karbonatlı ve kırıntılı kayaçları ve Oligosen konglomeraları şeklinde devam etmektedir. Bazaltik kayaçlarla istif son bulmaktadır. Güncel stratigrafiye yakın ilk çalışma Blumental (1940) tarafından yapılmıştır. Araştırmacı bölgenin 1/ ölçekli jeoloji haritasını yaparak Paleozoyik yaşlı metamorfitlerden Eosen yaşlı volkanik/sedimanter birimlere kadar detaylı birim ayırtlaması yapmıştır. Ortynski ve Tromp (1942) ve Ketin (1962) tarafından yapılan daha sonraki çalışmalar Ericson un (1938) ile Blumental ın (1940) çalışmaları esas alınarak gerçekleştirilmiştir. Çalışma alanını da kapsayan ve formasyon mertebesinde detaylı ayırtlama Badgley (1959), Gayle (1959), Gedik ve Türkay (1961), Gedik (1961) tarafından yapılmıştır. Bunlara göre; bölgenin en yaşlı sedimanter birimi Liyas şeylleridir. İstif üste doğru Üst Jura-Alt Kretase masif kireçtaşı, Alt Kretase koyu gri şeyl, Üst Kretase fliş sayesindeki Cankurtaran Formasyonu ve Üst Kretase volkanik kayaçlarından oluşan Hamsaros Formasyonu olarak devam etmektedir. Bu birimler üzerine gelen Üst Kretase-Paleosen Akveren Formasyonu (kireçtaşı, marn), Esoen Ayancık ve Kusuri Formasyonları ve Neojen Sarıkum Formasyonu gelmektedir. Ketin ve Gümüş (1963) Sinop-Ayancık yöresinde yaptığı çalışmada istifi şöyle vermiştir: Triyas killi kireçtaşı, Liyas Akgöl Formasyonu (şeyl, kumtaşı), Dogger Bürnük Formasyonu (konglomera), Malm-Alt Kretase İnaltı Kireçtaşı, Alt Kretase Çağlayan Formasyonu (şeyl, kumtaşı), Üst Kretase Kaplan Formasyonu (kireçtaşı), Yemişliçay Formasyonu (piroklastik), Namzalıktepe ve Gürsökü Formasyonları (fliş), Üst Kretase-Paleosen Akveren Formasyonu (kireçtaşı, marn), Paleosen Atbaşı Formasyonu (marn), Eosen Ayancık ve Kusuri Formasyonları (kumtaşı, marn) ve Miyosen Sarıkum Formasyonu. Sinop yarımadasındaki volkanitler ise yaşı belirtilmeksizin Hamsoros Formasyonu olarak adlandırılmıştır. Coşkun (1978) Sinop-Ayancık yöresindeki çökelleri ve paleo akıntıları, Özsayar

10 3 (1977) Karadeniz kıyı bölgesindeki Neojen formasyonları, Pelin ve Korkmaz (1981) bölgenin petrol potansiyelini araştırmışlardır. Korkmaz (1984) bölgenin petrol yönünden jeoloji ve jeokimyasal incelemesi konulu bir doktora çalışması yapmıştır. Yörede yapılan yukarıdaki çalışmalar görüldüğü gibi daha çok genel jeoloji amaçlı olup, petrol aramaya yöneliktir. Yapılan bazı çalışmalar ise volkanik kayaçların kökenine yönelik olup, ana oksit ve çok sınırlı iz element verilerine dayanmaktadır. Bunlar şöyledir; Gedik ve ark. (1983) ayırtladığı volkanik birimlerin ana oksitlere dayalı jeokimyasal özelliklerine dayanarak, Üst Kretase Hamsaros volkanitleri ve Yemişliçay Formasyonu ile Eosen Tekkeköy volkanitlerinin eski bir yitim zonuyla ilişkili ada yayı volkanitleri olduğunu, Pliyo-Kuvaterner Akyörük bazaltının ise kıta ortası manto yükselimiyle ilişkili olduğunu belirtmişlerdir. Baş (1986) tarafından yapılan çalışmada ana oksit ve sınırlı iz element verileri kullanılarak Sinop civarındaki volkanik kayaçların kalkalkali ada yayı volkanik kayaçları özelliği taşıdığı ve güneyde yerleşmiş yitimle ilişkili olduğu vurgulanmıştır. Bektaş ve Gedik (1986), Baş (1986) tarafından yayınlanan makale için tartışma ve yanıt yayınlamıştır. Yazarlara göre Geç Kretase volkanizmasına neden olan yitim zonunun güneyde değil, kuzeyde yerleştiğini savunmuşlardır. Daha yeni çalışmaları ise aşağıdaki gibi vermek mümkündür; Yılmaz ve ark. (1997) Pontidleri doğu, orta ve batı olmak üzere üç tektonik zona ayırarak, Pontidlerin orojenik evrimini açıklamaya çalışmışlardır. Yazarlar orta Pontidleri tekrar kendi içinde a) Kuzey zon, b) Araç-Daday kayma zonu, c) Kastamonu- Boyabat baseni d) Kargı masifi ve e) Ofiyolit kuşağı olmak üzere altı bölüme ayırmışlardır. Ustaömer ve Robertson (1999) Orta Pontidlerde yüzeyleyen Paleotetis birimlerinin jeokimyasal özelliklerini incelemiş ve levha tektoniği açısından değerlendirmişlerdir. Yazarlar, Paleotetis sisteminde kuzeye doğru dalımlı bir yitimi savunmuşlardır. Okay ve ark. (2006) orta Pontidlerdeki Kretase-Triyas yitim-yığışım, YB/DS metamorfizması ve kıtasal büyümeyi araştırmışlardır. Meijers ve ark. (2010) Orta Pontidleri kapsayan çalışmasında, orta Pontidlerin Geç Kretase-Paleosen döneminde oroklinal bükülmeye maruz kaldığını ortaya koymuşlaradır. Araştırmacılar bu çalışmasında paleomanyetik örnekler kullanmışlardır.

11 4 3. MATERYAL VE METOT Bu çalışma arazi, laboratuvar ve büro olmak üzere üç temel aşamada gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu çalışmaları aşağıdaki gibi özetlemek mümkündür Arazi Çalışmaları Bu tez kapsamındaki arazi çalışmaları belirli jeo-traversler boyunca keşif türünde gerçekleştirilmiştir. Belirlenen jeo-traversler boyunca yüzeyleyen volkanik kayaçlardan farklı incelemelerde (petrografik, mineral kimyası ve jeokimyasal) bulunmak amacıyla 30 adet örnek alınmıştır. Bu amaçla MTA tarafından yayımlanan 1: ölçekli jeoloji haritalarından faydalanılmıştır Laboratuar Çalışmaları Alınan örneklerden ince kesitler yaptırılmıştır. Bu ince kesitler polarizan mikroskop altında incelenerek, volkanik kayaçların mineral içerikleri, fenokristal/hamur oranları, dokusu ve diğer petrografik özellikleri ortaya konulmuştur. Ayrıca önemli mineralojik ve petrografik özellikleri vurgulamak için mikrofotoğraflar çekilmiştir. Her bir volkanik kayaç birimine ait, taze ve birimi temsil eden bir örnek üzerinde mikroprob analizleri yapılmıştır. Öncelikle seçilen örneklerden ince kesitler elde edilmiştir. Bu ince kesitler polarizan mikroskop altında incelenerek, analizi yapılacak mineraller ince kesit üzerine asetat kalemle daire içine alınarak işaretlenmiştir. İşaretlenen her bir dairenin ayrı ayrı mikrofotoğrafları çekilmiştir. Minerallerin analizi istenen noktaları mikrofotoğraflar üzerinde ayrı ayrı gösterilmiştir. Elde edilen ince kesitler ve mikrofotoğraflar McGill Üniversitesi elektron mikroprob laboratuvarına (Kanada) gönderilmiştir. Gönderilen ince kesitler karbonla kaplandıktan sonra JEOL 8900 elektron prob cihazıyla mikroprob analizleri yapılmıştır. Analiz sırasında kullanılan ışın şartları 15 kv (olivin için 20 kv) ve 20 na olup sayma hızı her bir element için 20 sn dir. Mineralojik ve petrografik özellikleri belirlenmiş, çok az veya hiç alterasyon göstermeyen örneklerden ana oksit, iz ve nadir toprak element analizleri yapılmak üzere S.Ü. Jeoloji Müh. Bölümü laboratuvarları kullanılarak 26 adet jeokimya örneği hazırlanmıştır. Bunun için öncelikle kayaç örneklerinin atmosferik yüzeyleri kesilerek

12 5 yaklaşık cm3 lük bloklar elde edilmiştir. Bunlar önce çeneli kırıcıdan geçirilerek birkaç mm lik çaptaki parçalara kırılmış, daha sonra da bilyalı değirmen kullanılarak yaklaşık mesh lik toz haline getirilmiştir. Kirlenmeyi önlemek amacıyla kullanılan tüm alet ve malzemeler her işlemden sonra asetonla temizlenmiştir. Hazırlanan toz örnekler ACME laboratuvarlarına (Kanada) gönderilmiştir. Ana oksit ve iz elementler ICP-ES (İndüktif Eşlemiş Plazma Kaynaklı Emisyon Spektrofotometresi) ile, nadir toprak elementler ICP/MS (İndüktif Eşlemiş Plazma Kaynaklı Kütle Spektrometresi) ile analiz edilmiştir Büro Çalışmaları Bu aşamada arazi, mineral kimyası ve tüm-kayaç kimyası analizlerinden elde edilen bilgiler değerlendirilerek tez yazım işlemi gerçekleştirilmiştir. Jeoloji haritası CorelDRAW ( yardımıyla çizilmiştir. Mineral ve kayaç analizlerinden elde edilen veriler Minpet ( Igpet ( Petrograph ( paket programları ve bazı mineral kimyası Excel çalışma kitapları ( kullanılarak değerlendirilmiştir.

13 6 4. ARAŞTIRMA SONUÇLARI VE TARTIŞMA 4.1. Stratigrafi Çalışma alanında, Geç Kretase-Kuvaterner yaşlı birimler yüzeylemektedir. Bu birimler volkanik ve sedimanter kayaçlarla temsil edilmektedirler. Çalışma alanında yüzeyleyen en yaşlı birim bu araştırmanın asıl konusunu oluşturan Geç Kretase? yaşlı Hamsaros volkanitleridir. Sırasıyla üste doğru Yenikonak formasyonu-kusuri üyesi, Sinop formasyonu, Sarıkum formasyonu ve alüvyon gelmektedir (Şekil 4.1). Şekil 4.1. İnceleme alanının genelleştirilmiş ölçeksiz stratigrafik dikme kesiti (MTA, 1984)

14 Hamsaros volkanitleri Bazaltik-andezitik lavlar ile bunların dayk ve piroklastitlerinden oluşan volkanik birim Gayle (1959), Badgley (1959), Gedik (1961), Ketin ve Gümüş (1963), Gedik ve ark., (1983), Gedik ve Korkmaz (1984) ve Baş (1986) tarafından Hamsaros formasyonu olarak tanımlanmıştır. Bu çalışmada volkanik özellikteki birimin Hamsaros volkanitleri olarak adlanması uygun görülmüştür. Birim batıdan doğuya doğru Kurtkuyusu Mahallesinden, İnce Burun, Tavşan Adası, Boz Burun, Başyoz Burnu ve Aklimanı içine alan Karadeniz sahiline paralel bir hat boyunca ve Sinop yarımadasında yüzeyler. Birim başlıca bazaltik-andezitik lav, dayk ve piroklastitlerden oluşmaktadır. Piroklastitler yaygın olarak breş, daha az ise aglomera ve tüflerden ibarettir (Şekil 4.2). Breş ve aglomeraların çakılları bazalt ve andezit bileşimindedir. Şekil 4.2. Hamsaros volkanitlerine ait bazaltik breşlerin yakından görünümü (Serçe Br., Soğucalı Mah. kuzeyi) Hamsaros volkanitlerinin piroklastitleri yoğun olarak bozuşma izleri taşımaktadır. Bozuşmadan dolayı piroklastitler kırmızı-kahve ve sarımsı renk kazanmışlardır (Şekil 4.3).

15 8 Şekil 4.3. Ayrışmış/bozuşmuş piroklastik kayaçların görünümü (Akliman mah.) Birimin İnceburun yarımadasında yüzeyleyen bazaltik lavlarında tipik olarak sutunsal soğuma çatlakları gözlenmektedir (Şekil 4.4). Ancak Sinop yarımadasında yüzeyleyen bazaltlarda bu yapı gözlenmez. Buradaki bazaltik kayaçların en tipik özellikleri cm boyutunda klinopiroksen megakristalleri içermeleridir. Şekil 4.4. Hamsaros volkanitleri bazaltik lavlarında sutunsal soğuma çatlaklarının görünümü (İnce Br. güneyi)

16 9 Hamsaros volkanitlerinin önemli bir bileşeni olan dayklar hem Sinop yarımadası hem de İnceburun yarımadasında yaygınca gözlenmektedir. Birkaç metre kalınlığa sahip olan bu dayklar çoğunluklar piroklastik kayaçları kesmektedir (Şekil 4.5). Dayklar yer yer oldukça bozuşma göstermektedirler. Şekil 4.5. Piroklastik kayaçları kesen daykın arazi görünümü (Ada mah.) Hamsaros volkanitlerinin taban ilişkisi çalışma alanı içerisinde gözlenememektedir. Birimin üzerine Yenikonak formasyonunun Kusuri üyesi, Sinop formasyonu ve Sarıkum formasyonları uyumsuz olarak gelmektedir. Hamsaros volkanitlerinin yaşı Üst Kretase olarak kabul edilmiştir (Gedik ve ark., 1983; Gedik ve Korkmaz, 1984 ve Baş, 1986) Yenikonak formasyonu-kusuri üyesi Badgley (1959) ve Ketin ve Gümüş (1963) tarafından Ayancık ve Kusuri formasyonları olarak tanımlanan kumtaşı, marn, şeyl ve kireçtaşı litolojileri, Gedik ve ark., (1981) tarafından Yenikonak formasyonu adı altında birleştirilerek Ayancık ve Kusuri olmak üzere iki üyeye ayrılmıştır. Çalışma alanının en batısında, Kurtkuyusu mahallesinin kuzeyinde, Ustaoğlu T. nin batısında çok dar bir alanda yüzeylemektedir.

17 10 İnce kumtaşı ara katmanlı, marn-şeyl ardalanmasından oluşan birim türbiditik özellik taşımaktadır. Birim Hamsaros volkanitlerinin üzerine uyumsuz olarak gelmektedir. Sinop formasyonu tarafından uyumsuz olarak örtülmektedir. Birimin yaşı fosil bulguları ve stratigrafik konumu dikkate alınarak Gedik ve Korkmaz (1984) tarafından Orta Eosen (Lütesiyen) olarak verilmiştir Sinop formasyonu Bol fosilli, kumlu kireçtaşı, kum taşı, oolitik kireçtaşı ve çakıltaşlarından oluşan birim Sütçü ve ark., (1982) tarafından Saraycık formasyonu, Gedik ve Korkmaz (1984) tarafından Sinop formasyonu olarak tanımlanmıştır. Birimin çalışma alanı içinde gözlendiği başlıca lokasyonlar; batıdan doğuya doğru Kurtkuyusu mah., Acancık mah., Dikenli mah., Akliman, Çiftetopçu mvk., Bostancılı köy, Korucuk köy, Hıdırlık T. ve Altın T. dir. Birim Hamsaros volkanitleri ile Yenikonak formasyonunun Kusuri üyesi üzerine açısal uyumsuzlukla gelir. Pliyo-Kuvaterner yaşlı Sarıkum formasyonu tarafından uyumsuz olarak örtülür. Birim sığ denizel deltayik, tatlı su ve fluviyal ortam özelliklerini gösterir ve Miyosen yaşlıdır (Gedik ve Korkmaz, 1984) Sarıkum formasyonu Altta gevşek kum üste doğru kiltaşı, miltaşı, çakıltaşı, kireçtaşı ve en üstte kuvars kumlarından oluşan birim Gayle (1959), Badgley (1959), Gedik (1961), Ketin ve Gümüş (1963), Gedik ve ark., (1983), Gedik ve Korkmaz (1984) ve Baş (1986) tarafından Sarıkum formasyonu olarak tanımlanmıştır. Birim inceleme alanında oldukça geniş bir alanda yayılım göstermektedir. Başlıca lokasyonlar batıdan doğuya doğru Saraycık mah., Yılgındağ, Siyamköy dağı, Soğucak mah., Çoban köy, Dibekli köy ve Karacakese mah. olarak verilebilir. Birim Hamsaros volkanitleri, Yenikonak formasyonunun Kusuri üyesi ile Sinop formasyonu üzerine açısal uyumsuzlukla gelir. Güncel alüvyonlar tarafından örtülür. Birimin yaşı tatlı su fosil bulguları ve stratigrafik konumu dikkate alınarak Gedik ve Korkmaz (1984) tarafından Pliyo-Pleistosen olarak verilmiştir.

18 Alüvyon Kil boyutundan çakıl-blok boyutuna kadar değişen tutturulmamış güncel çökellerdir ve kendinden daha yaşlı tüm birimlerin üzerine uyumsuz olarak gelmektedir Petrografi ve Mineral Kimyası Bu bölümde çalışma alanında yer alan volkanik kayaçların mineralojik, petrografik ve mineral kimyası özellikleri incelenmiştir. Araziden derlenen volkanik kayaç örneklerinden 30 adet ince kesit yaptırılmıştır. Bu kesitler polarizan mikroskopta ayrıntılı olarak incelenmiştir. Mineral tane boyları için Wilcox (1954) tarafından belirlenen boyutlar esas alınmıştır (fenokristal > 0.3 mm ve mikrofenokristal = mm). Kayaçlarda yer alan ana minerallerin (olivin, piroksen, biyotit, feldispat ve opak mineral) kimyasının ve türlerinin belirlenmesi için elektron mikroprob analizleri yapılmıştır. Bu analizler her bir kayaç türüne ait temsili bir örneğin parlatılmış kesitleri üzerinde gerçekleştirilmiştir Bazalt Petrografi Bazaltlar hyalomikrolitik porfirik ve kümülofirik dokuludur. Kayaçtaki feno ve mikrofenokristalleri plajiyoklas, piroksen, olivin ve opak mineraller oluşturmaktadır. Kayaç tipik olarak bol piroksen megakristalleri içermektedir. Plajiyoklas feno ve mikrofenokristalleri özşekilli-yarı özşekilli, albit ikizli ve zonlu kristaller olarak gözlenirler. Bazen kenarlarından itibaren korozyona uğramış ve yuvarlağımsı şekiller kazanmıştır. Plajiyoklas fenokristalleri yaygın olarak elek dokusu göstermektedir. Piroksenler yarı özşekilli-özşekilli, sekizgen kısa prizmatik ve dikdörtgen uzun prizmatik kristaller olarak gözlenirler. Piroksenlerde yaygın olarak zonlanma ve ikizlenme gözlenmektedir. Bazen çok tipik olarak piroksenler bol opak mineral, plajiyoklas ve volkanik cam kapanımları içermektedir.

19 12 Olivin feno ve mikrofenokristalleri yarı özşekilli-özşekilsizdir ve düzensiz çatlaklarıyla tipiktir. Opak mineral kapanımları içermektedir. Kristal kenarları ve çatlakları boyunca iddingsitleşme, kloritleşme ve serpantinleşme gösterirler (Şekil 4.6). Hamur mikrolitiktir. Yaygın olarak hyalopilitik dokuludur. 200 μm Şekil 4.6. Bazaltlarda çatlakları boyunca iddingsitleşme ve serpantinleşme gösteren olivinler (C-1, 32X, Ç.N.) Mineral kimyası Plajiyoklas Plajiyoklas feno ve mikrofenokristallerinin bileşimi labradordan (An 63 ) bitovnite (An 86 ) kadar değişmektedir (Şekil 4.7; Çizelge 4.1). Plajiyoklaslarda normal zonlanma gözlenmektedir. Normal zonlanma gösteren fenokristallerin merkezi An kenarı ise An bileşimindedir.

20 13 Or Ab An Şekil 4.7. Bazaltlardaki plajiyoklasların Ab-An-Or üçgen diyagramında sınıflaması Olivin Olivin feno ve mikrofenokristalerinin bileşimi Fo 74 den Fo 70 e kadar değişmektedir (Şekil 4.8; Çizelge 4.2). Genel olarak olivin fenokristallerinde hafif normal zonlanma gözlenmektedir (merkez: Fo 73, kenar: Fo 70 ). (Mg/(Fe2+Mg)) Forsterite 1.0 Chrysolite Hyalosiderite Hortonolite Ferrohortonolite 0.9 Fayalite (Fe2/(Fe2+Mg)) Şekil 4.8. Bazaltlardaki olivinlerin Deer ve ark. na (1992) göre sınıflaması Piroksen Piroksen feno ve mikrofenokristalleri diyopsit (Wo En Fs 5-14 ) ve diyopsitik ojit (Wo 44 En 42 Fs 14 ) bileşimindedir (Şekil 4.9; Çizelge 4.3).

21 14 Wo En Fs Şekil 4.9. Bazaltlardaki piroksenlerin Morimoto ve ark. na (1988) göre sınıflaması Fe-Ti Oksit Fe-Ti oksitler manyetit bileşimindedir (Şekil 4.10; Çizelge 4.4). Manyetitlerin TiO 2 içerikleri % 6-12 arasındadır. TiO 2 İlm Usp Hem FeO Mgt Fe 2 O 3 Şekil Bazaltlardaki Fe-Ti oksitlerin bileşimini gösteren üçgen diyagram (Bacon ve Hirschmann, 1988)

22 15 Çizelge 4.1. Bazaltlardaki plajiyoklasların mikroprob analiz sonuçları Örnek C-1 fl-1a fl-1b fl-2 fl-3a fl-3b fl-4 fl-5 fl-6 fl-7a fl-7b SiO TiO Al 2 O FeO* MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O Toplam oksijene göre formül Si Al Ti Fe Mn Mg Ca Na K Toplam Ab An Or FeO*, FeO cinsinden toplam demirdir. a: merkez, b: kenar.

23 16 Çizelge 4.2. Bazaltlardaki olivinlerin mikroprob analiz sonuçları Örnek C-1 Ol-1a Ol-1b Ol-2a Ol-2b Ol-3 Ol-4 Ol-5 Ol-5a SiO TiO Al 2 O FeO* MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O NiO Toplam oksijene göre formül Si Al Ti Fe Mn Mg Ca Na K Ni Toplam Fa Fo FeO*, FeO cinsinden toplam demirdir. a: merkez, b: kenar.

24 17 Çizelge 4.3. Bazaltlardaki piroksenlerin mikroprob analiz sonuçları Örnek C-1 Px-1a Px-1b Px-2a Px-2b Px-3a Px-3b Px-3c Px-4 Px-6a Px-6b SiO TiO Al 2 O FeO MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O Toplam oksijene göre formül TSi TAl TFe M1Al M1Ti M1Fe M1Fe M1Mg M2Mg M2Fe M2Mn M2Ca M2Na M2K Toplam Wo En Fs Fe +2 ve Fe +3 ayırımı stokiometrik olarak hesaplanmıştır. a: merkez, b: kenar.

25 18 Çizelge 4.4. Bazaltlardaki Fe-Ti oksitlerin mikroprob analiz sonuçları Örnek C-1 Ox-1 Ox-2 Ox-3 Ox-4 SiO TiO Al 2 O Cr 2 O Fe 2 O FeO MnO MgO Toplam oksijene göre formül Si Ti Al Cr Fe Fe Mn Mg Toplam Fe +2 ve Fe +3 ayırımı stokiometrik olarak hesaplanmıştır.

26 Traki bazalt Petrografi Trakibazaltlar bazaltlarla benzer mineralojik-petrografik özellikler sergilemektedirler. Trakibazaltlar mikrolitik porfirik ve kümülofirik dokuludur. Kayaçtaki feno ve mikrofenokristalleri plajiyoklas, piroksen, olivin ve opak mineraller oluşturmaktadır. Kayaç tipik olarak bol piroksen megakristalleri içermektedir. Plajiyoklas feno ve mikrofenokristalleri özşekilli-yarı özşekilli, albit ikizli ve zonlu kristaller olarak gözlenirler. Plajiyoklaslar yaygın olarak kümülofirik topluluklar olarak gözlenirler. Piroksenler yaygın olarak zonlu ve ikizli kristaller olarak gözlenmektedir (Şekil 4.11). Bazen çok tipik olarak piroksenler bol opak mineral, plajiyoklas ve volkanik cam kapanımları içermektedir. Olivin feno ve mikrofenokristalleri yarı özşekilli-özşekilsizdir ve kristal kenarları ve çatlakları boyunca iddingsitleşmiştir. Trakibazaltların hamurunda intergranüler doku gözlenmektedir. 200 μm Şekil Trakibazaltlardaki zonlanma ve ikizlenme gösteren klinopiroksenler (C-5, 32X, Ç.N.)

27 Mineral kimyası Plajiyoklas Plajiyoklas feno ve mikrofenokristallerinin bileşimi labradordan (An 55 ) bitovnite (An 85 ) kadar değişmektedir (Şekil 4.12; Çizelge 4.5). Plajiyoklaslarda normal zonlanma gözlenmektedir. Normal zonlanma gösteren fenokristallerin merkezi An kenarı ise An bileşimindedir. Or Ab An Şekil Trakibazaltlardaki plajiyoklasların Ab-An-Or üçgen diyagramında sınıflaması Piroksen Piroksen feno ve mikrofenokristalleri diyopsit (Wo En Fs ) bileşimindedir (Şekil 4.13; Çizelge 4.6). Wo En Fs Şekil Trakibazaltlardaki piroksenlerin Morimoto ve ark. na (1988) göre sınıflaması

28 Fe-Ti Oksit Fe-Ti oksitler manyetit bileşimindedir (Şekil 4.14; Çizelge 4.7). Manyetitlerin TiO 2 içerikleri % 4-11 arasındadır. TiO 2 İlm Usp Hem FeO Mgt Fe 2 O 3 Şekil Trakibazaltlardaki Fe-Ti oksitlerin bileşimini gösteren üçgen diyagram (Bacon ve Hirschmann, 1988)

29 22 Çizelge 4.5. Trakibazaltlardaki plajiyoklasların mikroprob analiz sonuçları Örnek C-5 fl-22a fl-22b fl-23 fl-24a fl-24b fl-25 fl-25a fl-25b SiO TiO Al 2 O FeO MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O Toplam Si Al Ti Fe Mn Mg Ca Na K Toplam Ab An Or FeO*, FeO cinsinden toplam demirdir. a: merkez, b: kenar.

30 23 Çizelge 4.6. Trakibazaltlardaki piroksenlerin mikroprob analiz sonuçları Örnek C-5 Px-19a Px-19b Px-20 Px-21 Px-21a Px-21b SiO TiO Al 2 O FeO MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O Toplam oksijene göre formül TSi TAl TFe M1Al M1Ti M1Fe M1Fe M1Mg M2Mg M2Fe M2Mn M2Ca M2Na M2K Toplam Wo En Fs Fe +2 ve Fe +3 ayırımı stokiometrik olarak hesaplanmıştır. a: merkez, b: kenar.

31 24 Çizelge 4.7. Trakibazaltlardaki Fe-Ti oksitlerin mikroprob analiz sonuçları Örnek C-5 Ox-15 Ox-16 Ox-17 Ox-18 SiO TiO Al 2 O Cr 2 O Fe 2 O FeO MnO MgO Toplam oksijene göre formül Si Ti Al Cr Fe Fe Mn Mg Toplam Fe +2 ve Fe +3 ayırımı stokiometrik olarak hesaplanmıştır.

32 Bazaltik andezit Petrografi Bazaltik andezitler (BA) hyaloporfirik, hyalo mikrolitik porfirik ve kümülofirik dokuludur. Kayaçtaki feno ve mikrofenokristalleri plajiyoklas, piroksen, opak mineraller ve ± olivin (altere) oluşturmaktadır. Kayaç plajiyoklas ve piroksen megakristalleri içermektedir. Plajiyoklas feno ve mikrofenokristalleri özşekilli-yarı özşekilli, albit-periklin ikizli ve zonlu kristaller olarak gözlenirler. Plajiyoklas fenokristalleri yaygın olarak elek dokusu göstermektedir. Elek dokulu plajiyoklasların merkezleri cam kapanımları içermekte ve bu kısımların etrafı yeniden büyüme zonları tarafından kuşatılmaktadır. Orto/klinopiroksenler özşekilsizden özşekilliye kadar değişen, sekizgen kısa prizmatik ve dikdörtgen uzun prizmatik kristaller olarak gözlenirler. Piroksenler yaygın ikizli ve bazen zonlu olarak gözlenirler. Piroksenlerle ilgili olarak dikkati çeken en önemli özellik ortopiroksenlerin klinopiroksenler tarafından sarılmasıdır (Şekil 4.15). Bazen piroksenler, plajiyoklas, opak mineral ve volkanik cam kapanımları içermektedir. Hamur mikrolitikten camsıya kadar değişmektedir ve hyalopilitik doku gözlenmektedir. Kayaç orto/klinopiroksen, plajiyoklas ve opak mineralden ibaret tanesel dokulu anklav içermektedir. 200 μm Şekil Bazaltik andezitlerde gözlenen kompozit piroksen (C-18, 32X, Ç.N.)

33 Mineral kimyası Plajiyoklas Plajiyoklas feno ve mikrofenokristallerinin bileşimi labradordan (An 67 ) anortite (An 92 ) kadar değişmektedir (Şekil 4.16; Çizelge 4.8). Plajiyoklaslarda kuvvetli normal zonlanma (merkez: An 85-90, kenar: An ) ve zayıf ters zonlanma (merkez: An 75, kenar: An 77 ) gözlenmektedir. Or Ab An Şekil Bazaltik andezitlerdeki plajiyoklasların Ab-An-Or üçgen diyagramında sınıflaması Piroksen Piroksen feno ve mikrofenokristalleri ojit (Wo En Fs ) ve enstatit (Wo 3 En Fs ) bileşimindedir (Şekil 4.17; Çizelge 4.9). Wo En Fs Şekil Bazaltik andezitlerdeki piroksenlerin Morimoto ve ark. na (1988) göre sınıflaması

34 Fe-Ti Oksit Fe-Ti oksitler manyetit bileşimindedir (Şekil 4.18; Çizelge 4.10). Manyetitlerin TiO 2 içerikleri % 9-10 arasındadır. TiO 2 İlm Usp Hem FeO Mgt Fe 2 O 3 Şekil Bazaltik andezitlerdeki Fe-Ti oksitlerin bileşimini gösteren üçgen diyagram (Bacon ve Hirschmann, 1988)

35 28 Çizelge 4.8. Bazaltik andezitlerdeki plajiyoklasların mikroprob analiz sonuçları Örnek C-18 fl-26a fl-26b fl-27 fl-28a fl-28b fl-29a fl-29b fl-30a fl-30b fl-31 SiO TiO Al 2 O FeO MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O Toplam oksijene göre formül Si Al Ti Fe Mn Mg Ca Na K Toplam Ab An Or FeO*, FeO cinsinden toplam demirdir. a: merkez, b: kenar.

36 29 Çizelge 4.9. Bazaltik andezitlerdeki piroksenlerin mikroprob analiz sonuçları Örnek PX-22a PX-22b PX-23a PX-23b PX-25 PX-26a PX-26b PX-27a PX-27b PX-28 C-18 SiO TiO Al 2 O FeO MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O Toplam oksijene göre formül TSi TAl TFe M1Al M1Ti M1Fe M1Fe M1Mg M2Mg M2Fe M2Mn M2Ca M2Na M2K Toplam Wo En Fs Fe +2 ve Fe +3 ayırımı stokiometrik olarak hesaplanmıştır. a: merkez, b: kenar.

37 30 Çizelge Bazaltik andezitlerdeki Fe-Ti oksitlerin mikroprob analiz sonuçları Örnek C-18 Ox-19 Ox-20 Ox-21 Ox-22 SiO TiO Al 2 O Cr 2 O Fe 2 O FeO MnO MgO Toplam oksijene göre formül Si Ti Al Cr Fe Fe Mn Mg Toplam Fe +2 ve Fe +3 ayırımı stokiometrik olarak hesaplanmıştır.

38 Bazaltik trakiandezit/trakiandezit Petrografi Bazaltik trakiandezitler/trakiandezitler mikrolitik porfirik, hyalo mikrolitik porfirik ve kümülofirik dokuludur. Kayaçtaki feno ve mikrofenokristalleri plajiyoklas, biyotit, piroksen ve opak mineraller oluşturmaktadır (Şekil 4.19). Plajiyoklaslar özşekilli-yarıözşekilli albit ikizli ve bazen zonludurlar. Merkez kısımlarında serizitleşmişlerdir. Biyotitler tek yönlü dilinimi, levhamsı şekli, kahve-kırmızımsı rengi ve kuvvetli pleokroizmasıyla tipiktirler. Yarıözşekilli-özşekilli olan biyotitler, kenarları boyunca opaklaşmışlardır. Piroksenler özşekilli-yarıözşekilli, ikizli ve bazen zonlu olarak gözlenirler. Opak mineral ve bazen biyotit kapanımları içerirler. Hamur mikrolitiktir, hyalopilitik ve trakitik doku gözlenmektedir. Kayacın boşluk ve gözeneklerinde ikincil kalsit ve silis mineralleri gelişmiştir. 200 μm Şekil Bazaltik trakiandezitlerde trakitik bir hamur içindeki biyotit, klinopiroksen ve plajiyoklas fenokristallerinin görünümü (C-8, 32X, Ç.N.)

39 Mineral kimyası Plajiyoklas Plajiyoklas feno ve mikrofenokristallerinin bileşimi andezinden (An 44 ) labradora (An 52 ) kadar değişmektedir (Şekil 4.20; Çizelge 4.11). Plajiyoklaslarda normal zonlanma (merkez: An 50-51, kenar: An ) ve zayıf ters zonlanma (merkez: An 47-50, kenar: An ) gözlenmektedir. Or Ab An Şekil Bazaltik trakiandezitlerdeki plajiyoklasların Ab-An-Or üçgen diyagramında sınıflaması Piroksen Piroksen feno ve mikrofenokristalleri diyopsitik ojit (Wo En Fs ) bileşimindedir (Şekil 4.21; Çizelge 4.12). Wo En Fs Şekil Bazaltik trakiandezitlerdeki piroksenlerin Morimoto ve ark. na (1988) göre sınıflaması

40 Biyotit Biyotitler filogopitçe zengindir ve önemli bir bileşimsel değişiklik göstermezler (Şekil 4.22; Çizelge 4.13). Biyotitlerin Mg# değerleri arasında dar bir değişim göstermektedir. Eastonite 3 Siderophyllite AlIV Phlogopite Fe/(Fe+Mg) Annite Şekil Bazaltik trakiandezitlerdeki biyotitlerin Deer ve ark. na (1989) göre sınıflaması Fe-Ti Oksit Fe-Ti oksitler manyetit bileşimindedir (Şekil 4.23; Çizelge 4.14). Manyetitlerin TiO 2 içerikleri % 4-5 arasındadır. TiO 2 İlm Usp Hem FeO Mgt Fe 2 O 3 Şekil Bazaltik andezitlerdeki Fe-Ti oksitlerin bileşimini gösteren üçgen diyagram (Bacon ve Hirschmann, 1988)

41 34 Çizelge Bazaltik trakiandezitlerdeki plajiyoklasların mikroprob analiz sonuçları Örnek C-8 fl-15a fl-15b fl-16a fl-16b fl-17 fl-18a fl-18b fl-19a fl-19b fl-20 SiO TiO Al 2 O FeO MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O Toplam oksijene göre formül Si Al Ti Fe Mn Mg Ca Na K Toplam Ab An Or FeO*, FeO cinsinden toplam demirdir. a: merkez, b: kenar.

42 35 Çizelge Bazaltik trakiandezitlerdeki piroksenlerin mikroprob analiz sonuçları Örnek C-8 Px-12a Px-12b Px-13 Px-14a Px-14b Px-15a Px-15b Px-16a Px-16b Px-18 SiO TiO Al 2 O FeO MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O Toplam oksijene göre formül TSi TAl TFe M1Al M1Ti M1Fe M1Fe M1Mg M2Mg M2Fe M2Mn M2Ca M2Na M2K Toplam Wo En Fs Fe +2 ve Fe +3 ayırımı stokiometrik olarak hesaplanmıştır. a: merkez, b: kenar.

43 36 Çizelge Bazaltik trakiandezitlerdeki biyotitlerin mikroprob analiz sonuçları Örnek C-8 Bi-1 Bi-2 Bi-3 Bi-4a Bi-4b Bi-5a Bi-5b Bi-6a Bi-6b Bi-7 Bi-7a Bi-7b SiO TiO Al 2 O FeO* MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O Toplam oksijene göre formül Si Al IV Al VI Ti Fe Mn Mg Ca Na K Toplam Mg# FeO*, FeO cinsinden toplam demirdir. a: merkez, b: kenar. Mg#: Mg/Fe+Mg

44 37 Çizelge Bazaltik trakiandezitlerdeki Fe-Ti oksitlerin mikroprob analiz sonuçları Örnek C-8 Ox-10 Ox-11 Ox-12 Ox-13 Ox-14 SiO TiO Al 2 O Cr 2 O Fe 2 O FeO MnO MgO Toplam oksijene göre formül Si Ti Al Cr Fe Fe Mn Mg Toplam Fe +2 ve Fe +3 ayırımı stokiometrik olarak hesaplanmıştır.

Daha göster