Emirdağ (Afyon) volkanizmasının magmatik evrimi

Abstract

Eskişehir'den Isparta'ya uzanan yaklaşık K-G doğrultulu bir hat boyunca gözlenen volkanizma, bölgesel yerleşimi ve jeokimyasal özellikleri bakımından Batı ve Orta Anadolu'daki volkanizmaya göre belirgin farklılıklar sunmaktadır. K-G doğrultulu bu çizgisellik boyunca gözlenen volkanik kayaç yüzleklerinde, Erken Miyosen'den günümüze kadar kuzeyden güneye doğru bir gençleşmenin olduğu ileri sürülmektedir. Bu volkanik birimler baskın bir şekilde alkali ve anorojenik olarak nitelenen ultrapotasik kayaçlardan meydana gelmiştir. Önceki çalışmalarda elde edilen jeokimya ve manto tomografisi verileri bu volkanizmanın Anadolu Levhası altına dalan litosferin yırtılması sonucu oluştuğunu işaret etmektedir. Bununla birlikte, Afyon'dan Emirdağ'a doğru KB-GD yönelimli bir hat boyunca yüzlek veren volkanik kayaçların bu jeodinamik konum içerisindeki yeri halen tam olarak bilinmemektedir. Bu kapsamda, Afyon, Emirdağ ve İscehisar volkanik birimlerinin petrografisi ve tüm kayaç ve Sr-Nd izotop jeokimyasına dayanan petrolojik özellikleri incelenmiş ve ön bulguları sunulmuştur. Emirdağ ve İscehisar volkanik birimleri, Seydiler ignimbriti üzerinde yayılım sunmaktadır. Emirdağ volkanik birimi trakit ve trakidasit, İscehisar volkanik birimi ise trakit, bazaltik trakiandezit ve az miktarda trakidasit bileşimli masif lav akıntılarından meydana gelmiştir. Emirdağ trakit ve trakidasitleri kuvars, sanidin, plajiyoklaz, opasitleşmiş biyotit, ojit ve kersutitten oluşmaktadır. İscehisar trakiandezitleri, sanidin, plajiyoklaz, iddingsitleşmiş olivin, biyotit ve kersutitten, bazaltik trakiandezitleri ise sanidin, plajiyoklaz, ojit ve iddingsitleşmiş olivinden oluşmaktadır. Emirdağ trakit/trakidasitlerinin büyük çoğunluğu subalkali-kalkalkali karaktere sahip olup, iki örnek yüksek alkali (Na2O+K2O) bileşimine sahip olması nedeni ile kalkalkali-alkali bileşime geçiş göstermektedir. İscehisar volkanik birimlerinin tamamı ise alkali bileşim sergilemektedir. Her iki volkanik birim sahip olduğu yüksek K2O değeri ile şoşonitik karakterlidir. İscehisar volkanik birimi düşük SiO2 (50.12-55.08 wt %), yüksek Al2O3 (11.13-15.56 wt %), CaO (5.40-8.79 wt %), TiO2 (1.29-1.96 wt %) ve Pb (3-285 ppm), Co (47-136 ppm) değerleri ile alkali lamprofir bileşimi sergilemektedir. Harker değişim diyagramlarında Emirdağ ve İscehisar volkanik birimleri farklılık göstermektedir. Artan SiO2 içeriğine göre alkali ve kalk-alkali birimlerde, Fe2O3, CaO, MgO, TiO2, P2O5 ve Rb, Th, U, Nb'da artış, Al2O3, Zr ve V'da ise azalış görülmektedir. Na2O İscehisar trakiandezitik kayaçlarında azalmakta, diğer birimlerde ise artmaktadır. K2O İscehisar volkanik birimlerinde artmakta iken Emirdağ trakit ve trakiandezit örneklerinde azalmaktadır. İscehisar trakiandezitik kayaçlarında dikkat çekici biçimde Rb, Sr, Ba, Zr ve Nb elementlerinde bir dalgalanma söz konusudur. Rb/Sr değerleri Emirdağ ve İscehisar örneklerinde 0.09-0.44 arasında değişmektedir. İlksel mantoya göre normalize edilmiş çoklu element değişim diyagramlarında Emirdağ ve İscehisar volkanik birimleri benzer dağılım desenleri sunmaktadır. İscehisar volkanik biriminin belirgin bir şekilde göstermiş olduğu pozitif U, negatif Nb, Pb, P ve Ti değerleri dikkat çekicidir. Kondrite göre normalize edilmiş dağılım desenlerinde ise her iki volkanik birimde de hafif nadir toprak elementlerden (LREE) ağır nadir toprak elementlere (HREE) doğru belirgin bir fraksiyonlanmanın varlığı söz konusudur. LREE'ler HREE'lere göre 100 kat daha fazla zenginleşmiştir. HREE'lerden, Ho, Er, Tm, Yb ve Lu elementleri yataya yakın dağılım deseni ile manto etkisini işaret etmektedir. Hafif negatif Eu anomalisi bu volkanik birimlerinin evriminde plajiyoklaz fraksiyonlanmasını göstermektedir. Emirdağ ve İscehisar volkanik biriminden toplam yedi adet 87Sr/86Sr ve 143Nd/144Nd izotop oranları elde edilmiştir. Elde edilen izotop konsantrasyonları Emirdağ ve İscehisar volkanik birimleri için sırası ile; 0.706284 – 0.706790, 0.512463 – 0.512472 ve 0.706527 – 0.707650, 0.512424 – 0.512464'dür. Tüm bu veriler, Orta Miyosen döneminde gelişmiş kalk-alkali ve alkali volkanizmanın genişlemeye bağlı olarak önemli derecede metasomatizma izleri taşıyan litosferik mantonun yükselmesi ile ilişkili olduğunu düşündürmektedir. Emirdağ ve İscehisar volkanizması, yükselen metasomatizmaya uğramış mantonun ergimesi ve ergiyen alt kabukla karışması ve fraksiyonel kristalleşme süreçlerine maruz kalması sonucunda meydana gelmiştir.