Petrology of the Plio-Quaternary Göbekören Volcanics (Kangal-Sivas)

Year 2019, Volume: 62 Issue: 1, 41 - 62, 01.01.2019

Taner Ekici , Sultan Taş

https://doi.org/10.25288/tjb.504069

Abstract

The study area is located at 15 km W-SW of Kangal district of Sivas province. Lithological units are observed in the study area ranging from Late Miocene to Plio- Quaternary in age. The rock units start with Late MiocenePliocene Kangal Formation and Upper Pliocene Uzunyayla Formation conformably overlies this unite. Uzunyayla Formation is uncomfortably overlain by the Plio-Quaternary Göbekören volcanics and again uncomfortably over the Quaternary alluvium.

The Late Miocene-Pliocene Kangal Formation has a thickness of about 200 m in the study are and consists of sandstone, mudstone and lignite bands in some places. Uzunyayla Formation forms of marl and lacustrine limestone which was placed in conformity to Kangal Formation. Above units, Late Pliocene Göbekören Volcanics with dark brown-black colour, porous, air-bubbled, massive columnar and an approximate thickness of 10 m is composed mostly from basalt and less from trachybasalt.

Göbekören volcanics characterizes alkaline as geochemically. Both geochemical analyses and mineralogical observations show that there are olivine and clinopyroxene fractionation from basalts to trachybasalt. As a result of the geochemical investigations, it was observed that Göbekören volcanics has more enriched light rare earth elements than heavy rare earth elements which suggest that the crustal material may be added during the crystallization in the magmatism. In addition, the amount of partial melts increases from trachybasalt to basalts.

Göbekören volcanics which is located in Sivas Basin is continental plate basalts which is formed as a result of lithospheric thinning.

Keywords

Göbekören Volcanics, Major and Trace Elements Geochemistry, Mineralogy and Petrography, Sivas Basin.Göbekören Volcanics, Sivas Basin

Pliyo-Kuvaterner Yaşlı Göbekören Volkaniklerinin Petrolojisi (Kangal-Sivas)

Abstract

Çalışma alanı Sivas iline bağlı Kangal ilçesinin 15 km B-GB’sında yer almaktadır. Çalışma alanında Geç Miyosen ile Pliyo-Kuvaterner yaş aralığına sahip kayaç birimleri gözlenmektedir. Birimler alttan üste doğru Geç Miyosen-Pliyosen yaşlı Kangal Formasyonu ile başlamakta ve uyumlu olarak Üst Pliyosen yaşlı Uzunyayla Formasyonu tarafından üzerlenmektedir. Bu birimi ise uyumsuzlukla Pliyo-Kuvaterner yaşlı Göbekören Volkanikleri ve Kuvaterner yaşlı alüvyonlar üzerlemektedir.

İnceleme alanında bulunan Geç Miyosen-Pliyosen yaşlı Kangal Formasyonu, yaklaşık olarak 200 m kalınlığa sahip olup, kumtaşı, çamurtaşı ve yer yer linyit bantlarından oluşmaktadır. Kangal Formasyonu’nun üzerine ise uyumlu olarak yerleşmiş olan Uzunyayla Formasyonu Gastropotlu marn ve gölsel kireçtaşlarından oluşmaktadır. Bu birimlerin üzerinde ise uyumsuz olarak Geç Pliyosen yaşlı yaklaşık 10 m kalınlığa sahip koyu kahve-siyah renkli, gözenekli, gaz boşluklu, masif ve çoğunlukla sütunsu bazaltlardan, daha az trakibazaltlardan oluşan Göbekören Volkanikleri bulunmaktadır.

Göbekören Volkanikleri jeokimyasal olarak alkalen karakter sergilemekte ve hem mineralojik-petrografik hem de jeokimyasal olarak irdelendiğinde bazaltlardan trakibazaltlara doğru olivin ve klinopiroksen fraksiyonlanmasının göstermektedir. Göbekören volkaniklerinde hafif nadir toprak elementlerin ağır nadir toprak elementlere göre daha fazla zenginleşmiş olduğu gözlenmiştir. Bu durum magmadaki kristallenme esnasında kabuksal kökenli malzeme katkısının olabileceğine işaret etmektedir. Ayrıca kısmi ergime miktarı trakibazaltlardan bazaltlara doğru artış göstermektedir.

Sivas Baseni içerisinde yer alan Göbekören Volkanikleri litosferik incelmenin bir sonucu olarak oluşmuş, kıtasal levha içi kökenli plato bazaltlarına karşılık gelmektedir.

Keywords

Ana ve İz Element Jeokimyası, Göbekören Volkanikleri, Mineraloji ve Petrografi, Sivas Baseni

References

• Aktimur, H.T., Atalay, Z., Ateş, Ş., Tekirli, M.E. ve Yurdakul, M.E. 1988. Munzur Dağları ile Çavuşdağı arasının jeolojisi. Maden Teknik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 8320, Ankara (yayınlanmamış).
• Alıntı, İ.E. 1961. Kayadibi-Şarkışla bölgesinin jeolojisi ve hidrojeolojisi. İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi Mecmuası 26, 162-199.
• Alpaslan, M., Temel, A. 2000. Petrographic and Geochemical Evidence for Magma Mixing and Crystal Contamination in the Post-Collisional Calc-Alkaline Yozgat Volcanics, Central Anatolia, Turkey, International Geology Review, Vol.42, p. 850-863.
• Atabey, E., Bağırsakçı, S., Canpolat, M., Gökkaya, K.Y., Günal, S. ve Kılıç, N. 1994. Gürün Kangal (Sivas) Darende-Hasançelebi arasının jeolojisi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 9760, Ankara (yayımlanmamış).
• Atabey, E. ve Aktimur, H.t. 1997. 1/100.000 Ölçekli Açınsama Nitelikli Türkiye Jeolojisi Haritaları Serisi, Sivas-G24 Paftası, No: 48. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayını, Ankara.
• Aziz, A., Erakman, B., Kurt, G. ve Meşhur, M. 1982. Pınarbaşı-Sarız-Gürün ilçeleri arasında kalan alanın jeoloji raporu. Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı Genel Müdürlüğü Rapor No: 1601, Ankara (yayımlanmamış).
• Bayhan, H. 1980. Güneş-Soğucak (Divriği) yöresinin jeolojik, minerolojik, petrografik, petrolojik ve metalojenik incelemesi. Doktora Tezi, HÜ, 206 s., Ankara.
• Bayhan, H. ve Baysal, O. 1982. Güneş-Soğucak (Divriği/Sivas) Yöresinin Petrografik -Petrolojik İncelenmesi. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, C. 25, 1-13, Şubat, 1982.
• Baykal, R. 1944. Malatya-Kayseri arasındaki Torosların jeolojik yapısı, MTA, Derleme Raporu, No: 1701 / yayınlanmamış).
• Baykal, F. 1966. 1/500.000 ölçekli Türkiye Jeoloji haritası, Sivas paftası, MTA yayınları.
• Bilgiç, T. ve Terlemez, İ. 2007. 1/100.000 ölçekli Açınsama Nitelikli Türkiye Jeolojisi Haritaları Serisi, Sivas-J36 Paftası, No: 712. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü.
• Bilgiç, T. 2014. 1/100.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları, Sivas-J38 Paftası. No:211 Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü Yayını, Ankara.
• Blumnethal, M.M. 1944. Kayseri ile Malatya arasındaki Toros bölümünün Permo-Karbonifer arazisi, MTA, Dergisi, 1/31, 105-118.
• Boynton, W.V. 1984. Geochemistry of the rare elements: meteorite studies. In: Henderson P. (ed.), Rare earth element geochemistry. Elsevier, pp. 63-114.
• Ekici, T. 2016. Collision-related slab break-off volcanism in the Eastern Anatolia, Kepez volcanic complex (Turkey) Geodinamica Acta, Vol.28, No.3, 223-239.
• Erkan, Y. 2011. Kayaç Oluşturan Önemli Minerallerin Mikroskopta İncelenmesi, TMMOB Jeol. Müh. Odası, 5. Baskı. Sayfa, 436. ISBN: 975-395-137X
• Göç, D., 1993. Yazyurdu (Gürün-Sivas) Yöresinin Stratigrafik ve Sedimanter Petrolojik Özellikleri (Yüksek Lisans Tezi), Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sivas.
• Gökten, E. 1993. Ulaş (Sivas) doğusunda Sivas havzası güney kenarının jeolojisi: İç Toros Okyanusu’nun kapanımıyla ilgili tektonik gelişi. TPJD Bülteni 5/1, 35-55.
• Le Maitre R.W., Bateman P., Dudek A., Keller J., Lameyre Le Bas M.J., Sabine P.A., Schmid R., Sorensan, H., Streckeisen, A., Wolley, A.R. and Zonettin, B. 1989. A classification of igneous rocks and glossory of terms. Blackwell, Oxford. MacKenzie, W.S. and Guilford, C. 1980. Atlas of rock forming minerals in thin section. John Wiley and Sons, Inc, New York.
• Moorhouse, W.W. 1969. The study of rocks in thin section. Harper and Row, New York, 514 pp.
• Narin, R. ve Kavuşan, G. 1993. Sivas-Kangal Kalburçayırı linyit yatağının jeolojisi. Cunhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi Seri A, Yerbilimleri, Cilt 10, Sayı 1.
• Özgül, N., Turşucu, A., Özyardımcı, N., Bingöl, İ., Şenol, M. ve Uysal, Ş. 1981. Munzur Dağlarının jeolojisi. Maden Teknik ve Arama Enstitüsü Rapor No:6995, Ankara (yayımlanmamış).
• Parlak, O., Yılmaz, H., Boztuğ, D., and Höck, V. 2005. Geochemistry and tectonic setting of Divriği ophiolite in the east central Anatolia (Sivas, Turkey): evidence for melt generation within an asthenospheric window prior to ophiolite emplacement onto the Taurides. International symposium on the geodynamics of easter Mediterranean: active tectonics of the Aegean region. 15-18 June 2005, Kadir Has University, İstanbul, Turkey, p. 224.
• Parlak, O., Yılmaz, H., Boztuğ, D. 2006. Origin and tectonic significance of the metamorphic sole and isolated dykes of the Divriği ophiolite (Sivas, Turkey): Evidence for an break-off prior to ophiolite emplacement. Turkish Journal of Earth Sciences, vol. 15, pp. 25-45.
• Rudnick, R. L., Fountain, D. M. 1995. and Composition of the Continental Crust: A Lower Crustal Perspective. Review of Geophysics, 33(3): 267–309.
• Said, N., Kerrich. R., Cassidy. K. And Champion. C. 2012. Chracteristics and geodynamic setting of the 2-7 Ga Yilgan heterogeneous plume and its interaction with continental lithosphare; evidence from komatitic basalt and basalt geochemistey of the Eastern Goldfields Superterrane, Australian Journal of Earth Sciences, Vol,59,2012-Issue 5, p. 737-763.
• Sun, S.S. and McDonough, W.F. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. In: Saunders A.D. and Norry M.J. (Eds.), Magmatism in ocean basins. Geol. Soc. London. Spec. Publ. no.42, pp.313-345.
• Sümengen, M., Terlemez, İ., Bilgiç, T., Gürbüz, M., Ünay, E., Ozaner, S. ve Tüfekçi, K. 1987. Şarkışla-Gemerek dolayı Tersiyer havzasının stratigrafisi, sedimantolojisi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 8118, Ankara (yayımlanmamış).
• Taylor, S. R. 1967. The Origin and Growth of Continents. Tectonophysics, 4(1):17–34.
• Taylor, S. R. 1977. Island Arc Models and the Composition of the Continental Crust. In: Talwani, M., Pitman III III, W.C., eds., Island Arcs, Deep Sea Trenches, and Back-Arc Basins. Maurice Ewing Series, American Geophysical Union, Washington, D.C., 1: 325–335.
• Taylor, S.R. and McLennan, S.M. 1985. The continental crust:its composition and evolution. Blackwell, Oxford.
• Türkcan, A., Yıldırım, T., Satır, M. Harlavan, Y., Açıkgöz, S. 2000. Neogene volcanism of Sivas Kangal-Gürün-Gemerek-Şarkışla area (abs). In IESCA-2 İzmir.
• Wilson, M. 1989. Igneous petrogenesis: London, Chapman and Hall, 466 p.
• Yardley, B.W.D., MacKenzie W.S. ve Guilford, C. 1990. Atlas of metamorphic rocks and their textures. John Wiley and Soons, Inc, New York.
• Yılmaz, A., Sümengen, M., Terlemez, İ. ve Bilgiç, T. 1989. 1/100.000 Açınsama Nitelikli Türkiye Jeolojisi Haritaları Serisi, Sivas-G23 Paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayını, Ankara.
• Yılmaz, A., Sümengen, M., Terlemez, İ. ve Bilgiç, T. 1990. Sivas ile Şarkışla arasındaki bölgenin jeolojisi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 9090, Ankara (yayımlanmamış).
• Yılmaz, H., Arıkal, T. ve Yılmaz, A. 2001. Güneş ofiyolitinin (Divriği-Sivas) jeolojisi. 54. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bildiriler Kitabı, Ankara.