AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThe oxygen and hydrogen isotope values of sericite/K-mica and chlorites indicate that the formation temperatures of these minerals varied between 375 and 500 °C. 40Ar/39Ar radiometric age data for the metamorphic rocks show that the metamorphism developed during the Upper Cretaceous (Santonian-Campanian) in the Afşin and Göksun regions and the Lower-Middle Eocene (Ypresian-Bartonian) periods in the Ekinözü region.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
This study determined the geochemical properties of phyllosilicates in the Upper Palaeozoic-Lower Mesozoic metamorphic units outcropping from west to east in the vicinities of Göksun, Afşin and Ekinözü towns in the north of Kahramanmaraş province in the westerly part of the Eastern Taurus mountains. Geochemical examination of phyllosilicates (major and trace elements, stable isotope) was carried out on pure K-micas and illite/K-micas separated from low-medium grade metamorphic samples. According to the main oxide composition of the phyllosilicates, illite/K-micas from the areas of Afşin and Göksun contain higher SiO2 and Al2O3 and lower MgO, Fe2O3, MnO and Na2O compared to those in the area of Ekinözü. The minerals represented by schists in the Ekinözü K-micas are close to having a biotite-celadonite composition while those with phyllites in Afşin and Ekinözü are close to muscovite composition. Chlorites have a trioctahedral composition between chamosite and clinochlor. Illite/K-micas with both trioctahedral and dioctahedral characteristics show a composition between muscovite and biotite (biotite-celadonite, muscovite-phlogopite, muscovite-ferriphengite, muscovite-ferrobiotite, Al-phlogopite-Al-annite) in general. In the trace element content of phyllosilicate minerals, transition metals and granitoid elements are at high concentrations while other elements, especially elements with low (LFSE) and high field strength (HFSE), display low concentrations. In the chondrite-normalized trace element content of phyllosilicate minerals, chlorites have higher values compared to K-micas and trioctahedral K-micas show lower values compared to dioctahedral K-micas. Rare earth element (REE) distribution of chlorite and sericite/K-mica minerals is normalised to chondrite and North American Shale Composition (NASC); the dioctahedral K-mica of Afşin region has the highest depletion, while the trioctahedral mica of Ekinözü has the highest enrichment. The oxygen and hydrogen isotope composition of the phyllosilicate minerals show that they are in the hypogene region, which represents high temperature and deep environment conditions. The oxygen and hydrogen isotope values of sericite/K-mica and chlorites indicate that the formation temperatures of these minerals varied between 375 and 500 °C. 40Ar/39Ar radiometric age data for the metamorphic rocks show that the metamorphism developed during the Upper Cretaceous (Santonian-Campanian) in the Afşin and Göksun regions and the Lower-Middle Eocene (Ypresian-Bartonian) periods in the Ekinözü region.
Özet
Bu çalışmada, Doğu Toroslar’ın batı kesiminde Kahramanmaraş ili kuzeyinde batıdan doğuya doğru Göksun, Afşin ve Ekinözü ilçeleri çevresinde yüzeyleyen Üst Paleozoyik-Alt Mesozoyik yaşlı metamorfik birimlerindeki fillosilikatların jeokimyasal özellikleri incelenmiştir. Bu kapsamda düşük-orta dereceli metamorfik örneklerden elde edilen saf K-mika ve illit/K-mikalarda jeokimyasal (ana ve iz/eser element, duraylı ve radyojenik izotop) incelemeler yapılmıştır. Fillosilikatların ana oksit bileşimlerine göre; Afşin ve Göksun bölgelerine ait illit/K-mikalar Ekinözü bölgesindekilere göre daha yüksek SiO2 ve Al2O3, buna karşın daha düşük MgO, Fe2O3, MnO ve Na2O içermektedir. Fillosilikat minerallerinin ana oksit bileşimlerine göre; şistlerle temsil edilen Ekinözü bölgesindeki K-mikalar biyotit-seladonit, fillitlerle temsil edilen Afşin ve Göksun bölgesindekiler ise muskovit bileşimlerine daha yakındır. Kloritler; şamozit ve klinoklor arasında trioktahedral bileşime sahiptir. Hem trioktahedral, hem de dioktahedral özelliğindeki illit/K-mikalar; genel anlamda muskovit ile biyotit arasında (biyotit-seladonit, muskovit-filogopit, muskovit-ferrifenjit, muskovit-ferrobiyotit, Al-flogopit-Al-annit) bir bileşim sergilemektedir. Fillosilikat minerallerinin eser element içerikleri; geçiş metalleri ve granitoyid elementler bakımından yüksek; buna karşın diğer elementler, özellikle kalıcılığı düşük (LFSE) ve yüksek (HFSE) elementler açısından düşük derişim göstermektedir. Fillosilikat minerallerinin kondrit-normalize iz element desenlerinde; kloritler K-mikalara, benzer biçimde trioktahedral K-mikalar dioktahedral olanlara göre daha düşük değerler sunmaktadır. Klorit ve illit/K-mikaların kondrit ve Kuzey Amerika Şeyl Bileşimi’ne (NASC) göre normalize edilmiş nadir toprak element (NTE) dağılımlarında; Afşin bölgesine ait dioktahedral K-mikalar en fazla fakirleşmeye, Ekinözü bölgesine ait trioktahedral mikalar ise en yüksek zenginleşmeye sahiptirler. Oksijen ve hidrojen izotop bileşimlerine göre; fillosilikatları incelenen tüm örnekler yüksek sıcaklık ve derin ortam koşullarını temsil eden hipojen bölgede yer almaktadır. Serizit/K-mika ve kloritlerin oksijen ve hidrojen izotop değerleri; bu minerallerin oluşum sıcaklıklarının 375-500 °C arasında değiştiğine işaret etmektedir. İllit/K-mikaların 40Ar/39Ar radyometrik yaş verileri; Afşin ve Göksun bölgelerindeki metamorfik kayaçlar için Üst Kretase (Santoniyen-Kampaniyen), Ekinözü bölgesindekiler için Alt-Orta Eosen (İpresiyen-Bartoniyen) döneminde gelişen metamorfizmayı göstermektedir.