Bolkardağı Birliği Devoniyen Yaşlı Metakumtaşlarının Petrografisi ve Jeokimyası: Sedimanter Süreçler, Provens ve Tektonik Ortam İçin Bazı Sınırlamalar

Year 2013, Volume: 56 Issue: 2, 27 - 60, 01.04.2013

Ömer Bozkaya Hüseyin Yalçın , Remzi Eryılmaz

Abstract

Orta
(Bozkır-Konya, İsalı formasyonu Gerez üyesi) ve Doğu (Kangal-Sivas, Kangal
formasyonu Bakırtepe üyesi) Toroslar’da allokton Bolkardağı Birliği’ne ait
Devoniyen yaşlı metakumtaşları; başlıca kuvars (monokristalin ve
polikristalin), feldispat (mikroklin ve plajiyoklaz), fillosilikat (illit,
klorit, C-V, C-S ve dikit) ve kayaç parçaları (fillit ve kuvarsit) içermektedir.
Polikristalin kuvars, mikroklin ve fillitik kayaç parçaları Bakırtepe üyesinde,
plajiyoklaz ise Gerez üyesinde daha yüksek miktarda bulunmaktadır. Gerez üyesi
genellikle kuvars arenit, Bakırtepe üyesi ise subarkoz bileşimli metakumtaşları
ile temsil olunmaktadır. Devoniyen yaşlı metakumtaşları, altında ve üstündeki
aynı yaşlı birimlere göre litolojik (kum boyu silisiklastik kayaçların
baskınlığı) ve mineralojik (daha fazla feldispat ve kuvars içermesi, 1M
illitlerin ortaya çıkması, farklı fillosilikat birliktelikleri) farklılıklara
sahiptir. Metakumtaşları, yüksek SiO2, Al2O3, Fe2O3 ve K2O içeriği ile
karakteristik olup; feldispat türlerine bağlı olarak Bakırtepe üyesi Gerez
üyesine göre K2O içeriği bakımından zengin, buna karşın CaO ve Na2O içerikleri
bakımından daha fakirdir. Metakumtaşlarının kondrite normalize iz element
dağılımlarına göre; Bakırtepe ve Gerez üyeleri birbirinden ayrılmakta ve hem
sedimanter hem de magmatik kökenli kaynak alanlardan beslendiğini ortaya
koymaktadır. Sonuç olarak; Bolkardağı Birliği’nin birimleri yaş, stratigrafik
konum ve litolojik benzerlikler sunmakla birlikte, kaynak alanı, çökelmesi ve
diyajenez/metamorfizma tarihçesi açısından önemli farklılıklar içermektedir. Bu
farklılıklar, kesiksiz bir sedimantasyondan ziyade, olasılıkla Torosların kuzey
birliklerine özgü Variskan orojenezi ile ilişkili transgresyonla provensteki
ani değişimlerden kaynaklandığı biçiminde değerlendirilmiştir.

Keywords

Toros Kuşağı, Bolkardağı Birliği, Kil/Fillosilikat, Petrografi, Jeokimya

References

• Bhatia, M.R., 1983. Plate tectonics and geochemical composition of sandstones. Journal of Geology, 91, 611-627.
• Bhatia M.R., Crook, A.W., 1986. Trace element characteristics of greywackes and tectonic discrimination of sedimentary basins. Contributions to Mineralogical Petrology, 92, 181-192.
• Bock, B., McLennan, S.M., Hanson, G.N., 1998. The geochemistry and provenance of The Middle Ordovician Austin Glen Member (Normanskill Formation) and the Taconian Orogeny in New England. Sedimantology, 45, 635-655.
• Bozkaya, Ö., Yalçın, H., 1997. Bolkardagı Birligi (Orta Toroslar, Bozkır-Konya) Üst Paleozoyik-Alt Mesozoyik yaslı diyajenetik-çok düsük dereceli metamorfik kayaçların mineralojisi ve petrografisi. H.Ü. Yerbilimleri, Baysal Batman Özel Sayısı 19, 17-40.
• Bozkaya, Ö., Yalçın, H., 2000. Very low-grade metamorphism of Upper Paleozoic-Lower Mesozoic sedimentary rocks related to sedimentary burial and thrusting in Central Taurus Belt , Konya, Turkey. International Geology Review, 42, 353-367.
• Bozkaya, Ö., Yalçın, H., 2004. Diagenetic to low-grade metamorphic evolution of clay mineral assamblages in Paleozoic to early Mesozoic rocks of Eastern Taurides, Turkey. Clay Minerals, 39, 481-500.
• Bozkaya, Ö., Yalçın, H., Göncüoğlu, M.C., 2002. Mineralogic and organic responses to the stratigraphic irregularities: An example from the Lower Paleozoic very low grade metamorphic units of the Eastern Taurus Atochton, Turkey.Schweizerische Mineralogische und Petrographische Mitteilungen, 82, 355-373.
• Bozkaya, Ö., Gürsu, S., Göncüoglu, M.C., 2006. Textural and mineralogical evidence for a Cadomian tectonothermal event in the eastern Mediterranean (Sandıklı-Afyon area, western Taurides, Turkey). Gondwana Research, 10, 301-315.
• Bozkaya, Ö., Yalçın, H., Kozlu, H., 2011. Clay mineralogy of the Paleozoic-Lower Mesozoic sedimentary sequence from the northern part of the Arabian Platform, Hazro (Diyarbakır), Southeast Anatolia. Geologica Carpathica, 62, 489-500.
• Condie, K.C., 1993. Chemical composition and evolution of the upper continental crust: Contrasting results from surface samples and shales.Chemical Geology, 104, 1-37.
• Cox, R., Lowe, D.R., Cullers, R.L., 1995. The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in the southwestern United States. Geochimica et Cosmochimica Acta, 59, 2919-2940.
• Craig, J. Fitches, W.R., Maltman, A.J., 1982. Chlorite-mica stacks in low-strain rocks from Central Wales. Geological Magazine, 119, 243-256.
• Danchin, R.V., 1967. Chromium and nickel in the Fig Tree Shale from South Africa. Science, 158, 261-262.
• Dickinson, W.R., Suczek, C., 1979. Plate tectonics and sandstone composition. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 63, 2164-2182.
• Dickinson, W.R., Beard, L.S., Brakenridge, G.R., Erjavec, J.L., Ferguson, R.C., Inman, K.F., Knepp, R.A., Lindberg, F.A., Ryberg, P.T., 1983. Provenance of North American Phanerozoic sandstones in relation to tectonic setting. Geological Society of American Bulletin, 94, 222-235.
• Fedo, C.M. Nesbitt, H.W., Young, G.M., 1995. Unravelling the effects of potassium metamorphism in sedimentary rocks and paleosols, with implications for paleoweathering conditions and provenance and tectonic setting. Geochimica et Cosmochimica Acta, 54, 1061-1081.
• Folk, R.L., 1974. Petrology of Sedimentary Rocks. Hemphill Press, second edition, Austin, TX 182 p.
• Göncüoglu, M.C., Dirik, K., Kozlu, H., 1997. General characteristics of pre-Alpine and Alpine terranes in Turkey: Explanatory notes to the terrane map of Turkey. Annales Géologique Pays Hellénique, 37, 515-536.
• Göncüoğlu M.C., Turhan N., Şentürk K., Özcan A., Uysal Ş., Yalınız M.K., 2000. A geotraverse across nortwestern Turkey: Tectonic units of the Central Sakarya region and their tectonic evolution. Pp: 139-161 In: Tectonics and Magmatism in Turkey and the Surrounding Area (Eds. E. Bozkurt, J.A. Winchester, J.D.A. Piper). Geological Society, London, Special Publications, 173, London.
• Gromet,L.P., Dymek, R.F., Haskin, L.A., Korotev, R.F., 1984. The “North American shale composite”: Its compilation, major and trace element characteristics. Geochimica et Cosmochimica Acta, 48, 2469-2482.
• Gutnic, M., Kelter D., Monod O., 1968. Decoverte de nappes decharriage dans le Nord du Taurus Occidental (Turquie meridiona-203-206. le). Ç.R. Acad. Sc. Paris, D. 266, 988-991
• Gutnic, M., Monod O., Poisson, A., Dumant, J.F., 1979. Geologie des Taurides Occidentales (Turquie). Mem. Sos. Geol. De France, no:137, Paris tome. 85, 109 p.
• Gültekin, A.S., 1993. Alacahan-Çetinkaya-Divriği (Sivas) arasında kalan alanın jeolojisi. Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bil. Enst., 183 s (yayınlanmamış).
• Harnois, L., 1988. The CIW index: A new chemical index of weathering. Sedimentary Geology, 55, 319-322.
• Haskin, L.A., Haskin, M.A., Frey, F.A., Wildeman, T.R., 1968. Relative and absolute terrestrial abundances of the rare earths. In: Origin and Distribution of the Elements, (Ed. L.H. Ahrens), Pergamon Pres, 889-912.
• Herron, M.M., 1988. Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data. Journal of Sedimentary Research, 58, 820-829.
• Hiscott, R.N., 1984. Ophiolitic source rocks for Taconic-age flysch: Trace element evidence. Geological Society of America Bulletin, 95, 1261-1267.
• Jaques, A.L. Chappell, B.W., Taylor, S.R., 1983. Geochemistry of cumulus peridotites and gabbros from the Marum Ophiolite Complex, northern Papua New Guinea. Contributions to Mineralogy and Petrology, 82, 154-164.
• Krinsley, D.H., Pye, K., Kearsley, A.T., 1983. Application of backscattered electron microscopy in shale petrology. Geological Magazine, 120, 109-114.
• McLennan, S.M., 2001. Relationships between the trace element composition of sedimentary rocks and upper continental crust. Geochemistry Geophysics Geosystems, 2, 109 p.
• McLennan, S.M., Murray, R.W., 1999. Geochemistry of sediments. In: Encyclopedia of Geochemistry, (Eds. C.P. Marshall, R.W. Fairbridge) Kluwer Academic Publishers, 282-292.
• McLennan, S.M., Taylor, S.R., 1991. Sedimentary rocks and crustal evolution: Tectonic setting and secular trends. Journal of Geology, 99, 1-21.
• McLennan, S.M., Hemming, S., McDaniel, D.K., Hanson, G.N., 1993. Geochemical approaches to sedimentation, provenance, and tectonics. In: Processes Controlling the Composition of Clastic Sediments (Eds. M.J. Johnsson, A. Basu), Geological Society of America Bulletin, Spec. Pap. 284, 21-40.
• McLennan, S.M., Bock, B., Hemming, S.R., Hurowitz, J.A., Lev, S.M., McDaniel, D.K. 2003. The roles of provenance and sedimentary processes in the geochemistry of sedimentary rocks. In: Geochemistry of Sediments and Sedimentary Rocks: Evolutionary Considerations to Mineral Deposit- Forming Environments, (Ed. D.R. Lentz), Geological Association of Canada, GeoText, 4, 7-38.
• Merriman, R.J., 2005. Clay minerals and sedimentary basin history. European Journal of Mineralogy, 17, 7-20.
• Merriman, R.J., Frey, M., 1999. Patterns of very low-grade metamorphism in metapelitic rocks. In: Low-Grade Metamorphism, (Eds. M. Frey, D. Robinson), Blackwell Science, 61-107.
• Monod, O. 1977. Recherces Geologiques dans le Taurus Occidental au sud de Beysehir (Turquie). These d’etat, l’Univ. De Paris sud., centre d’Orsay, 442 p.
• Nesbitt, H.W., Young, G.M., 1984. Prediction of some weathering trends of plutonic and volcanic rocks based on thermodynamic and kinetic considerations. Geochimica et Cosmochimica Acta, 48, 1523-1534.
• Nesbitt, H.W., Young, G.M., McLennan, S.M., Keays, R.R., 1996. Effects of chemical weathering and sorting on the petrogenesis of siliciclastic sediments with implications for provenance studies. Journal of Geology. 104, 525- 542.
• Nockolds, S.R., 1954. Average chemical compositions of some igneous rocks. Geological Society of America Bulletin, 65, 1007-1032.
• Özçelik, O., 1984. Toroslar’da Bozkır yöresinin Jeolojisi, tektonik evrimi ve petrol olanakları. Selçuk Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Doktora tezi, 221 s.
• Özçelik, O., 1985. An example for the ophiolitic melange in Taurus; The Sülek Complex: C.Ü. Müh. Fakültesi Dergisi Seri A-Yerbilimleri, 1, 53-62.
• Özgül, N., 1971. Orta Torosların kuzey kesiminin yapısal gelişiminde blok hareketlerinin önemi. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 14, 85-101.
• Özgül, N., 1976. Torosların bazı temel jeolojik özellikleri. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 19, 65-78.
• Özgül, N., 1983. Stratigraphy and tectonic evolution of the Central Taurides. In: Geology of the Taurus Belt, (Eds. O. Tekeli, M.C. Göncüoğlu), Int. Sym., 26-29 Sept., 1983, Ankara, Turkey, p. 77-90.
• Pettijohn, F.J., 1975. Sedimentary Rocks. Harper and Row, New York, 628 p.
• Pettijohn, F.J., Potter, P.E., Siever, R., 1972. Sand and Sandstone. Wiley, New York, 618 p
• Roser, B.P., Korsch, R.J., 1986. Determination of tectonic setting of sandstone–mudstone suites using SiO2 content and K2O/ Na2O ratio. Journal of Geology, 94, 635-650.
• Roser, B.P., Korsch, R.J., 1988. Provenance signatures of sandstone mudstone suites determined using discriminant function analysis of major element data. Chemical Geology, 67, 119-139.
• Sun, S.S., McDonough W.F., 1989. Chemical andisotopic systematics of oceanic basalts; implicatoins for mantle composition and processes. In: Magmatism in Ocean Basins (Eds. A.D. Saunders, M.J. Norry.), Geological Society Special Publication 42, 359-362.
• Şengör, A.M.C., Yılmaz, Y., 1981. Tethyan evolution of Turkey, a plate tectonic approach. Tectonophysics, 75, 181-241.
• Taylor, S. R., McLennan, S. M., 1981. The composition and evolution of the continental crust: rare earth element evidence from sedimentary rocks. Phil.Trans. R. Soc. London, Set. A., 301, 381-399.
• Taylor, S.R., McLennan, S.M., 1985. The Continental Crust: Its Composition and Evolution. Geoscience Texts, Blackwell Scientific Publications, Oxford, 312 p.
• Tetiker, S., Yalçın, H., 2010. Karakaya Karmaşığı Birimlerinin (KB ve Orta-KD Anadolu) tektonik konumuna (meta-) kumtaşları petrografisi ve jeokimyası ile bir yaklaşım. 45. Yıl Jeoloji Sempozyumu, Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Trabzon, Bildiri Özleri, s. 18-20.
• Voll, G., 1960. New work on petrofabrics. Liverpool and Manchester Geological Journal, 2, 503-567.
• Wrafter, J.P., Graham, J.R., 1989. Ophiolitic detritus in the Ordovician sediments of South Mayo, Ireland. Journal of the Geological Society of London, 146, 213-215
• Yalçın, H., Bozkaya, Ö., 1997. Kangal-Alacahan yöresi (Sivas) Üst Paleozoyik yaşlı meta-sedimanter kayaçlarda gömülme ve bindirme ile ilişkili çok düşük dereceli metamorfizma. Türkiye Jeoloji Bülteni, 40, 1-16.
• Yalçın, H., Bozkaya, Ö., 2002. Hekimhan (Malatya) çevresindeki Üst Kretase yaslı volkaniklerin alterasyon mineralojisi ve jeokimyası: Denizsuyu-kayaç etkileşimine bir örnek. C.Ü. Müh. Fakültesi Dergisi Seri A-Yerbilimleri, 19, 81-98.