Karacadağ Volkanının Petrolojik Evrimi ve Kökeni, Güneydoğu Anadolu, Türkiye. İstanbul Üniversitesi’nde Jeoloji’nin 100. Yılı


KESKİN M. , KAVAK O., Oyan V.

İstanbul Üniversitesi’nde Jeoloji’nin 100. Yılı Sempozyumu, İstanbul, Türkiye, 21 - 23 Ekim 2015, ss.25-26

  • Basıldığı Şehir: İstanbul
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.25-26

Özet

Karacadağ ve civarındaki levha-içi karakterli volkanizma, Üst Miyosen’de başlayıp Kuvaterner’e kadar sürmüştür. Genel olarak akıcı ve uzun mesafeler kat etmiş bazalt, traki-bazalt, tefrit ve bazanit bileşimli lavlarla temsil edilir. Kalkan şekline sahip Karacadağ, ~10.000 km2 taban alanıyla Akdeniz civarındaki en büyük volkandır. Lavlar kıtasal çarpışmaya bağlı K-G doğrultulu sıkışmanın ürünü olarak K-G ve KB-GD doğrultulu açılma çatlaklarından çıkarak yüzeye ulaşmışlardır. Karacadağ volkanizmasında üç ana püskürme evresi belirlenmiştir. Bu evreler sırasında volkanik etkinlik KB'dan GD'ya doğru gençleşerek göç etmiş ve çıkan ürünlerin hacmi giderek azalmıştır. En yaşlı lavlar, volkanın batısında peneplen şeklinde bir paleotopoğrafya üzerinde akmış ve bir plato oluşturmuştur. İkinci evrede çıkan lavlar, volkanın K-G doğrultulu eliptik gövdesini oluşturmuştur. İlk iki evre arasında önemli bir aşınım dönemi yaşanmış, geniş alanlarda izlenebilen bir aşınım yüzeyi gelişmiştir. Üçüncü evrenin bazik lavları ise volkanın doğu yamacı üzerine püskürmüştür.

 

Karacadağ lavları, tipik levha içi multi-element paternleri gösterir. Multi-element ve Kondrit’e normalize REE desenleri, son ve daha önceki evrelerde püsküren lavlarının manto kaynak alanları arasında belirgin farklar olduğuna işaret etmektedir. Jeokimyasal verilerimiz ve petrolojik modellerimiz, son evre lavlarının granatlı peridotitten oluşan derin ve astenosferik bir kaynaktan, önceki evrelere ait lavların ise spinel içeren daha sığ ve metasomatik bir litosferik manto kaynağından türemiş olduklarını gösterir. Gerek manto mineralojisi ve gerekse lavların izotopik (Sr-Nd-Pb) oranlarında zamana bağlı belirgin tedrici bir değişim vardır. Son yani üçüncü evrede Afar Süper Sorgucuna benzer izotopik izler taşıyan astenosfer kökenli lavlar püskürmüştür. İlk evre lavlarında, diğer evrelerden farklı olarak kıta kabuğunun asimilasyon izleri de görülmektedir. Evrimleşmiş lavların çoğunda primitif magma ile tazelenmeye ait jeokimyasal izler vardır. Bu çalışmada elde edilen bulgular, iki önemli noktaya işaret etmektedir: (1) gerilme sistemi nedeniyle astenosfer volkan altında giderek yükselmiştir, (2) Afar’dan kuzeye doğru gelen bir manto konveksiyon hücresinin bölge altından geçişine bağlı olarak, Karacadağ altındaki astenosfer bileşim açısından zaman içinde Afar tipi derin kökenli mantoya doğru değişim göstermiştir.

Anahtar Kelimeler: Karacadağ volkanı, levha-içi, Afar sorgucu, manto kaynak alanı, zamana bağlı değişimler.

Within-plate volcanism around the Karacadağ volcano initiated during the Late Miocene and continued up to the Quaternary. Karacadağ volcano is represented basically by low viscosity lavas having basaltic, trachybasaltic, tephirtic and basanitic compositions, which spanned long distances from the volcano. It is a shield volcano and the largest one in the circum-Mediterranean region with a footprint of ~10.000 km2. The lavas erupted from N-S and NW-SE extending fissures which are linked to N-S shortening caused by continental collision. Volcanism has been divided in this study into three main eruptive stages. The volcanism migrated from NW to SE in time, while there is a considerable temporal decrease in the eruptive volumes. The oldest lavas covered a peneplain-like flat paleo-topography, forming a plateau. Lavas erupted during the second stage formed the N-S extending ellipsoidal body of the volcano. There was a widespread erosion stage between the first and second stages, which is observed throughout the region. Basic lavas of the third stage erupted on the eastern slope of the volcano.

                                                    

The Karacadağ lavas display typical within-plate multi-element patterns. Both multi-element and Chondrite-normalized REE patterns indicate that there are remarkable differences between the mantle source regions of the lavas of the third and previous stages. Our geochemical data and petrologic models indicate that third stage lavas were derived from a garnet-bearing deep asthenospheric source whereas those of the first and second stages were generated from a spinel-bearing shallower, metasomatic lithospheric mantle source. There is a remarkable temporal and gradual change in both mantle mineralogy and isotopic ratios (Sr-Nd-Pb) of the lavas. During the third stage, lavas derived from an asthenospheric source containing an isotopic signature similar to that of Afar Super Plume erupted. The first stage lavas display minor amount of crustal assimilation in contrast to those of the second and third stages. Most of the lavas display geochemical evidence for magma mixing through replenishment of evolved magmas by primitive basic magmas. Results obtained in this study may imply that: (1) asthenosphere upwelled beneath the volcano in response to the extensional system, and (2) asthenosphere below the volcano itself changed in composition in time due to the effect of a convection cell transferring the deep seated mantle from Afar to the north beneath the region.

Keywords: Karacadağ volcano, within-plate, Afar plume, mantle source region, temporal changes.