(Hizan-Bitlis) Arasindaki Metamorfitlerin Petrolojisi Ve Jeokimyasal Özellikleri
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
T.C FIRAT ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BUDAKLI-BÖLÜKYAZI (HİZAN-BİTLİS) ARASINDAKİ METAMORFİTLERİN PETROLOJİSİ VE JEOKİMYASAL ÖZELLİKLERİ Yük. Müh. Cihat Can SUSAM Yüksek Lisans Tezi Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Yrd. Doç. Dr. Ayşe Didem KILIÇ OCAK-2018 T.C FIRAT ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BUDAKLI-BÖLÜKYAZI (HİZAN-BİTLİS) ARASINDAKİ METAMORFİTLERİN PETROLOJİSİ VE JEOKİMYASAL ÖZELLİKLERİ YÜKSEK LİSANS TEZİ Cihat Can SUSAM (Enstitü No) Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : Tezin Savunulduğu Tarih : Tez Danışmanı : Yrd. Doç. Dr. A. Didem KILIÇ (F.Ü) Diğer Jüri Üyeleri : Prof. Dr. A.Feyzi BİNGÖL Yrd. Doç.Dr. Güllü KIRAT OCAK-2018 ONSÖZ “Budaklı-Bölükyazı (Hizan-Bitlis) Arasındaki Metamorfitlerin Petrolojisi Ve Jeokimyasal Özellikleri“ başlıklı bu çalışma, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, Mineraloji-Petrografi bilim dalında yüksek lisans tezi olarak hazırlanmıştır. Bu çalışmanın hazırlanması, arazi ve büro çalışmalarında yönlendirici ve bilgilendirici katkı ve yardımlarını fazlasıyla sağlayan tez danışmanım Sayın Yrd. Doç. Dr. Ayşe Didem KILIÇ’a ve bu projenin (MF.13.17 no’lu) maddi olarak destekleyen Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (FÜBAP) Birimi’ne, izotop ve mikropirob çalışmalarındaki yardımlarından dolayı Orta Doğu Teknik Universitesi ve İstanbul Teknik Üniversitesi Avrasya Yerbilimleri Enstitüsü izotop laboratuvarının kıymetli hocaları ve teknik elamanlarına teşekkürlerimi sunarım. Bu tezde, arazi çalışması sırasında bana eşlik eden değerli meslektaşım Jeoloji Mühendisi Onur GÜL’e, teknik olarak her türlü yardımı sağlayan Devlet Su İşleri 18. Bölge Müdürlüğü Planlama Şube Müdürlüğünde görev yapan değerli dostum İnşaat Mühendisi Mehmet Emre Ünal’a ve değerli meslektaşım Jeoloji Mühendisi Hacer ES hanıma ayrıca hayatım boyunca şahsım için verdikleri emeklerle ülkeme hayırlı bir evlat olarak yetiştirme gayretini sonuna kadar gösteren ufkumu açan hayatıma vizyon katan fikirleriyle yolumu aydınlatan en büyük destekçim babam Mehmet SUSAM, annem Nülüfer SUSAM ve sabrından dolayı eşim Naide SUSAM‘a teşekkürlerimi sunarım. Cihat can SUSAM OCAK-2018 II İÇİNDEKİLER Sayfa No ÖNSÖZ………………………………………………………………………………………………….………………………….…..………II İÇİNDEKİLER……………………………………………………………………………..…………………………………….……………III ÖZET………………………………………………………………………………………………………………………………………......IV SUMMARY………………………………………………………........................……………………………………………….…...V ŞEKİLLERLİSTESİ….………………………………………………………………………….……………………………….VI TABLOLAR LİSTESİ………………………………………………………………………..…………………………...……………....VII 1. GİRİŞ………………………………………………………………….…………..………………………………………..………..1 1.1. İnceleme Alanının Yeri ve Coğrafik Özellikleri…………………………………………………………………….…..1 1.2. Çalışmanın Amacı…………………………………………………………………………………………………………………..2 1.3. Materyal ve Metod……………………………………………………………………………………………..…………………2 1.4. Önceki Çalışmalar……………………………………………………………………………………..……………………………3 2. GENEL JEOLOJİ……………………………………………………………………………………………………………………7 3. PETROGRAFİ…………………………………………………………………………………...………………………………..18 4. JEOKİMYA………………………………………………………………………………………..………………………………29 4.1. Ana ve İz Element Jeokimyası………………………………………………………………………………………………29 4.2. Elektron-mikroprob analizi……………………………………………………………..…………………………………...37 4.3. İzotop Jeokimyası…………………………………………………………………………………………………………………39 5. PETROJENEZ…………………………………………………………………………………..………………………………..40 6. TARTIŞMA ve SONUÇLAR………………………………………………………….……………………………………….42 7. KAYNAKLAR…………………………….....................................................……………………………………46 8. EKLER………………………………………………………………………………………………………….…………………….51 ÖZGEÇMİŞ III ÖZET Yüksek Lisans Tezi olarak hazırlanan bu çalışma, Bitlis iline bağlı Hizan ilçesi Budaklı ve Bölükyazı köyleri arasındaki metamorfik kayaçların petrografisi, petrolojisi ve jeokronolojisini kapsamaktadır. Bitlis masifi içerisindeki inceleme alanı, Güneydoğu Anadolu Bindirme Kuşağı’nda yer alır. Bu masif, Üst Kretase’den itibaren Avrasya ile Arap-Afrika levhalarının birbiriyle çarpışması sonucu gelişmiş, Güneydoğu Anadolu’daki en büyük masiftir. Petrografik ve jeokimyasal analizler sonucunda gözlü gnays, amfibolit, mikaşist, biyotitli metagranit, kuvarso-feldispatik gnays ve melapegmatitten ibaret Yastıktaş birimi, kuvarsofeldispatik gnays ve amfibolitten ibaret Karakuş birimi, mermer, kuvarsit, kuvarsşist, mikaşist ve fillitten oluşan Bitlis grubu, fliş özelliğindeki Gökçimen, klorit-kloritoyid şist, kuvarsit, fillit, mermer ve metaseyl ardalanmasından oluşan Kuyutu formasyonu, tortul ve volkanik arakatkılı Çadırdağ birimleri gibi litolojik birimleri kapsar. Bu kayaç gruplarını açılı uyumsuzlukla yamaç molozu (Qym) ve alüvyonlar (Qal) örter. Metamorfik birime ait kayaçların jeokimyasal özellikleri bu kayaçların kalkalkalen magma ürünü olduklarını göstermektedir. Mineral örneklerinin hafif Nadir Toprak Elementlerinin, ağır Nadir Toprak Elementlere oranla yüksektir. Nadir Toprak Elementlerindeki bu değişim, hidrotermal etkiyi işaret eder. Tüm kayaç örneklerine ait diyagramlarda negatif Eu anomalisinin varlığı ise, kıta kabuğundan kirlenme, feldispatın ortamdan uzaklaştırılması, sedimanter dehidratasyon yoluyla mağmaya sediman karışımı gibi nedenlerden kaynaklanabilir. İncelemeler, Bitlis metamorfitlerinin gnays ve amfibolit bilesimli kayaçlarının bazik kökenli ve kıtasal kabuktan kirlenmiş kalkalkalen bir özellikte olduklarını ve Geç Kretase’de muhtemelen Kampaniyen’deki; mikaşistlerin granatlarından alınan Sm-Nd izotop yaşı 80.508±0.11 Ma ve 79.293±0.10 Ma vermektedir. Bu jeokronolojik değer, Arap kıtasal bloğu kuzeye daldıktan sonra gelişen pik metamorfizmanın yaşı olarak yorumlanmıştır. Amfibolit fasiyesinden yeşilşist fasiyesine kadar değişim gösteren mineral parajenezindeki düşük sıcaklık metamorfizmasına masifin yükselme süreci etki etmiştir. Farklı basınç-sıcaklık şartlarında bitlis metamorfitlerinin çok az bir kısmı kırıntılı, büyük bir kısmı ise mafik magmatik kayaçların metamorfizmaya uğramasıyla oluşmuş bazik magmatik kayaçların tektonik faaliyetler etkisiyle dinamotermal metamorfizmaya uğramaları sonucunda oluştuklarını göstermektedir. Anahtar Sözcükler: Bitlis metamorfiti, Sm-Nd jeokronolojisi, Dinamotermal metamorfizma IV SUMMARY The Petrology and Isotope Geochemistry of Metamorphites in Between Budaklı-Bölükyazı (Hizan-Bitlis) This work as a post graduate thesis comprises metamorphic rock’s petrography, petrology and geochronology in between Budaklı and Bölükyazı vilage (Hizan-Burdur). İnvestigated area is inside Bitlis massive and Southeastern Anatolia Thrust Belt. These massive is biggest massive as aresult of collision between Avrasia and Arabia-Aphrica plate. Petrographical and geochemical analyses show that Karakuş formation comprise of amphibolite, gneisse, micaschiste, quarzfeldispatic gneisse, biotite metagranite, Bitlis groupe comprise of marble, quartsite, quarzschiste, micaschiste and phylite, Gökçimen also comprises flysch, Kuyutu formation comprises chloritoid-chlorite schiste, quartsite, marble and metaschell, Çadırdağ formation comprises sedimanter and volcanic rocks. These formations cover slope wash and aluvions. Geochemichal character of metamorphic rocks shows calcalkalen magma type. It is Light REE as regard Hight REE of mineral samples. These changes in REEs indicate hydrothermal effect. The negative Eu anomalies in all rocks can stems from contamination in crustal continental, conduct away of feldispat, sediman mixing by sedimanter dehydratation in magmaetc. The investigate show that Bitlis metamorphic’s rocks is characters with basic origin and little contamination from crustal continental. Sm-Nd isotopic age is Campanien as a 80.508±0.11 Ma and 79.293±0.10. The geochronologic value is peak metamorphism age after northern subduction of Arabia crustal shell. Mineral paragenesis show change from amphibolite to greenstone facies. The low temperature metamorphism is ensued exhumation of massive.At different In different pressure-temperature conditions , only a smallpart of the BitlisMetamorphics is crumblend and a large part shows that the mafic rocks are formed as aresult of dynamotermal metamorp hism under the influence of tectonic activities. Key words: Bitlis metamorphite, Sm-Nd geochronology, Dinamothermal metamorphism ŞEKİLLER LİSTESİ Sayfa No Şekil 1.1. İnceleme alanının yer bulduru haritası………………………………………………..... 1 Şekil 2.1 İnceleme alanının jeolojik haritası (Çağlayan ve Şengün, 2002’den değiştirilerek alınmıştır)………………………………………………………………………....... 8 Şekil 2.2. İnceleme alanı ve çevresinin genelleştirilmiş stratigrafik kesiti………..…………….... 9 Şekil 2.3. Kesadere’nin doğusunda yeralan Yastıktaş gözlü gnaysının makro görünü...……........ 11 Şekil 2.4. Amfibolitler içerisinde yeralan kuvars-feldispatik gnayslar…………….…………….. 12 Şekil 2.5. İnceleme alanındaki formasyonların genel arazi görünümü…………………….……... 13 Şekil 2.6. Kuvarsit, fillit ve şistten oluşan Kuyutu Formasyonu………………………….………. 13 Şekil 2.7. Fillit ve sleytten oluşan Kuştaşı Formasyonu…………………………………………. 14 Şekil 2.8. Çadırdağ grubu kayaçlarının inceleme alanına ait arazi görünümleri………….………. 15 Şekil 3.1. Yönlenme gösteren porfiroblastik dokulu gnaysların arazi görünümü………….………18 Şekil 3.2. Gnaysların mikroskop görünümü. Granat (Grt), biyotit (Bt), Epidot (Ep)…………….. 19 Şekil 3.3. Amfibolitten: a) tek nikolde, b) çift nikolde ince kesit görüntüsü Hbl: Hornblend, Pl: Plajiyoklaz, Opm: Opak mineral……………………………….… 20 Şekil 3.4. (a) Kuvarsşistlerin makroskobik ve (b)mikroskop görünümü. Q:Kuvars, Se:Serizit, gf:grafit Ç.Nx100……………………………………….…………………. 22