Orta (Ankara) ve kb (Geyve ve Edremit) Anadolu'da Karakaya kompleksi içerisindeki mafik volkanik kayaçların jeolojisi ve petrolojisi

This study aims to reveal the geochemical signatures of the basic igneous rocks with well-determined age within the Karakaya Complex in Central and NW Anatolia and also exhibit the relationships between the studied units in terms of geological and petrographical features. The Karakaya Complex comprise a number of tectono-stratigraphic units in the studied regions (the Olukman Melange, the Bahçecik Formation, the Ortaoba Unit and the informally named pillow basalt-limestone association) and the pre-Karakaya basement unit (the Eymir Complex). The basic igneous rocks have been all intensely affected by hydrothermal metamorphism as reflected by the secondary products strongly overprinting the primary mineral phases and most of them exhibit vesicular structures which are filled by mainly calcite. The primary mineral assemblage dominating the basaltic rocks is clino-pyroxene, plagioclase and olivine, whereas secondary phases are characterized by actinolite, pistacite, zoisite/clinozoisite group and chlorite. Kaersutite, as a late stage magmatic mineral, is distinctive for Ti-augite bearing İmrahor basalts; on the other hand, the diabase dykes include hornblende as an essential primary phase. The basic rocks are represented by three groups; sub-alkaline, alkaline and transitional. The alkaline samples from İmrahor, Hasanoğlan, Kadirler and Ortaoba are of Anisian age and akin to oceanic-island basalts (OIB). The sub-alkaline and transitional samples from İmrahor and Ortaoba reflect P-MORB features and are younger than the first group. The diabase dykes cross-cutting the Eymir Complex, on the other hand, are too dissimilar, indicating back-arc basin signatures. Based on the data obtained from this study, the Karakaya Complex is characterized by a number of tectonic components (seamount, plume-related mid ocean ridge and back-arc basin) with different ages and origins,M.S. - Master of Scienc

Paleotetiste ait Karakaya dalma-batma-eklenme prizması'ndaki okyanus adası ve dalma-batma-ilişkili toplulukların jeokimyası ve petrojenezi, orta ve kb Türkiye.

The Nilüfer Unit of the Karakaya Complex at the pre-Liassic basement of the Sakarya Composite Terrane is composed mainly of metabasaltic lithologies with limestones, and minor cherts and mudstones. These metabasic assemblages show OIB- and E-MORB-type geochemical signatures with variable enrichment in the most incompatible elements relative to N-MORB. The Eymir Unit consists of variably deformed metaclastics, and constitutes the matrix in which the Nilüfer-type blocks are embedded. In the Ankara region, the Eymir Unit is intruded by metadiabase dikes that display intra-oceanic SSZ-type signatures with a marked negative Nb anomaly combined with a slightly depleted HFSE budget relative to N-MORB. The wide range in trace element ratios displayed by the Nilüfer metabasic rocks can be explained by melt-mixing processes that has taken place within the spinel-garnet transition zone. Pb-Nd-Hf radiogenic isotope systematics reveal that the Nilüfer samples has been derived from enriched mantle sources, and a multi-component source mixing is required to explain their genesis. The Eymir metadiabases, however, require contribution from a sediment component that mixes with a depleted mantle source. The geochemical data when combined with the geological and petrographical observations suggest that the Nilüfer metabasic rocks represent ancient oceanic islands that were created by a heterogeneous mantle plume rising beneath the Palaeotethyan oceanic lithosphere. During the latest Triassic, these oceanic islands were incorporated into a subduction/accretion prism, where they mixed with the continental-derived assemblages of diverse origin, creating the Karakaya Complex. The intrusion of the SSZ-type metadiabases postdates the formation and deformation of the Complex.Ph.D. - Doctoral Progra

IMMOBILE TRACE ELEMENT SYSTEMATICS OF OCEANIC ISLAND BASALTS: THE ROLE OF OCEANIC LITHOSPHERE IN CREATING THE GEOCHEMICAL DIVERSITY

The Earth's mantle is known to be heterogeneous at different scales, which has been generally linked to the presence of diverse mantle reservoirs, some of which are believed to have remained isolated for long periods of time. When oceanic island basalts (OIBs) are subdivided into five distinct end-member groups on the basis of Sr-Nd-Pb isotope systematics, which include DM, EM1, EM2, HIMU and C, trace element systematics do not appear to be effective discriminators as isotopes, though an end-member signature may become dominant relative to others within a specific ratio range. Melting of a lithologically heterogeneous source or melting of distinct sources, which is followed by melt mixing, appears to be an important mechanism in creating variable geochemical signatures in OIB genesis. Ratio-based trace element modeling suggests that sole involvement of eclogitic components cannot explain the entire elemental variation observed in OIBs; a peridotitic component must have been involved in the genesis of all types of end-member signatures. Combined trace element and isotope systematics are consistent with the involvement of metasomatized oceanic lithosphere (crust + lithospheric mantle) with/without sediments. This mechanism, which involves slab components uprising within the plumes, may also have been the main reason causing the geochemical diversity in the Tethyan mantle

PALEOTETİS NİLÜFER BİRİMİ’NİN MAFİK KAYALARININ İZ ELEMENT SİSTEMATİĞİ: TRİYAS MANTO SORGUCUNUN KARAKTERİ VE HETEROJENLİĞİNE DAİR YAKLAŞIMLAR

Önerilen proje ile Sakarya Komposit Birliği’nin (Göncüoğlu vd. 1997) Liyas öncesi yaşlı temelinde yer alan, Paleotetis kökenli Nilüfer Birimi’ndeki (Sayit vd. 2010) mafik magmatik kayaların ayrıntılı iz element sistematiği incelenerek, Paleotetis manto sorgucunun litolojik ve kompozisyonal heterojenliğini araştırılacaktır. Bu nedenle, proje kapsamında Nilüfer Birimi’ndeki mafik magmatik kökenli kayaların örneklenmesi, örnek hazırlanması aşamasında kirletici etkilerin (contamination) en aza indirilmesi ve hassasiyeti yüksek tüm kaya jeokimyasal analizlerinin yapılması amaçlanmıştır. Bu çalışma ile, muhtemel manto sorgucu ilişkili magmatizma sonucu oluşan, okyanusal Paleotetis litolojilerini temsil eden Nilüfer Birimi’nde yüzeyleyen mafik magmatik kayaların iz element sistematiklerinin ayrıntılı bir şekilde irdelenmesi, böylece Paleotetis manto sorgucunun kompozisyonal ve litolojik heterojenliğinin ortaya çıkarılması hedeflenmektedir

BOĞAZKALE (ÇORUM) CİVARINDA YÜZEYLEYEN DİYABAZ DAYKLARININ JEOKİMYASI VE PETROJENEZİ

Önerilen proje ile Boğazkale bölgesinde yüzeyleyen, Neotetis’in kuzey kolunu temsil İzmir-Ankara Okyanusu’na (ör: Şengör ve Yılmaz 1981) ait diyabaz dayklarının ayrıntılı jeokimya ve yaş analizlerinin yapılması yoluyla, petrojenetik olarak yorumlanması ve İzmir-Ankara Okyanusu’nun jeodinamik evrimine ışık tutması amaçlanmıştır. İncelenmesi planlanan daykların protolit yaşlarının bulunması için amfibol üzerinde 40Ar-39Ar ve zirkon/baddeleyit üzerinde U-Pb radyometrik yaş metodları kullanılacaktır. İncelenmesi planlanan diyabaz daykları çeşitli derecelerde hidrotermal alterasyona maruz kalmıştır. Bu koşullarda, daykların içerisinde kristallenen ilksel amfibollerin, ikincil mineraller ile replase edilmesi olasıdır. Bundan dolayı Ar-Ar metodu ile magmatik yaşların ortaya çıkarılması için, ilksel amfibollerin mevcut olduğu örnekler seçilip, analiz için gönderilecektir. Öte yandan, baddeleyit minerali düşük dereceli alterasyon koşullarında, amfibole göre çok daha stabil bir mineral olduğu için örnek seçimi çok daha kolaydır.Bu çalışma ile, bölgede daha önce çalışılmamış bu daykların jeokimyasal karakterleri bulunarak, hangi tektonik ortamda oluştukları yorumlanacaktır. Yapılması amaçlanan yaş analizleri ise tektonik ortam bilgisine ek olarak, bu daykların ne zaman oluştuğuna dair veriler sağlayacaktır. Böylece İzmir-Ankara-Erzincan Okyanusu’nun jeodinamik evriminin zaman-mekan ilişkisi içinde değerlendirmesi mümkün olacaktır

Çangaldağ kompleksi içerisindeki (Kastamonu-Türkiye) meta-magmatik kayaların petrolojisi ve jeodinamik önemi

TÜBİTAK ÇAYDAG01.11.2015Orta Pontitler’de yüzlek veren tektonik birimlerden biri olan Çangaldağ Kompleksi çoğunlukla magmatik kökenli metamorfik ve deforme olmuş kayaçlardan oluşmaktadır. Bu litolojiler felsikten mafik karaktere kadar geniş bir kompozisyonda değişmekte olup, intruzif, ekstruzif ve volkaniklastik kaya türleri ile temsil edilmektedirler. Çangaldağ Kompleksi petrografik olarak bazalt, tüf, diyabaz, gabro, andezit ve riyodasit gibi çeşitli kayaç türlerini içermektedir. Mafik litolojiler genelde ab+akt+klrt+ep mineral parajenezine sahip olup, yeşilşist fasiyesi koşulları altında metamorfizma geçirmiştir. Bazı durumlarda iyi gelişmiş şistozite de gözlenmektedir. Dasitik türler genellikle hafifçe metamorfik olup kuvars ve feldispat fenokristallerinin ince taneli zemin içerisinde gömülmesi ile porfiritik doku göstermektedir. Ayrıca milonitik türleri de bulunmaktadır. Çimen vd. (2015)’e göre, Çangaldağ örnekleri jeokimyasal olarak sub-alkalen karaktere sahip, ilksel ve evrimleşmiş üyeler ile temsil edilmektedir. Bütün kaya türleri dalma-batma ile ilişkili lavlarla benzer olarak HNTE’lere göre Nb’ca çeşitli seviyelerde tüketilme göstermektedir. N-MORB normalize desenlerde ilksel kompozisyona sahip örnekler zenginleşme seviyelerine dayanılarak 3 gruba ayrılmıştır. İlk grup boninitik lavlara benzeyerek oldukça tüketilmiş özellikler sunmaktadır. İkinci grup ise ilk gruba göre göreceli olarak daha zenginleşmiş olup, halen N-MORB’a göre tüketilmiş durumdadır. Üçüncü grup ise en zenginleşmiş grup olup bu zenginleşme zeviyesi N-MORB civarındadır. Çangaldağ Kompleksi’ndeki metadasit örneklerinden ҫıkarılan zirkon mineralleri üzerinde gerҫeklestirilen U-Pb yaşlandırma sistemi, Orta Jura (176.4 ± 5.9 Ma; 156.3 ± 2.9 Ma; 161.0 ± 12 Ma) yaşlarını ortaya ҫıkarmaktadır. Buna ek olarak, bu kompleksin kuzeyinde bulunan Çangaldağ Granitoyiti (161.4 ± 5.3 Ma; 169.9 ± 1.7 Ma), batısında bulunan Devrekani Granitoyiti (164.9 ± 2.9 Ma) ve Devrekani Metadiyoriti (163.3 ± 8.8 Ma) gibi önemli jeolojik birimlerin radyometrik yaşları da bölgede yaygın bir Orta Jura magmatizmasının varlığına işaret etmektedir. Tüm jeokimyasal (yayınlanmamış verilerimiz) ve jeokronolojik veriler Çangaldağ Kompleksi içerisindeki ergiyik oluşumunun muhtelemen Orta Jura süresince İntra-Pontit dalma-batma zonunun yay ve yay-ardı bölgelerinde olduğunu öne sürmektedir.The Çangaldağ Complex, which lies in the Central Pontides of the Sakarya Composite Terrane, comprises variably deformed and metamorphosed rocks of mostly magmatic origin. These lithologies include extrusive and intrusive as well as volcaniclastic types, with a wide range of compositions from felsic to mafic. The Çangaldağ Complex consists of diverse rock types, such as basalt, tuff, diabase, gabbro, andesite and rhyo-dacite. The mafic lithologies generally appear to be affected by greenschist facies metamorphism with typical assemblage of ab+act+chl+ep. A welldeveloped schistosity is observed in some cases. The dacitic types are generally slightly metamorphic, displaying porphyritic textures with quartz and feldspar phenocrysts embedded in a fine-grained groundmass. Mylonitic varieties of this type are also found. According to the Çimen et al. (2015), the Çangaldağ samples are of sub-alkaline character and represented by both primitive and evolved members. All rock types are variably depleted in Nb compared to LREE, similar to the lavas from subduction-related tectonic settings. In NMORB normalized plots, the primitive members are subdivided into 3 groups. The first group display highly depleted characteristics akin to boninitic lavas. The second group is relatively enriched compared to the first group but still depleted than N-MORB. The third group, however, is the most enriched among the three, whose level of enrichment is around NMORB. The metadacite samples from the Çangaldağ Complex display Middle Jurassic ages (176.4 ± 5.9 Ma; 156.3 ± 2.9 Ma; 161.0 ± 12 Ma) on the basis of U-Pb zircon dating. In addition, the radiometric ages of Çangaldağ Granitoid (161.4 ± 5.3 Ma; 169.9 ± 1.7 Ma), Devrekani Granitoid (164.9 ± 2.9 Ma) and Devrekani Metadiorite (163.3 ± 8.8 Ma) indicate the presence of common Middle Jurassic magmatism in the Central Pontides. The overall geochemical (unpublished data) and geochronological data suggest that the melt generation within the Çangaldağ Complex probably occurred on both arc and back-arc regions of the Intra-Pontide supra-subduction zone during the Middle Jurassic

Diabase dykes from Bogazkale (Corum), Central Anatolia: Geochemical insights into the geodynamical evolution of the northern branch of Neotethys

In the Bogazkale region (Corum, Central Anatolia), pieces of Neotethyan oceanic lithosphere are found in an ophiolitic melange. Within the melange, there are occurrences of isolated diabase dykes that intrude serpentinized and carbonatized ultramafics. The diabases are phaneritic, holocrystalline and equigranular, and consist of plagioclase and hornblende as the main primary mineral phases. They have all undergone low-grade alteration, to varying extents, as reflected by the presence of secondary minerals, including chlorite, epidote, prehnite and actinolite. Immobile trace element systematics suggest that all diabases are of subalkaline basalt composition and display negative Nb anomalies in the N-MORB-normalized plots. They also display flat to slightly LREEdepleted patterns in chondrite-normalized diagrams. The relative Th (and La) enrichment coupled with NMORB-like HFSE composition of the diabases suggests their derivation from a depleted mantle source metasomatized by slab-derived fluids/melts. Overall trace element characteristics are consistent with an oceanic backarc origin. 40Ar-39Ar radiometric dating on the hornblende grains extracted from the two diabase dykes yield ages of 176.30 +/- 0.52 Ma and 178.82 +/- 0.80 Ma (Toarcian, Early Jurassic). This suggests the existence of an intra-oceanic subduction zone within the Izmir-Ankara-Erzincan (IAE) Ocean during the Early Jurassic, which can also be traced along the western (Vardar Zone) and the eastern (Sevan/Akera ophiolites) extensions of the Northern Neotethys. This result requires the presence of a Northern Neotethyan oceanic crust of pre-Early Jurassic age, which in turn may suggest that oceanization of the IAE Ocean have occurred during the Late Triassic or earlier

AHIRÖZÜ (MİHALIÇÇIK-ESKİŞEHİR) DOLAYLARINDAKİ KAOLEN YATAKLARININ JEOLOJİSİ MİNERALOJİSİ VE OLUŞUMU

2012 senesinde Araş Gör Işıl Ömeroğlu’nun doktora tez çalışması olarak, Eskişehir-Mihalıççık ilçesi sınırlarında yer alan Ahırözü, Sazak ve Üçbaşlı mevkinde dağılım gösteren Kaolen yataklarının kökenini araştırmak hedeflenmiştir. Yapılan literatür çalışmasında bölgedeki kaolen yataklarının oluşumu ve kökenini içeren kapsamlı bir araştırmaya rastlanamamıştır. Haziran 2012’de yapılan arazi çalışmaları sonucunda bölgede cevherleşme emarelerine rastlanmış ve sonrasında arazideki gözlemlerini doğrulamak maksadıyla metalik mineral analizlerinin yaptırılması öngörülmüştür. Yapılan arazi çalışmasında elde edilen veriler göz önüne alındığında; çalışma sahası içerisinde dağılım gösteren kaolen yataklarının kökensel anlamda incelenmesini gerçekleştirmek ve metalik mineral oluşumları ile bölgedeki kaolen yataklarının ilişkisini inceleyebilmek amacıyla; ince-kesit, jeokimyasal ve mikroskobik analizlerinin yapılarak bahsedilen bölgedeki kaolen yataklarının mineralojik ve petrografik özelliklerinin incelenmesi planlanmıştır. Haziran 2012’de yapılan arazi çalışması sonucunda elde edilen numunelerden yapılan XRD analizleri yardımıyla çalışma bölgesindeki kayaçların ihtiva ettiği kil mineralleri ve diğer mineral fazları ilgili veri elde edinilmiştir. BAP-07.02.2012.101 no.lu proje bütçesinden karşılanan bu analizler yardımı ile bölgedeki taze kayaç kompozisyonuna dair genel bir kanıya varılmıştır. XRD sonuçları, örneklerimizdeki kaolen minerallerinin varlığını kesin olarak ispat etmiş; ayrıca az miktarlarda da olsa montmorilonit, smektit, antigorit gibi farklı kil minerallerine ait değerlere de rastlanmıştır. Örneklerde, özellikle tüm kayaç çekimlerinde, kil minerallerinin yanı sıra kuvars-feldspat ağırlıklı minerallerin baskınlığı söz konusudur. Çalışma kapsamında, arazide pembe renkli olarak gözlemlenen kayaçlardan alınan örneklerin XRD çekimlerinde natroalünite ait piklere rastlanması bölgedeki cevherleşmeyle ilişkili bir durumdur. Çalışma kapsamında ileri düzey bilgi edinebilmek maksadıyla, araziden alınan örnekler üzerinden kimyasal analizler yaptırmak hedeflenmektedir. Ayrıca, yapılan ince-kesit incelemelerinin yanı sıra, XRD çekimlerinde tanımlanan minerallerin daha iyi incelenmesi amacıyla SEM analizi yaptırılması öngörülmektedir.Bu araştırma sırasında arazi çalışmaları yapılacak, sistematik olarak ölçülü kesitler boyunca örnekler alınacak ve araziden alınan kayaç ve kil örneklerinin laboratuar analizleri gerçekleştirilecektir. Yapılan literatür araştırmalarında gerek lisansüstü tez, gerekse makale bazında çalışma alanında gerçekleştirilen ve Kaolen yataklarının kökensel olarak araştırılmasını kapsayan bir çalışma olmaması, bu bölgenin bir doktora tezi kapsamında araştırma sahası olarak seçilmesinde oldukça önemli bir rol oynamıştır

Geochemistry of mafic rocks of the Karakaya complex, Turkey: evidence for plume-involvement in the Palaeotethyan extensional regime during the Middle and Late Triassic

The Karakaya Complex within the Early Mesozoic Cimmerian Orogeny in northern Turkey represents the remnants of the Palaeotethys. It includes slivers and/or mega-blocks of slightly metamorphic basic volcanic rocks associated with fossiliferous sediments as well as hypabyssal and intrusive rocks with basaltic-andesitic to ultramafic compositions. They display two distinct compositional groups; namely alkaline and variably tholeiitic. The alkaline basalt samples are more akin to oceanic-island basalts (OIB) with relatively enriched trace element characteristics together with strong partitioning in HREE ([La/Yb](N) = 5.8-16.2), suggesting that garnet is present as a residual phase in the source of those basalts. The variably tholeiitic samples apart from diabases display E-MORB characteristics; being relatively depleted compared to the alkaline counterparts and less fractionated REE patterns ([La/Yb](N) = 2.1-3.6). The diabases, on the other hand, are distinctively different with a significant negative Nb anomaly (Zr/Nb = 28.9-43.4) and flat REE patterns ([La/Yb](N) = 0.8-1.4), suggesting their generation above a supra-subduction zone, probably a back-arc basin. These results may suggest that a mantle plume-related magmatism associated with extensional oceanic system should have been installed within Palaeotethys during Middle-Late Triassic time, which was then incorporated into subduction-accretion prism forming the final picture, that is, "the Karakaya Complex''

Preliminary Geochemical Data for the Diabase Dykes from theIzmir-Ankara-Erzincan Suture Belt, Central Anatolia

The Izmir-Ankara-Erzincan Suture Belt preserves oceanic and continental fragments originated from the closure of the northern branch of Neotethys. In the Bogazkale area (Central Anatolia), the pieces of the Neotethyan oceanic lithosphere exist in a chaotic manner, forming an ophiolitic mélange. Within the mélange, diabase dykes occur, which are found to cut various types of oceanic lithospheric rocks, including pillow basalts, gabbros and serpentinized ultramafics. We here present the preliminary geochemical results obtained from the diabase dykes and put some constraints on their petrogenesis. The investigated diabase dykes are chiefly composed of plagioclase and a mafic phase, which is clinopyroxene and/or hornblende. A detailed examination reveals two petrographic types on the basis of predominating mafic mineral phase, namely clinopyroxene-dominated Type 1, and hornblende-dominated Type 2. Ophitic to sub-ophitic textures, where lath-shaped plagioclase crystals are enclosed by clinopyroxene, can be observed in almost all Type 1 dykes. In Type 2 samples, altered mafic phases can be seen enclosed within plagioclase crystals, forming poikilitic texture. Polysynthetic twinning is common in plagioclase. Hornblende occasionally displays simple twinning. Both types appear to have been variably affected by low-grade hydrothermal alteration as reflected by the presence of secondary mineral phases, such as chlorite, epidote, prehnite, and actinolite. The whole-rock geochemistry appear to be consistent with the petrographical grouping, revealing distinct immobile trace element systematics for the two types. Both types have basaltic composition with sub-alkaline characteristics (Nb/Y=0.2-0.3 for Type 1; Nb/Y=0.02-0.08 for Type 2). The relatively low MgO contents of the dykes suggest that they do not represent primary magmas, but evolved through fractionation of mafic phases. In the N-MORB normalized diagrams, Type 2 diabases exhibit marked negative Nb anomalies, with HFSE abundances around or slightly more enriched than N-MORB. Type 1 diabases, on the other hand, do not possess any negative Nb anomalies and display enrichment in highly incompatible elements. In the chondrite-normalized diagrams, Type 1 diabases display slight LREE enrichment relative to HREE, whereas Type 2 diabases show flat to slightly LREE-depleted patterns. The N-MORB-like Nb contents of Type 2 dykes suggest that they have been derived from depleted asthenopheric mantle source. The marked enrichment of Th and La over Nb indicates that their source has been metasomatized by slab-derived fluids/melts. However, the enrichment in highly incompatible elements in Type 1 dykes implies their derivation from a relatively enriched source region and/or small degrees of partial melting. Trace element systematics suggest that Type 2 diabases may have formed in an oceanic back-arc basin environment, whereas Type 1 diabases have been generated in a mid-ocean ridge or alternatively in an oceanic back-arc basin