Petrography and Mineral Chemistry of Elazig Volcanites around Cip, Harput and Yenikoy

Year 2024, , 993 - 1007, 30.09.2024

Sevcan Kürüm , Safiye Aydemir , İsmail Yıldırım

https://doi.org/10.35234/fumbd.1421794

Abstract

Elazığ volcanites, defined within the Eastern Anatolian Volcanic Province, are distributed in three regions (Cip, Harput, Yeniköy) around the center of Elazığ. While the lava of volcanites consisting of effusive and explosive volcanism products do not form thick stacks, pyroclastics, which generally form basaltic slag cones, have a relatively much thicker thickness. Petrographic examinations of the lavas have shown that the main mineral composition consists of weakly altered, porphyritic, vesicular and flow-textured olivine basalts consisting of plagioclase, olivine and pyroxene minerals, and alkaline basalts containing nepheline and leucite. According to mineral chemistry analysis data, while labradorite is the most common plagioclase mineral in all samples, a change from anorthite to sanidine is observed in Yeniköy samples and from andesine to sanidine in Harput samples. Pyroxene minerals have a bronzite and diopside composition and appear to crystallize from a system with high Mg and Ca content. In the variation diagrams related to minerals, weak differences are observed between the samples depending on their mineral composition. In terms of olivine mineral content, Cip village samples are relatively poorer in Al, Mn and Ca than pyroxene minerals, but richer in Fe and Mg, although they are particularly weak in Mg and rich in Ca content, compared to Harput samples. The orientations of the element contents of petrographic and mineral compositions indicate that these volcanics may be the product of two differentiated magmas formed under low pressure conditions, affected by the magma mixture along with fractionation. The fact that amphiboles also have magmatic and metamorphic properties suggests that metasomatism and the subduction components that because it may be important in magma differentiation

Keywords

Elazığ volcanics, alkali basalt, basaltic slag, mineral chemistry

Project Number

FÜBAP-MF.19.42

Cip, Harput, Yeniköy Çevresindeki Elazığ Volkanitlerinin Petrografisi ve Mineral Kimyası

Abstract

Doğu Anadolu Volkanik Provensi içerisinde tanımlanan Elazığ volkanitleri, Elazığ merkezi yakın çevresinde üç bölgede (Cip, Harput, Yeniköy) yayılım gösterir. Efüzif ve eksplozif volkanizma ürünlerinden oluşan volkanitlerin lavları kalın istifler oluşturmazken, genellikle bazaltik cüruf konileri oluşturan piroklastitler görece daha fazla kalınlığa sahiptir. Kayaçların petrografik incelemeleri, ana mineral bileşiminin plajiyoklas, olivin, piroksen mineralinden oluşmuş, zayıf alterasyonlu, porfirik, veziküler ve akıntı dokulu bazalt, olivin bazalt ile nefelin ve lösit içeren alkali bazaltlardan oluştuğunu göstermiştir. Mineral kimyası analiz verilerine göre, tüm örneklerde labradorit en yaygın plajiyoklas minerali iken, Yeniköy örneklerinde anortit, Harput örneklerinde ise andezinden sanidine kadar değişim gözlenmektedir. Piroksen mineralleri ise ağırlıklı olarak bronzit ve diyopsit bileşimli olup, Mg ve Ca içeriği yüksek bir sistemden kristalleşmiştir. Minerallerle ilgili varyasyon diyagramlarında bölgelere göre mineral bileşimlerine bağlı olarak zayıf farklılıklar görülmektedir. Cip Köyü örnekleri olivin mineral içeriği bakımından, Harput örneklerine göre özellikle Mg bakımından zayıf, Ca bakımından zengindir. Buna karşın, piroksen minerallerine göre Al, Mn ve Ca bakımından görece daha fakir ancak Fe ve Mg’ca daha zengindir. Petrografik ve mineral bileşimlerinin element içerikleri, bu volkanitlerin fraksiyonlaşmayla beraber magma karışımından etkilenen farklılaşmış iki magmanın düşük basınç koşullarında oluşmuş ürünü olabileceğini işaret etmektedir. Amfibollerin de magmatik ve metamorfik özellikte bulunmaları, metasomatizma ve buna etken olan yitim bileşenlerinin magma farklılaşmasında önemli olabileceğini düşündürmektedir.

Keywords

Elazığ volkanitleri, alkali bazalt, bazaltik cüruf, mineral kimyası

Ethical Statement

Yazarlar bu çalışmanın araştırma ve yayın etiğine uygun olduğunu beyan eder.

Supporting Institution

Fırat Üniversitesi

Project Number

FÜBAP-MF.19.42

Thanks

Yazarlar, bu çalışma için “FÜBAP-MF.19.42” protokol numaralı proje ile destek sağlayan Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimine (FÜBAP) teşekkür ederler.

References

• Innocenti F, Agostini S, Di Vincenzo G, Doglioni C, Manetti P, Savaşçın MY, Tonarini S, Neogene and Quaternary volcanism in western Anatolia: magma sources and geodynamic evolution. Mar Geol, 2005; 221, 397–421.
• Karaoğlu Ö, Helvacı C, Ersoy EY, Petrogenesis and 40Ar/39Ar Geochronology of the Volcanic Rocks of the Uşak Güre basin, western Türkiye. Lithos, 2010; 119, 193-210.
• Lustrino M, Duggen S, Rosenberg CL, The Central-Western Mediterranean: anomalous igneous activity in an anomalous collisional setting. Earth-Science Reviews, 2011; 104, 1–40.
• Aktağ A, Öztüfekçi Önal A, Sayit K, Geochemistry of the post-collisional Miocene mafic Tunceli Volcanics, Eastern Turkey: implications for the nature of the mantle source and melting systematics. Chem der Erde, 2019; 79, 113–129.
• Di Giuseppe P, Agostini S, Lustrino M, Karaoğlu Ö, Savaşçın MY, Manetti P, Ersoy Y, Transition from compression to strike-slip tectonics revealed by Miocene-Pleistocene volcanism west of the Karlıova Triple Junction (East Anatolia). Journal of Petrology, 2017; 58 (10), 2055-2087.
• Di Giuseppe P, Agostini S, Di Vincenzo G, Manetti P, Savaşçın MY, Conticelli S, From subduction to strike slip related volcanism: insights from Sr, Nd, and Pb isotopes and geochronology of lavas from Sivas–Malatya region, Central Eastern Anatolia. International Journal of Earth Sciences, 2021; 110, 849–874.
• Agostini S, Savaşçın MY, Di Giuseppe P, Di Stefano F, Karaoğlu Ö, Lustrino M, Manetti P, Ersoy Y, Kürüm S, Öztüfekçi-Önal A, Neogene volcanism in Elazığ-Tunceli area (eastern Anatolia): geochronological and petrological constraints. Italian Journal of Geosciences, 2019; 138, 435-455.
• Şengör AMC, Yılmaz Y, Tethyan Evolution of Turkey: A Plate Tectonic Approach. Tectonophy, 1981; 75, 181-241.
• Dilek Y, Sandvol E, Seismic structure, crustal architecture and tectonicof the Anatolian-African Plate Boundary and the Cenozoic Orogenic Belts in the Eastern evolution Mediterranean Region. Geological Society of London Special Publications, 2009; 327, 127-160.
• Keskin M, Domal uplift and volcanism in a collision zone without a mantle plume: Evidence from Eastern Anatolia. 2005; http://www.MantlePlumes.org/Anatoia.html.
• Lin YC, Chung SL, Bingöl AF, Yang L, Okrostsvaridze A, Pang KN, Lee HY, Lin TH, Diachronous initiation of postcollisional magmatism in the Arabia-Eurasia collision zone. Lithos, 2020; 356-357,105394.
• Seyrek A, Demir T, Pringle M, Yurtmen S, Westavay R, Bridgland D, Beck A, Rowbotham G. Late Cenozoic uplift of the Amanos Mountains and incision of the Middle Ceyhan river gorge, southern Turkey: Ar-Ar dating of the Duzici basalt. Geomorphology, 2008; 97(3/4), 321-355.
• Trifonov V, Çelik H, Trikhunkov YI, Simakova AN, Ozherelyev DV, Kolesnichenko AA, The Lower Pleistosene in The Euphrates Valley of Eastern Turkey and inhabitance of earliest hominine in the Caucasus region. XIX INQUA Congress Quaternary Perspectives on Climate Changes, Natural Hazards and Civilization, Poster Prosentation, Nagoya, Japan. 2015.
• Naz H, 1979. Elazığ-Palu dolayının jeolojisi. TPAO Rapor No. 1360. 1979.
• Herece Eİ, Acar Ş, Upper Cretaceous-Tertiary geology/stratigraphy of Pertek and its vicinity (Tunceli, Turkey). Bulletin of Mineral Research and Exploration, 2016; 153, 1-44.
• Önal A, Akkuş A, Tunceli-Pertek Jeotermal Alanındaki Sıcak ve Soğuk Suların Hidrojeokimyasal Özellikleri. Int J Pure Appl Sci, 2019; 5(1), 53-71.
• Balaban TÖ, Okan ÖÖ, Sançar T, Önal AÖ, Pertek (Tunceli) jeotermal alanının antropojenik kirliliğinin değerlendirmesi. Türkiye Jeoloji Bülteni, 2020; 63, 83-96.
• Özgül N, Torosların bazı temel jeoloji özellikleri. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 1976; 19, 65-78.
• Kaya A, Keban (Elazığ) civarındaki metamorfitlerin yapısal analizi ve tektonik evrimi. Doktora Tezi. FÜ Fen Bil Enst, 133s.(yayımlanmamış), 2001.
• Akgül B, Piran köyü (Keban) çevresindeki magmatik kayaçların petrografik ve petrolojik özellikleri. Doktora Tezi. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 125s. (yayımlanmamış), 1993.
• MTA, 1/500.000 Türkiye Jeoloji Haritası, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara, 2002.
• Perincek D, Palu-Karabegan-Elazığ-Sivrice-Malatya alanının jeolojisi ve petrol imkânları. TPAO Rap No 1361, 1979a.
• Turan M, Aksoy E, Bingöl AF, Doğu Torosların jeodinamik evriminin Elazığ civarındaki özellikleri. Hacettepe Üniversitesi Yerbilimlerinin 25. Yılı Sempozyumu Bildiriler, 15-18 Kasım, 1993.
• Kürüm S, K-Ar age, geochemical, and Sr-Pb Isotopic compositions of Keban magmatics, Elazığ, Eastern Anatolia, Turkey. Natural Science, 2011; 3/9, 750-767.
• Kürüm S, Akgül B, Öztüfekçi-Önal A, Boztuğ D, Harlavan Y, Ural M, An Example for Arc-Type Granitoids along Collision Zones: The Pertek Granitoid, Taurus Orogenic Belt, Turkey. International Journal of Geoscience, 2011, 2, 214-226.
• Lin YC, Chung SL, Bingöl AF, Beyarslan M, Petrogenesis of late Cretaceous Elazig magmatic rocks from SE Turkey: New age and geochemical and Sr-Nd-Hf isotopic constraints. Goldschmidt Conference, 2015.
• Lin YC, Chung SL, Bingöl AF, Beyarslan M, Li XH, Yang JH, Lee HY, Short-lived late Cretaceous arc magmatism in SE Turkey: Temporal geochemical variations and tectonic implications, Goldschmidt Conference, 2016.
• Sar A, Pertek (Tunceli) güneydoğusundaki granitoidlerin petrolojisi. Yüksek Lisans Tezi. FÜ Fen Bil Enst, 84s, 2016.
• Beyarslan M, Bingöl AF, Zircon U-Pb age and geochemical constraints on the origin and tectonic implications of late cretaceous intra-oceanic arc magmatics in the Southeast Anatolian Orogenic Belt (SE-Turkey). Journal of African Earth Sciences, 2018; 147, 477–497.
• Ural M, Arslan M, Göncüoğlu MC, Tekin UK, Kürüm S, Late Cretaceous arc and back-arc formation within the southern Neotethys: whole-rock, trace element and Sr-Nd-Pb isotopic data from basaltic rocks of the Yüksekova complex (Malatya-Elazığ, SE Turkey). Ofioliti, 2015; 40(1), 57-72.
• Aksoy E, Türkmen İ, Turan M, Meriç E, Harami Formasyonu’nun (Üst Kampaniyen-Maastrihtiyen) stratigrafik konumu ve çökelme ortamı ile ilgili yeni bulgular, Elazığ güneyi, Türkiye Petrol Jeolog D Bült, 1999; 11(1), 1-15.
• Kürüm S, Özbulut E, Ural M, Polijenetik bir volkanizma ve petrografik-jeokimyasal özellikleri: Harput (Elazığ) Karataş Tepe volkanizması. Yerbilimleri/Geosound, 2007; 50-51, 47-64.
• Kürüm S, Tanyıldızı Ö, Geochemical and Sr-Nd isotopic characteristics of Upper Cretaceous (calc-alkaline) and Miocene (alkaline) volcanic rocks: Elazığ, Eastern Taurides, Turkey. J of African Earth Sciences, 2017; 134, 332-344.
• Deer WA, Howie RA, Zussman J, An introduction to the rock forming minerals (second): London, Longman, 1992; 696 pp.
• Morimoto N, Fabrise J, Ferguson A, Ginzburg IV, Ross M, Seifert FA, Zussman J, Akoi KI, Gottardi G, Nomenclature of pyroxenes. Mineralogical Magazine, 1988; 52, 535 -55.
• Nekvasil H, Dondolini A, Horn J, Filiberto J, Long H, Lindsley DH, The origin and evolution of silica-saturated alkalic suites: an experimental study. Journal of Petrology, 2004; 45, 693-721.
• Aoki KI, Shiba I, Pyroxenes from lherzolite inclusions of Itinome-gata, Japan, Lithos, 1973; 6, 41-51.
• Leterrier J, Maury RC, Thonon P, Girard D, Marchal M, Clinopyroxene composition as a method of identification of the magmatic affinities of paleo-volcanic series. Earth and Planetary Science Letters, 1982; 59, 139-154.
• Leake BE, On aluminous and edenitic amphiboles. Mineralogical Magazine, 1971; 38, 389–407.
• Leake EB, Wooley AR, Arps CES, Birch WD, Gilbert MC, Grice JD, vd, Nomenclature of Amphiboles Report of the Subcommittee on Amphiboles of the International Mineralogical Association Comission on New Minerals and Mineral Names. European Journal of Mineralogy, 1997; 9, 623- 651.
• Jiang CY, An SY, On chemical characteristics of calcic amphiboles from igneous rocks and their petrogenesis significance. J Mineral Petrol, 1984; 3, 1-9.
• Coltorti M, Bonadiman C, Faccini B, Gre ́goire M, O’reilly SY, Powell W, Amphibole from suprasubduction and intra-plate litospheric mantle. Lithos, 2007; 99(1), 68-84.