HEKİMHAN (MALATYA) BÖLGESİ OFİYOLİTİK KAYAÇLARINDAKİ KÜMÜLATLARIN PETROGRAFİSİ VE JEOKİMYASI MURAT CAMUZCUOĞLU MERSİN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI YÜKSEK LİSANS TEZİ MERSİN ARALIK - 2012 HEKİMHAN (MALATYA) BÖLGESİ OFİYOLİTİK KAYAÇLARINDAKİ KÜMÜLATLARIN PETROGRAFİSİ VE JEOKİMYASI MURAT CAMUZCUOĞLU MERSİN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI YÜKSEK LİSANS TEZİ Danışman Yrd. Doç. Dr. Utku BAĞCI MERSİN ARALIK – 2012 Camuzcuoğlu, M. 2012. Hekimhan (Malatya) Bölgesi Ofiyolitik Kayaçlarındaki Kümülatların Petrografisi ve Jeokimyası, Yüksek Lisans Tezi, Mersin Üniversitesi HEKİMHAN (MALATYA) BÖLGESİ OFİYOLİTİK KAYAÇLARINDAKİ KÜMÜLATLARIN PETROGRAFİSİ VE JEOKİMYASI Murat CAMUZCUOĞLU ÖZ Doğu Toroslarda bölgesel olarak önemli olan Kuluncak (Malatya) ofiyoliti, manto tektonitleri, ultramafik-mafik kümülatlar, izotrop gabrolar, levha dayk kompleksi, plajiyogranit, volkanik kompleks ve pelajik örtü sedimanlarından oluşmaktadır. Ofiyolit istife ait mafik kümülatlar Hekimhan bölgesinde gözlenmekte, olivinli gabro ve gabro kayaçları ile temsil edilmekte, mezokümülat ve ortokümülat doku sunmaktadırlar. Kümülat kayaçlar içindeki minerallerin kristallenme sırası olivin (Fo 63.7–86.9)±krom spinel, klinopiroksen (En41.01–55.43, Fs4.2–14.29, Wo35.84– 48.2), plajiyoklaz (An73.4–93.67) ve ortopiroksen (En76.81–83.51, Fs15.68–21.47, Wo0.73– 1.85)’den oluşmaktadır. Kümülüs ve postkümülüs minerallerde önemli bir zonlanma gözlenmemektedir. Mafik kümülatlar içerisinde yüksek anortit içerikli plajiyoklazların (An73.4–93.67) varlığı okyanusal kabuk gelişimi sırasındaki sulu ortamı işaret etmektedir. Magnezyumca zengin olivin (Mg#63.36–86.75), klinopiroksen (Mg#74.96–92.09) ve ortopiroksen (Mg#77.55–84.33) okyanus içi dalma-batma zonu üstünde oluşan ofiyolitlerin özelliklerini yansıtmaktadır. Tüm bu veriler ofiyolitin İç Toros okyanusunun Geç Kretase’de kapanması esnasında okyanus içi dalma-batma zonu üzerinde oluştuğunu belirtmektedir. Anahtar kelimeler: Ofiyolit, Kümülat, Petrografi, Jeokimya, Mineral Kimyası. Danışman: Yrd.Doç.Dr. Utku BAĞCI, Mersin Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği i Camuzcuoğlu, M. 2012. Hekimhan (Malatya) Region Ophiolitic Cumulate Rocks Petrography and Geochemistry, M. Sc .Thesis, University of Mersin. THE PETROGRAPHY AND GEOCHEMISTRY OF CUMULATES FROM OPHIOLITIC ROCKS IN HEKİMHAN (MALATYA) REGION Murat CAMUZCUOĞLU ABSTRACT The regionally important Kuluncak (Malatya) Ophiolite in the Eastern Tauride, composed of mantle tectonites, ultramafic-mafic cumulates, isotropic gabbros, a sheeted dike complex, plagiogranite, extrusives and pelagic cover sediments. The mafic cumulates of the ophiolite suite are observed in Hekimhan region, represented by olivine gabro and gabbro, displaying mesocumulate and orthocumulate textures. The crystallization order for the cumulate rocks is olivine (Fo63.7–86.9)±chromian spinel, clinopyroxene (En41.01–55.43, Fs4.2–14.29, Wo35.84–48.2), plagioclase (An73.4–93.67) and orthopyroxene (En76.81–83.51, Fs15.68–21.47, Wo0.73–1.85). The cumulus and postcumulus minerals do not show significant zoning. The presence of anorthite-rich plagioclases (An73.4–93.67) in the mafic cumulate rocks indicates hydrous conditions at the time of oceanic crust generation. Highly magnesian olivine (Mg#63.36–86.75), clinopyroxene (Mg#74.96–92.09), orthopyroxene (Mg#77.55–84.33) and their coexistency in the cumulate gabbroic rocks are indicative of suprasubduction zone environment. All the evidences suggest that the ophiolite were formed in a suprasubduction zone tectonic setting during the closure of the Inner Tauride in Late Cretaceous. Key Words: Ophiolite, Cumulate, Petrography, Geochemistry, Mineral Chemistry. Advisor: Asst.Prof.Dr. Utku BAĞCI, University of Mersin, Geological Engineering Department ii Camuzcuoğlu, M. 2012. Hekimhan (Malatya) Bölgesi Ofiyolitik Kayaçlarındaki Kümülatların Petrografisi ve Jeokimyası, Yüksek Lisans Tezi, Mersin Üniversitesi TEŞEKKÜR Mersin Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalında yüksek lisans tezi olarak hazırlanan bu çalışma Mersin Üniversitesi Bilimsel Araştırma Birimince BAP-FBE JM (MC) 2011-2 YL numaralı proje kapsamında desteklenmiştir. Yüksek Lisans tez çalışması sırasında yaptığı öneri ve eleştirileriyle tezin hazırlanmasında çok büyük emeği olan danışman hocam Yrd.Doç.Dr. Utku BAĞCI’ ya içtenlikle teşekkür ederim. Tez jürisi, Prof.Dr. Osman PARLAK ve Prof.Dr. Musa ALPASLAN’a olumlu katkılarından dolayı teşekkürlerimi sunarım. Arazi ve laboratuvar çalışmalarında projemi destekleyen Mersin Üniversitesi Bilimsel Araştırma Proje Fonu yetkililerine teşekkür ederim. İnce kesitlerin yapımı sırasında yardımını esirgemeyen değerli hocam Öğr.Gör.Dr. Hayati KOÇ’a ve ayrıca Mersin Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü’nün değerli öğretim üyeleri ve araştırma görevlilerine teşekkür ederim. Mineral kimyası analizlerinin yapılmasında yardımcı olan Hannover Leibniz Üniversitesi Mineraloji Enstitü (Almanya) başkanı Prof.Dr. Jürgen KOEPKE ve bu analizlerin yapılması sırasında bana yardımcı olan Arş.Gör. Paul Eric Wolff’ a teşekkür ederim. Tez çalışmam esnasında, yanımda olmadığı halde sanki hep yanımdaymış gibi bana en büyük desteği gösteren sevgili aileme en içten teşekkürlerimi sunarım. iii Camuzcuoğlu, M. 2012. Hekimhan (Malatya) Bölgesi Ofiyolitik Kayaçlarındaki Kümülatların Petrografisi ve Jeokimyası, Yüksek Lisans Tezi, Mersin Üniversitesi İÇİNDEKİLER DİZİNİ Sayfa ÖZ..................................................................................................................................i ABSTRACT ................................................................................................................ ii TEŞEKKÜR .............................................................................................................. iii İÇİNDEKİLER DİZİNİ ........................................................................................... iv ÇİZELGELER DİZİNİ ............................................................................................ vi ŞEKİLLER DİZİNİ ................................................................................................. vii EKLER DİZİNİ ......................................................................................................... ix 1. GİRİŞ.......................................................................................................................1 2. KAYNAK ARAŞTIRMALARI ............................................................................ 4 2.1. OFİYOLİT.............................................................................................................4 2.2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR .................................................................................... 6 3. MATERYAL ve YÖNTEM ................................................................................. 10 3.1. ARAZİ ÖNCESİ BÜRO ÇALIŞMASI ............................................................. 10 3.2. ARAZİ ÇALIŞMASI .......................................................................................... 10 3.3. LABORATUVAR ÇALIŞMASI ........................................................................ 10 3.4. DEĞERLENDİRME ve TEZ YAZIMI .............................................................. 13 4. BULGULAR ve TARTIŞMA .............................................................................. 14 4.1. BÖLGESEL JEOLOJİ ........................................................................................ 14 4.1.1. Kuluncak Ofiyoliti ........................................................................................... 16 4.1.2. Keklicek Granitoyidi ........................................................................................ 17 4.1.3. Karadere Formasyonu ...................................................................................... 17 4.1.4. Hekimhan Formasyonu .................................................................................... 18 4.1.5. Alüvyon ............................................................................................................ 20 4.2. ARAZİ GÖZLEMLERİ ve PETROGRAFİ........................................................ 21 4.2.1. Tektonitler ........................................................................................................ 21 4.2.2. Kümülatlar........................................................................................................ 22 4.2.2.1. Olivinli gabro ................................................................................................ 25 4.2.2.2 Gabro .............................................................................................................. 27 4.2.3. İzotrop Gabro ................................................................................................... 29 4.2.3.1. Gabro ............................................................................................................. 29 iv Camuzcuoğlu, M. 2012. Hekimhan (Malatya) Bölgesi Ofiyolitik Kayaçlarındaki Kümülatların Petrografisi ve Jeokimyası, Yüksek Lisans Tezi, Mersin Üniversitesi 4.3. JEOKİMYA ........................................................................................................ 30 4.4. MİNERAL KİMYASI ........................................................................................ 35 4.4.1. Olivin ............................................................................................................... 35 4.4.2. Klinopiroksen ..................................................................................................