Sedimanter petrographic properties of Eocene sandstones and an approach to provenance according to plate tectonics in the Gümüşhane region

Gümüşhane bölgesindeki Eosen kumtaşlarının sedimanter petrografisi ve levha tektoniği ölçekli provenansına bir yaklaşım

Abstract

This study aims at determining the sedimentological and sedimanter petrographic features of, and the correlation between, Eocene aged volcanoclastic and siliciclastic characterized sandstones in the Gümüşhane region. The thickness of the volcanoclastic sequence is 195 m. around Eski Gümüşhane and the thickness of the siliciclastic sequence is 280 m. around Ünlüpınar (Kelkit). The volcanoclastic sequence is a composite of grey colored and medium, thick bedded limestone, grey, brown colored and thin, medium, thick bedded sandstone, green, grey, brown colored and thin, medium bedded marl-claystone and tuff. The siliciclastic sequence is a composite of grey, yellowish brown colored and thin to thick bedded sandstone, and green, greenish grey, brown colored and thin, medium bedded marl. There is frequently observed locally interbedded light grey, thin, medium bedded limestone, conglomarete and tuff.Sandstones of the Eski Gümüşhane sequence are median grained, well to moderately sorted and near symmetrical to fine skewed. Sandstones of the Ünlüpınar sequence are medium to fine grained, very well sorted to poorly sorted and coarse skewed to fine skewed. The composite of the Eski Gümüşhane sequence’s sandstones comprises Quartzes (monocrytalline and polycrystalline quartzs), feldspars (alkali feldspars and plagioclases), lithic fragments (volcanic rock fragments), accessory minerals (olivine, epidote, biotite, chlorite), opaque minerals, matrices and cements. According to the mineral ratios in the rock, sandstones belonging to the volcanoclastic sequence are identified as arkose and lithic arkose. The composite of the Ünlüpınar sequence’s sandstones mainly comprises Quartzes (monocrytalline and polycrystalline quartzs), feldspars (alkali feldspars and plagioclases), lithic fragments, sedimentary rock fragments, (volcanic rock fragments), opaque minerals and cements. According to the mineral ratios in the rock, sandstones belonging tothe siliciclastic sequence are identified as litarenite. Both of the sequences are either compositionally immature or texturally immature.The main provenances of the volcanoclastic and siliciclastic sandstones are generally magmatic arc, recycled orogen region and back arc subduction complex.

Özet

Bu çalışmada, Gümüşhane bölgesinde yer alan biri volkaniklastik diğeride silisiklastik karakterli Eosen yaşlı iki kumtaşı baskın istifin sedimanter petrografik özelliklerinin karşılaştırılması ve mineralojik bileşimlerinden yola çıkarak levha tektoniği yerleşimlerinin tahmini amaçlanmıştır. Volkaniklastik özellikteki istifin Eski Gümüşhane yöresinde ölçülen kalınlığı 195 m., silisiklastik istifin Ünlüpınar (Kelkit) civarında ölçülen kalınlığı ise 280 m. dir. Volkanoklastik istif gri renkli, orta, kalın tabakalı kireçtaşı; gri, kahve renkli, ince – kalın tabakalı kumtaşı; gri, yeşil, kahverenkli marn – kiltaşı ve tüf aradalanmasından ibarettir. Silisiklastik istif ise gri, sarımsı kahve renkli marn ve daha az olarak açık gri renkli ince, orta tabakalı kireçtaşı, çakıltaşı ve tüf ardalanamsından oluşmaktadır.Eski Gümüşhane kesitinin kumtaşları orta taneli, iyi, orta derecede boylanmalı ve tanelerin dağılımı simetriğe yakın – ince taneye yamuktur. Ünlüpınar kesitine ait kumtaşları orta, ince taneli, çok iyi – kötü derecede boylanmalı ve taneler, kaba taneye yamuk – ince taneye yamuktur. Eski Gümüşhane kesiti kumtaşlarının bileşenleri kuvars (monokristalin kuvars, polikristalin kuvars), feldispat (alkali feldispat, plajioklaz), kayaç parçası (volkanik kayaç parçası), tali mineral (olivin, epidot, biyotit, klorit), opak mineral, matriks ve çimentodan ibarettir. Bileşenlerin kayaç içindeki oranlarına göre: Volkanoklastik istife ait kumtaşları, arkoz ve litik arkoz olarak sınıflandırılmıştır. Ünlüpınar kesitine ait kumtaşların bileşenleri ise başlıca kuvars (monokristalin kuvars, polikristalin kuvars), feldispat (alkali feldispat, plajioklaz), kayaç parçası (volkanik kayaç parçası, sedimanter kayaç parçası), opak mineral ve çimentodur. Bileşenlerin kayaç içindeki oranlarına göre: Silisiklastik istifin kumtaşları, litarenit olarak adlandırılmıştır. Her iki istife ait kumtaşları, hem dokusal olarak hem de mineralojik olarak olgunlaşmamıştır. Volkanoklastik ve silisiklastik istifin kumtaşları magmatik yay, yeniden işlenen orojen bölgesi ve buna bağlı olarak da yay gerisi bindirme kuşağından türemiştir.