Petrogenesis of the upper cretaceous volcanism and stratigraphy in the Kandira region, western pontides, NW Turkey
Kandıra bölgesindeki (batı pontidler, KB Türkiye) üst kretase volkanizmasının petrojenezi ve bölgenin stratigrafisi
- Tez No: 660646
- Danışmanlar: PROF. DR. ARAL OKAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Katı Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Jeodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Karadeniz kıyı şeridi boyunca yüzlek veren Üst Kretase volkanik ve volkaniklastik kayaçlar, Pontidler boyunca gözlemlenen ve Neo-Tetis okyanusunun kuzeye doğru Avrasya'nın güney sınırının altına dalma-batması sonucunda oluşmuş bir magmatik yayı temsil etmektedir. İstanbul Zonu, batıda Istranca Masifi, doğuda ve güneyde Sakarya Zonu, kuzeyde Karadeniz tarafından sınırlanan, yaklaşık olarak 400 km uzunluğunda ve 60 km genişliğinde bir tektonik birim olarak tanımlanmaktadır. Batı Pontidler (İstanbul Zonu) sınırları içerisinde bulunan çalışma alanı, Üst Kretase volkanik ve volkaniklastik kayaçlar (Yemişliçay Formasyonu), Geç Kampaniyen-Orta Eosen yaşlı kireçtaşı, marn, kalkarenit ve kalsitürbiditler (Akveren Formasyonu), Akveren Formasyonu'nun içerisinde volkanik bir seviye olarak temsil edilenen geç Kampaniyen-Mastrihtiyen yaşlı Babaköy Üyesi ve Neojen çökeller (Örencik Formasyonu) ile temsil edilmektedir. Tez kapsamında yapılan bu çalışmada, tüm kayaç jeokimya analizleri sonucunda yitim ile ilişkili yay kayaçlarının petrojenezi ve U-Pb zirkon yaşlandırma sonuçları ile volkanizmanın yaşı ve zamanla evrimi araştırılmıştır. Ayrıca, bazı seviyelerinde bol miktarda bentik ve planktonik foraminifer bulunan Üst Kretase-Alt Eosen yaşlı tortul kayaçlar ile Üst Kretase yay kayaçlarının ilişkileri ışığında volkanizmanın zamanı ve zamanla evriminin anlaşılması konusunda önemli jeolojik sınırlandırmalar elde edilmiştir. Çalışma alanında yüzlek veren en yaşlı formasyon bazaltik andezit, andezit, aglomera ve tüf ile temsil edilen Yemişliçay Formasyonu'dur. Kampaniyen yaşlı Yemişliçay Formasyonu'nun üzerine uyumlu olarak Geç Kampaniyen-Orta Eosen yaşlı Akveren Formasyonu gelmektedir. Çalışma alanı sınırları içerisinde Akveren Formasyonu kireçtaşı, marn, kalkarenit ve kalsitürbiditler ile temsil edilmektedir. Akveren Formasyonu'nun alt seviyelerinde Lepidorbitoides bisambergensis ve Orbitoides medius bentik foraminiferleri tanımlanmış olup, çökelme yaşı Erken Mastrihtiyen olarak belirlenmiştir. Akveren Formasyonu'nun içerisinde volkanik ve volkaniklastik kayaçlar ile temsil edilen Babaköy Üyesi ilk defa bu çalışmada tanımlanmıştır. Babaköy Üyesi bazaltik yastık lavlar, porfirik bazaltlar, andezitik-dasitik lavlar ve tüflerle temsil edilmektedir. Ayrıca, bu yastık lavların arasına çökelen kireçtaşlarında Heterohelix sp., Globotruncana sp., Globotruncanella havanensis, Globotruncanella petaloides, Pithonella ovalis, Globigerinelloides sp., Pseudotextularia sp., Macroglobigerinelloides sp. ve Pseudotextularia elegans planktonik foraminiferleri tanımlanmış olup, çökelme yaşı en geç Kampaniyen-Mastrihtiyen olarak belirlenmiştir. Ek olarak, Babaköy Üyesi içerisinde bulunan bazaltik yastık lavların üzerine uyumlu olarak gelen Akveren Formasyonu'nun içerisinde bulunan Parasubbotina pseudobulloides, Subbotina triloculinoides, Globonomalina sp., Chiloguembelina sp., Praemurica sp., Subbotina sp. ve Praemurica uncinata planktonik foraminiferleri Daniyen-Selandiyen olarak yaşlandırılmıştır. Planktonik foraminifer verileri ışığında, bölgedeki volkanizmanın Mastrihtiyen'de sona erdiği düşünülmektedir. Akveren Formasyonu'nun Üst Paleosen-Alt Eosen mostraları Çamkonak bölgesinin doğusunda yüzlek vermektedir ve bu mostralar şelf ortamında çökelmiş kireçtaşları ile temsil edilmektedir. Orthophragminidler ile çökelme yaşı Geç Paleosen-Erken Eosen olarak belirlenmiştir. Akveren Formasyonu'nun en üst seviyelerinde Orbitoclypeus munieri, Orbitoclypeus varians, Assilina sp. ve Nummulites sp. bentik foraminiferleri tanımlanmış olup, çökelme yaşı Geç İpresiyen-Erken Lütesiyen olarak belirlenmiştir. Bölgedeki en genç çökelleri temsil eden Örencik Formasyonu karasal çökellerden oluşmaktadırlar ve uyumsuz olarak diğer formasyonların üzerine gelmektedirler. Stratigrafik konumuna dayanarak Neojen yaşı verilmiştir. Yemişliçay Formasyonu içerisinden hazırlanan andezitik lav örneğinden yapılan U-Pb zirkon yaşı Kampaniyen (83.3 ± 1.8 My) vermiştir. Yemişliçay Formasyonu aglomeraları içindeki bazaltik andezit-andezit blokları, kalk-alkalen nitelikte olup, negatif Nb, Ta, Ti anomalileri ve geniş iyon yarıçaplı litofil elementler (LILE) bakımından zenginleşme göstermektedir. Ayrıca, geniş iyon yarıçaplı litofil elementlerdeki (LILE) konsantrasyonlarındaki sapmalar büyük olasılıkla hidrotermal alterasyondan kaynaklanmaktadır. Hafif nadir toprak elementleri (LREE), ağır nadir toprak elementlerine (HREE) nazaran hafifçe zenginleşme göstermektedir (Lacn/Ybcn =2.51-3.63). Tüm bu jeokimya verileri, bazaltik andezit-andezitlerin, yitime uğrayan okyanusal litosferin dehidrasyonu ile salınan sulu akışkanların neden olduğu manto kamasının kısmi ergimesinden türetilen yitimle ilişkili magmalardan türetildiğini göstermektedir. Bu tez kapsamında ilk defa tanımlanan Babaköy Üyesi içerisinden alınan iki adet andezit-dasit örneğinden yapılan U-Pb zirkon yaşları Mastrihtiyen (71.5 ± 0.6 My ve 68.3 ± 3.0 My) vermiştir. Babaköy Üyesi içerisindeki andezitik-dasitik lavlar kalk-alkalen nitelikte olup, hafif negatif Nb, Ta ve güçlü Ti negatif anomali göstermektedir. Hafif nadir toprak elementleri (LREE), ağır nadir toprak elementlerine (HREE) göre kuvvetle fraksiyonlaşmıştır (Lacn/Ybcn =16.4-23.7). Andezit-dasitlerin yüksek Sr / Y (> 85.5) oranları, yüksek Lacn/Ybcn oranları, düşük Y içeriği (7.4-8.6 ppm) ve düşük ağır nadir toprak element içeriği (HREE) ele alındığında, bu andezit-dasitlerin adakitik nitelik gösterdiği görülmektedir. Çalışma bölgesindeki bu jeokimya verileri ışığında, adakitik kayaçların büyük olasılıkla granat ve amfibol duraylı, yiten okyanusal litosferin kısmi ergimesiyle oluştuğu düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
The Upper Cretaceous volcanic and volcaniclastic rocks crop out along the Black Sea coastline. They represent a magmatic arc observed along the Pontides that was formed as a result of the northward subduction of the Neo-Tethys ocean beneath the southern margin of Eurasia. The Istanbul Zone is defined as a tectonic unit, approximately 400 km long and 60 km wide, bounded by the Strandja Massif in the west, the Sakarya Zone in the east and south, and the Black Sea in the north. In the study area, there are Upper Cretaceous volcanic and volcaniclastic rocks (Yemişliçay Formation), Upper Cretaceous-Lower Eocene limestone, marl, calcarenite and calciturbidite (Akveren Formation), latest Campanian-Maastrichtian volcanic and volcaniclastic rocks within the Akveren Formation (Babaköy Member) and Neogene deposits (Örencik Formation). Within the scope of the thesis subject, the petrogenesis of subduction-related Upper Cretaceous volcanic and volcaniclastic rocks and evolution of the volcanism over time were studied by geological mapping, whole-rock geochemistry and U-Pb zircon dating. Significant geological age constraints were obtained from benthic and planktonic foraminiferal data in the Upper Cretaceous-Lower Eocene sedimentary rocks (Akveren Formation) to understand the evolution of subduction-related Upper Cretaceous volcanism in the Western Pontides (Istanbul Zone). Yemişliçay formation is the oldest formation in the study area. It is represented by basaltic andesite, andesite, agglomerate, and tuffs. Campanian aged Yemişliçay Formation is conformably overlain by the Late Campanian-Middle Eocene aged Akveren Formation. There are also tectonic contacts between the Yemişliçay Formation and Akveren Formation based on time gaps observed between the contacts or different ages observed at the same elevation between the contacts. The tectonic contacts between Yemişliçay Formation and Akveren Formation are most probably formed by dip-slip faults. Akveren Formation consists of limestone, marl, calcarenite and calciturbidite. Early Maastrichtian inner shelf deposits that consist of limestones and marls contain Lepidorbitoides bisambergensis and Orbitoides medius benthic foraminiferal assemblages. There is a latest Campanian-Maastrichtian volcanic and volcaniclastic horizon named as Babaköy Member within the Akveren Formation. Babaköy Member is represented by pillow basalt, porphyritic basalt, andesitic-dacitic lava and tuff. The spaces between the pillows are filled with biomicrites in the pillow basalt of the Babaköy Member. These filled biomicrites contain Heterohelix sp., Globotruncana sp., Globotruncanella havanensis, Globotruncanella petaloides, Pithonella ovalis, Globigerinelloides sp., Pseudotextularia sp., Macroglobigerinelloides sp. and Pseudotextularia elegans planktonic foraminiferal assemblages. According to planktonic foraminiferal assemblages, the pillow basalts of the Babaköy Member has been dated as the latest Campanian-Maastrichtian in age. Danian-Selandian calcarenite of Akveren Formation was deposited over the pillow basalts of the Babaköy Member. Danian-Selandian calcarenites from the Akveren Formation contains Parasubbotina pseudobulloides, Subbotina triloculinoides, Globonomalina sp., Chiloguembelina sp., Praemurica sp., Subbotina sp. and Praemurica uncinata planktonic foraminiferal assemblages. Volcanism in the region most probably ceased at the end of the Maastrichtian and was followed by the Danian-Selandian calcarenite deposition of the Akveren Formation. Upper Paleocene-Lower Eocene outcrops of the Akveren Formation are exposed in the east of the Çamkonak region and these outcrops are represented by limestones deposited in the shelf environment. Orthophragmines and reworked globotruncana are defined in thin section. Orthophragmines from the limestone of the Akveren Formation suggest Late Paleocene-Early Eocene depositional age. The upper level of the Akveren Formation is represented by limestone and limestone-marl intercalations and deposited in the shelf environment. The upper level of Akveren Formation contains Orbitoclypeus munieri, Orbitoclypeus varians, Assilina sp. and Nummulites sp. benthic foraminiferal assemblages that show Late Ypresian-Early Lutetian depositional age. Örencik Formation is unconformably overly the older formations in the field. Örencik Formation is represented by alluvial and fluvial deposits and unconsolidated sediments. Neogene age can be assigned for Örencik Formation based on its stratigraphic position. U-Pb zircon dating of the andesitic lava member from Yemişliçay Formation yielded Campanian (83.3 ± 1.8 Ma) ages. Basaltic andesite and andesite samples from Yemişliçay Formation display marked negative anomalies in Nb, Ta and Ti. They display enrichment in large ion lithophile elements (LILE) relative to high field strength elements (HFSE). Deviations in the large ion lithophile elements (LILE) concentrations are probably caused by hydrothermal alteration. Light rare earth elements (LREE) show slightly enrichment relative to heavy rare earth elements (Lacn/Ybcn =2.51-3.63) and there are slight negative Eu anomalies (Eu/Eu* = 0.71-0.95) in basaltic andesite and andesite samples. These geochemical data show that basaltic andesites and andesites were formed by subduction-related magmas that are probably derived from the partial melting of the mantle wedge induced by hydrous fluids released via dehydration of the subducted oceanic slab. U-Pb zircon dating of the two andesitic-dacitic lava samples from Babaköy Member yielded Maastrichtian (71.5 ± 0.6 Ma and 68.3 ± 3.0 Ma). Andesite-dacite samples from Babaköy Member display slightly negative Nb and Ta anomalies and strongly negative Ti anomalies. They also display enrichment in large ion lithophile elements (LILE). Light rare earth elements (LREE) are strongly fractionated relative to heavy rare earth elements (HREE) (Lacn/Ybcn =16.4-23.7). These andesitic-dacitic lava samples show distinct adakite-like geochemical signatures with high ratios of Sr/Y (>85.5), high Lacn/Ybcn ratios, low content of Y (7.4-8.6 ppm) and low content of heavy rare-earth elements (HREE). The geochemical data suggest that the adakitic rocks most probably formed as a result of partial melting of the subducting oceanic slab under a garnet and amphibole stable conditions.
Benzer Tezler
- Yıldızeli (Sivas) batısında yer alan eosen yaşlı volkanik kayaların jeokimyasal özellikleri ve petrojenezi
Geochemical features and petrogenesis of the eocene volcanic units in the west of Yıldızeli (Sivas) region
CANSU DOĞA TOPBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENGÜL CAN GENÇ
- Gölova masifi doğu kesiminin petrojenezi
Petrogenesis of the eastern part of Gölova massif
YILDIZ ÖZGÜLÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TİMUR USTAÖMER
- Yıldızeli (Sivas) ve Almus (Tokat) ilçeleri arasında yer alan senozoyik yaşlı magmatik birimlerin petrojenezi ve bölgenin jeotektonik evriminin araştırılması
Petrogenetic and geotectonic evolution of the cenozoic magmatism in between Yildizeli (Sivas) and Almus (Tokat) regions
GÖNENÇ GÖÇMENGİL
Doktora
Türkçe
2018
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKİYE KARACIK
- Güzelyayla (Maçka-Trabzon) porfiri Cu-Mo cevherleşmesinin jeolojik yerleşimi ve jeokimyası
Geological setting and geochemistry of the Güzelyayla (Maçka-Trabzon) porphyry Cu-Mo deposit pontid ne Turkey
BÜLENT YALÇINALP
Doktora
Türkçe
1992
Jeoloji MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SELÇUK TOKEL
- Şile-Sülüklü bölgesindeki volkanitlerin alterasyonu, endüstriyel killerin mineralojisi ve jeokimyası
The Alteration of volcanic rocks in Şile-Sülüklü region, mineralogy of the industrial clays and geochemistry
MERT CANBERK
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. IŞIK ECE
DOÇ. DR. CAN GENÇ