Investigation of genetic relationships of mafic-felsic magmatic rocks as petro-chemical and spectroscopic methods in Kalebalta (Aksaray)

Çalışma alanı, Orta Anadolu Kristalen Kompleksi içerisinde Aksaray İli'nin doğusunda Kalebalta, Borucu, Yalnızceviz ve Bebek yerleşim yerleri arasında yaklaşık 100 km2'lik bir alanda yüzeyleyen magmatik birimleri kapsamaktadır. Bu birimler Kalebalta lökograniti, Borucu granodiyoriti, Kalebalta gabroyik kayaları ve anklavlar şeklinde dört birim olarak ayrılmıştır. Bölgedeki mafik ve felsik kaya grupları içerisinde boyutları birkaç cm'den 70 cm'ye varan mafik mikrogranüler anklavlar yer almaktadır. Çalışma alanındaki mafik kayaların ana bileşenini plajiyoklaz (An45-65) ve aktinolitler oluştururken, felsik kayaları ise kuvars, plajiyoklaz, ortoklaz minerallerine eşlik eden biyotit mineralleri oluşturmaktadır. Jeokimyasal analiz sonucunda bölgedeki kayalar toleyitikten kalkalkali'ye doğru geçiş gösteren hibrit karakterli bir magmanın fraksiyonel kristallenme ürünlerini yansıtmaktadır. Bölgedeki kayalarının Al doygunluk indekslerine bakıldığında kayaların metalümino karakterden peralümino karaktere doğru evrimleştikleri görülmektedir. Değişim diyagramlarında karışım-fraksiyonel kristallenme süreci izlerini taşıyan kayalarda yapılan spektroskopik çalışmalar da bu süreci desteklemektedir. Özellikle erken evrede oluşan biyotit minerallerindeki bağ genliklerinin, geç evrede oluşan biyotitlerin bağ genliklerinden daha düşük intensiteye sahip olmaları fraksiyonel kristallenme sürecini desteklemektedir. Çalışma alanındaki kayalardan derlenen örneklerden elde edilen jeolojik, petro-kimyasal ve spektroskobik veriler, bölgedeki kayaların, eş yaşlı mafik-felsik iki ayrı magmanın karışımı sonucu oluşan hibrid karakterli bir magmanın fraksiyonel kristallenme sürecinde meydana geldiğini düşündürmektedir.The study area includes magmatic units in the Central Anatolian Crystalline Complex, which are exposed to an area of about 100 km2 between Kalebalta, Borucu, Yalnızceviz and Bebek settlements to the east of the Aksaray province. These units are divided into four units as Kalebata leucogranite, Borucu granodiorite, Kalebalta gabroic rocks and enclaves. Within the mafic and felsic rock groups in the region, there are mafic microgranular enclaves with sizes ranging from a few cm up to 70 cm. Plagioclase (An45-65) and actinolites form the main component of the mafic rocks in the study area while felsic rocks form biotite minerals that accompany quartz, plagioclase and orthoclase minerals. As a result of the geochemical analysis, the rocks in the region reflect fractional crystallization products of a hybrid magmatic transitioning from tholeiitic to calcalkaline. When we look at the Al saturation indices of the rocks in the region, it is seen that the rocks evolved from the metalimino character to the peralumino character. This process also supports spectroscopic studies on rocks bearing mixed-fractional crystallization processes in the change diagrams. Particularly, the fact that the bond amplitudes of the early biotite minerals have lower intensities than the bond amplitudes of late biotites support the fractional crystallization process. The geological, petro-chemical and spectroscopic data obtained from the samples collected from the study area are thought to be formed during the fractional crystallization process of a magmatic hybrid character consisting of the rocks in the region and the resultant mixture of two mafic-felsic magmas of the same age

Fingerprint of magma mixture in the leucogranites: Spectroscopic and petrochemical approach, Kalebalta-Central Anatolia, Türkiye

Leucogranites of Kalebalta in Central Anatolia are composed of plagioclase, quartz, orthoclase, and biotite and contains mafic microgranular enclaves (MME) in sizes ranging from few cm to 70 cm. In the total alkali-silica diagram, they fall typically in the granite field and show a calc-alkaline nature in the alkalis-iron-magnesium diagram whereas enclaves are Medium K series calc-alkaline, which represents the transition from tholeiitic to calc-alkaline. Leucogranites which have A/CNK(mol%) > 1 are strong peraluminous and seen as the products of magma derived from a metasedimentary source. Signs of magma mixing expressing the mantle inputs are also observed in many bivariation diagrams. Zircon and apatite saturation temperatures calculated on the basis of whole rock chemistry are 744–829°C for leucogranites and 761–832°C for their enclaves. According to the Raman spectra, biotite and plagioclase minerals in leucogranites and their enclaves show similar Raman spectrums. The biotite minerals have Mg–O and/or Fe–O translational (transformation) bonds between 182 and 552 cm−1, Si–O–Si bending between 552 and 1,100 cm−1 and Si–O–Si vibrational bonds between 1,100 and 1,200 cm−1. The results of this study suggest that the leucogranites and enclaves are most probably derived from different magmas. In addition, according to geochemical and spectroscopic data, they may also have fractional crystallization, which is effective after the mixing process