Petrology of Melikler Basalts: Magmatic Evolution of Basaltic Volcanism in Kars Plateau

Abstract

Bu tez çalışmasında, Kars Platosu üzerindeki çarpışmayla ilişkili Melikler bazaltik volkanizmasının petrolojik evrimi detaylı olarak sunulmuştur. Elde edilen K-Ar yaş verileri magmatik aktivitenin 4.1 ile 1.7 My aralığında oluştuğuna işaret eder. Volkanik ürünler bazalttan andezite kadar değişen kompozisyonlarda, alkali ve subalkali lavlardan meydana gelir. Lav serilerinin tamamı olivin, piroksen, plajiyoklaz ve oksit fenokristalleri ve mikrolitlerinden oluşurlar ve intersertal, hyalopilitik ve vitrofirik dokular sergilerler. FC (fraksiyonel kristallenme), AFC (asimilasyonla birleşik fraksiyonel kristallenme) ve EC-RAFC (enerjiye bağımlı fraksiyonel kristallenme, asimilasyon ve magma tazelenmesi) model hesaplamaları Melikler bazaltik volkanizmasının evriminde fraksiyonel kristallenme, magma tazelenmesi ve kıtasal kirlenmenin önemli rol oynadıklarına işaret eder. En az evrimleşmiş bazaltik lavlarda, büyük iyon yarıçaplı litofil elementlerin (BİYE) ve hafif nadir toprak elementlerin (HNTE) yüksek alan şiddetli elementlere (YAŞE) göre belirgin zenginleşmesi, yüksek 87Sr/86Sr, Pb ve düşük 143Nd/144Nd ve 177Hf/176Hf izotopik oranları, Melikler bazaltik volkanizmasının manto kaynak alanının baskın olarak akışkanlardan ziyade sediman ergimeleri ile zenginleştiğine işaret eder. Kısmi ergime model hesaplamaları platonun bu parçasındaki bazaltik ergiyiklerin kısmi ergime derecesi %0.4 ile %4 arasında değişen ve amfibol ile granat içeren metasomatize olmuş manto kaynağının ergimesi ile üretilebileceğini göstermiştir.

In this thesis, petrologic evolution of the collision-related Melikler basaltic volcanism on the Kars Plateau (Eastern Anatolia, Turkey) is presented in detail. The obtained K-Ar dating results indicate that this magmatic activity occurred between 4.1 and 1.7 Ma. Volcanic products consist of alkaline to sub-alkaline lavas, ranging in their compositions from basalt to andesite. All of the lava series composed of olivine, pyroxene, plagioclase and oxide phenocrystals and microlites, displaying intersertale, hyalopilitic and vitrophyric textures. FC (fractional crystallisation), AFC (assimilation combined fractional crystallisation) and EC-RAFC (Energy-constrained assimilation, fractional crystallisation and magma recharge) model calculations suggest that fractional crystallisation, magma replenishment and crustal contamination processes play an important role in the evolution of the Melikler basaltic volcanism. Enrichment of large ion lithophile elements (LILE) and light rare earth elements (LREE) relative to high strength field elements (HFSE) and higher 87Sr/86Sr, Pb and lower 144Nd/143Nd and 176Hf/177Hf of the least evolved basaltic samples indicate that the mantle source region of the Melikler basaltic volcanism might be enriched by melts that were derived from subducted sediments rather than from fluids. Partial melting model calculations show that basaltic melts in this part of the region might have been produced by melting of a metasomatised mantle source containing both amphibole and garnet with a partial melting degree between 0.4 and 4%.