Arslandede (Bayburt) granitoyidi ve içindeki mafik magmatik anklavların petrografik, jeokimyasal ve petrolojik özeliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Bayburt yöresinde yer alan Arslandede Granitoyidi ve içindeki mafik magmatik anklavlar (MMA)'ın mineralojik-petrografik bileşimi ve tüm kayaç jeokimyası ortaya konularak, kayaçların oluşum mekanizmaları ve kökenleri belirlenmeye çalışılmıştır. Doğu Pontid Güney Zonu'nda yer alan inceleme alanının tabanında Eosen yaşlı andezit ve piroklastitleri bulunmaktadır. Bu birim Eosen yaşlı Arslandede Granitoyidi tarafından kesilmiş olup, tüm bu birimler Kuvaterner yaşlı alüvyonlar ile uyumsuz olarak örtülürler. Granitoyidi oluşturan kayaçlar ince-orta taneli olup, plajiyoklas, ortoklas, kuvars, hornblend, biyotit, klinopiroksen, apatit, zirkon ve opak mineralleri içerirler. Arslandede Granitoyidi'nin yüzeyleri elips şekilli olup, yaklaşık 24 km2'lik bir alanda yüzeylenmiştir. Monzogabro, monzodiyorit, monzonit, kuvarslı monzonit ve granit bileşimli kayaçlardan oluşurlar. Granitoyidi oluşturan kayaçlarda magma karışımını gösteren dengesizlik dokuları gözlenmiştir. Arslandede Granitoyidi içinde koyu renkli mafik magmatik anklavlar (MMA) görülmüştür. Anklavlar içinde yer aldıkları ana kayaçlardan daha ince taneli ve daha koyu renkli olmalarına rağmen, onlarla benzer mineralojik, petrografik ve jeokimyasal özellikler sunarlar. MMA'lar diyorit ve monzodiyorit bileşimli olup, monzonit ve monzogranit bileşimli ana kayaçlar içerisinde gözlenirler. Arslandede Granitoyidi'ni oluşturan kayaçlar genel olarak I-tipi, yüksek K'lu-şosonitik karakterli olup, yüksek SiO2 içeriklerine (% 49.49-71.21) sahiptirler. Kayaçlar metalümin karakterli olup, büyük iyon yarıçaplı litofil elementlerce zenginleşmişlerdir. Kondrite göre normalleştirilmiş nadir toprak element dağılımları konkav şekilli (LaN/YbN= 7.11-11.57) olup, negatif Eu anomalisi (EuN/Eu*=0.37-0.91) gösterirler. Ana ve izelement değişimleri, granitoyidin gelişiminde plajiyoklas, hornblend ve Fe-Ti oksit fraksiyonlaşmasının etkili olduğunu göstermektedir. Mafik magmatik anklavlar (MMA); orta-yüksek metalüminli olup (A/CNK=0.75-0.90) ve ana kayadan daha düşük A/CNK ve SiO2 (% 53.93-58.83) ve daha yüksek Na2O/K2O (1.42-2.27) oranlarına sahiptirler. SiO2 içeriğine karşılık ana oksit ve iz element içerikleri karşılaştırıldığında mafik anklavlar ana kayaçları ile düzgün bir yönseme sunarlar. Kayaçlar BIYLE, HNTE ve ANTE'ce zenginleşmiş, YÇAE'ce (Nb, Ti) fakirleşmiş olup, ana kaya ve anklavlar birbirine uyumlu bir yönseme gösterirler. MMA'lar ana kaya içerisinde soğumuş olan eş yaşlı mafik magmanın küçük kütlelerini temsil eden magma karışım (mixing/magma mingling) ürünleri olarak kabul edilebilirler. Arslandede Granitoyidi ve içlerindeki MMA'larda zirkon ve apatitlerde yapılan hesaplamalarda kristallenme sıcaklıkları ana kayaçlarda 671-836 °C, MMA'larda ise 647-836 °C arasında değişmektedir. Petrografik ve jeokimyasal özellikler, Çakırbağ Granitoyidi'ne ait kayaçların ana magmasının litosferik mantodan türediğini ve kabuk kayaçlarının katkısının nisbeten az olduğunu gösterir.

In this study, mineralogical-petrographical composition and their mafik magmatik enclaves and whole-rock geochemical characteristics of Arslandede Granitoid in the Arslandede (Bayburt) area were determined, and the evolution and origin of plutonic rocks were investigated. The studied area located on the southern zone in the eastern Pontide. The basement is represented by Eocene aged andesite and pyroclastics. This unit are cut by the Eocene Arslandede Granitoid and are overlie uncorformably by Quaternary alluvium. The granitoid rocks are fine to medium grained, and composed of plagioclase, ortoclase, quartz, hornblende, biotite, clinopyroxene, apatite, zircon and opaque minerals. The Arslandede Granitoid surfaces are elipse shaped, and settled approximately in an area of 24 km2. It consists of monzogabbro, monzodiorite, monzonite, quartz monzonite ve granite in composition. The Arslandede Granitoid shows disequilibrium textures showing magma mixing. Mafic microgranular enclaves (MMEs) are observed in the Arslandede Granitoid. Although enclaves are finer granular and darker coloured than their host rocks, they aslo show similar mineralogic, petrographic and geochemical properties. MMEs are composed of diorite and monzodiorite, and are observed in the monzonite and monzogranite composed host rocks. The Arslandede granitoid is generally I-type, high-K to shoshonitic characters, and has high SiO2(% 49.49-71.21) contents. The rocks have metalüminous characters and enriched in large ion lithofile elements. Chondrite normalized REE patterns are concave shaped (LaN/YbN=7.11-11.57), and show negative Eu-anomalies (EuN/Eu*=0.37-0.91). Major and trace element variations indicate significant role of plagioclase, hornblende and Fe-Ti oxide fractionation during the evolution of rocks. The compositions of the MMEs change from medium to strong metaluminous (A/CNK=0.75-0.90) and they have lower A/CNK and SiO2 (53.93-58.83 wt.%) and higher Na2O/K2O (1.42-2.27) ratios than the host rocks. When SiO2 values are compared with major oxide and trace element contents, MMEs show a correlation with their hosts. Rocks are enriched in LILE, LREE and HREE, and depleted in HFSE (Nb, Ti) and show a concordant trend with MMEs. Considering all of the similarities between host rocks and MMEs, MMEs are accepted as magma mixing (mixing/magma mingling) products that are small bodies of the similarly aged mafic magma and solidify in the host rock. The calculated values of apatite and zirconcrystallization temperatures, the plutons and MMEs in them are nearly the same value, and range between 671 to 836 °C in the host rocks and 647 to 836 °C in MMEs. Petrographical and geochemical features indicate that the Arslandede Granitoid were produced by the partial melting of lithospheric mantle, with minor contribution from the crustal rocks.