Cebre riyolili'nin (Demirözü-Bayburt) petrografik, jeokimyasal izotopik özellikleri

Abstract

Demirözü (Bayburt) civarında yüzeyleyen Cebre Riyoliti'ne ait kayaçlar petrografik, jeokimyasal ve izotopik açıdan incelendikten sonra elde edilen bulgular bu tez kapsamında petrolojik ve tektonik açıdan yorumlanmaya çalışılmıştır. Yaklaşık 12 km2lik bir alanda yüzeyleyen Cebre Riyoliti, Variskan orojenezi sırasında oluşan çok az sayıdaki yüzey kayalarından biridir. Zirkon U-Pb verileri Cebre Riyoliti'nin 332.8±4.38 my kabuğa yerleştiğini öngörmektedir. Hyaloporfirik ve mikrogranü porfirik dokuların baskın olduğu birimde yer yer akma bandı dokusu da gözlenir. Cebre Riyoliti ana mineral fazları olarak bol miktarda kuvars ve alkali feldispat, az olarak da kordiyerit fenokristalleri ve nadir olarak da muskovit ve biyotit mikro fenokristalleri içerir. Kristaller genellikle kenarları boyunca matriksle etkileşime işaret eden dengesizlik dokuları gösterirler Kordiyerit tamamen pinitleşmiş olup, fenokristalleri yer yer poikilitik dokulu zirkon içerir. Zirkon, titanit, apatit ve Fe-Ti oksit mineralleri tali fazlar olarak bulunurlar. Cebre Riyoliti'ne ait örnekler oldukça yüksek SiO2 (%74.23-80.62), K2O (% 3.72-7.42) ve Al2O3 (% 10.77-14.11) içeriklerine sahiptirler. Buna karşılık CaO (% 0.02-0.21), Na2O (% 0.05-0.78) ve MgO (% 0.3-0.21) içerikleri ise oldukça düşük miktarlardadır. Örnekler 1.48 ilâ 2.95 arasında değişen A/CNK değerleri ve 1.49 ilâ 2.99 arasında değişen A/NK değerleri ile güçlü peralumin özellik sunmaktadır. Ana ve iz elementlerin büyük bir çoğunluğu artan SiO2 içeriği ile negatif bir korelasyon sunmaktadır. Hafif nadir toprak elementler (HNTE), ağır nadir toprak elementlere (ANTE) göre az/orta oranlarda zenginleşmiş (LaN/YbN= 4-11) ve güçlü negatif Eu anomalisi gösterirler (Eu*/Eu=0.04-0.25). Belirgin negatif Nb, Ta, Sr, P ve Ti anomalileri, örneklerde gözlenen diğer jeokimyasal özelliklerdir. Petrografik ve jeokimyasal özellikler, kesirli kristallenmenin, özellikle de K'lu feldispat ve daha az olarak da plajiyoklas ayrımlaşmasının, Cebre Riyoliti'nin bileşimsel aralığının oluşmasında önemli bir rol oynadığına işaret etmektedir. Yukarıda değinilen jeokimyasal özelliklere ilave olarak Cebre Riyoliti'nde kordiyerit ve muskovit gibi alüminyumca zengin mineral fazlarının bulunması, kaynak alan olarak tortul kayaçlara işaret etmektedir. Reyik Okyanusu'nun Erken Karbonifer'de yay-kıta çarpışması şeklinde kapanmasını takiben meydana gelen yiten dilimin kopması astenosferik manto yükselimine yol açtığı ve kabuksal malzemenin ergimesi için gerekli ısıyı sağladığı öngörülmektedir.

Rocks of the Cebre Rhyolite, outcropping in areas near the Demirözü (Bayburt), were investigated in terms their petrographical, geochemical and isotopic characteristics and then findings obtained have been tried to interpret petrologically and tectonically in the context of this thesis. The Cebre Rhyolite with an outcropping area up to 12 km2 constitutes an example of very few extrusive rocks formed during the Variscan deformations. Zircon U-Pb data suggests that the Cebre Rhyolite was emplaced at around 332.8±4.38 Ma. Hyaloporphyritic and microporphyritic textures are dominant in the unit, in places flow banding texture is also observed. The mineral phases are represented by abundant phenocrysts of quartz and Kfeldspat, and by subordinate cordierite phenocrysts, rare muscovite microphenocrysts and biotite microcrysts set in a fine-granined groundmass. Phenocrysts largely show disequilibrium texture along their margins, which points to an interaction with matrix. Cordierite, completely altered to pinite, includes in places poikilitic zircon. Zircon, titanite, apatite and Fe-Ti oxides are accessory phases. The samples of the Cebre Rhyolite have very high SiO2 (74.23-80.62 wt. %), K2O (3.72-7.42 wt. %) and Al2O3 (10.77-14.11 wt. %) contents, but very low CaO (0.02-0.21 wt.%), Na2O (0.05-0.78 wt. %) and MgO (0.3-0.21 wt.%) contents. The samples are strongly peraluminous with A/CNK values ranging from 1.48 to 2.95 and A/NK from 1.49 to 2.99. Almost all the major and trace elements are negatively correlated with increasing SiO2. They are moderately enriched in LREE relative to HREE (LaN/YbN= 4-11) and show strong negative Eu anomaly (Eu*/Eu=0.04-0.25). Strongly negative Nb, Ta, Sr, P and Ti anomalies are the other features of the samples. Negative correlations of major and trace elements and negative Sr and Eu anomalies along with petrographical features indicate that the fractional crystallization, particularly the K-feldspat and to a lesser extent plagioclase, was played key role in the formation of final composition of the Cebre Rhyolite. Presence of alumina rich phases (cordierite and muscovite) along with geochemical features mentioned above are consistent with an origin located in the crust and point to the contribution of sediments. It is suggested that closure of the Rheic Ocean in the Early Carboniferous by way of arc-continent collision was followed by delamination, which led to asthenospheric upwelling that provided extra heat for melting of crustal material.