Afyon Volkanik Kayaçlarının (Batı Anadolu, Türkiye) Mineralojik- Petrografik Özellikleri ve P-T Hesaplamaları

Mineralogical-Petrographical Features and P-T Calculations of Afyon Volcanic Rocks (Western Anatolia, Turkey)

Özet

Bu çalışmada Afyon ili güneyi ile Şuhut bölgesinin kuzeyi arasında bulunan volkaniklerin, mineralojik-petrografik özellikleri belirlenmiş ve mineral kimyası analizlerinden elde edilen veriler ile termobarometre hesaplamaları yapılmıştır. Çalışma alanında dom, lav domları ile blok ve kül akışları şeklinde görülen trakitik kayaçlarda gerçekleştirilen optik incelemeler sonucunda iki farklı mineralojik bileşim belirlenmiştir. Yüksek K2O, K2O/Na2O oranı ve Mg# değerlerine sahip olan kayaçlar ultrapotasik grup (UPG) olarak adlandırılmış ve ilgili grafiklere yerleştirildiğinde bu gruba ait örneklerin lamproyit tipi kayaç özelliği taşıdığı saptanmıştır. UPG kayaçlarının mineralojik bileşimi amfibol + flogopit + klinopiroksen + olivin + sanidin ve oksit mineraller olarak belirlenirken, diğer Afyon volkanik kayaçlarının mineralojik bileşimi plajiyoklaz + biyotit + amfibol + klinopiroksen ± ortopiroksen ± sanidin ve oksit minerallerden oluşmaktadır. Örneklerin çoğunluğunda hipokristalin porfirik doku gözlenirken, UPG örneklerinde holokristalin porfirik doku gözlenmektedir. Örnekler ana element kimyasal verilerine göre ortaç, karakterde (%52< SiO2< %63), trakit ve trakiandezit olup, tamamı alkali karakterdedir. Mikroprop analizlerinin değerlendirilmesi sonucunda, plajiyoklaz minerallerinin labrador-oligoklaz , amfibol minerallerinin çermakit, rihterit ve magnezyumlu-hornblend , klinopiroksen minerallerinin diyopsit, ojit ve ortopiroksenlerin hipersten kompozisyonunda olduğu belirlenmiştir. Optik mikroskop incelemelerinde sünger dokulu plajiyoklaz mineralleri gözlemlenmiş ve mikroprop, SEM (taramalı elektron mikroskobu) ve EDS (enerji dağılım spektrometresi) analizleri ile plajiyoklaz minerallerinin bazılarında ters zonlanma saptanmıştır. Bu veriler, Afyon volkanik kayaçlarının magma karışım sürecinden etkilenmiş olabileceğini işaret etmektedir. Bununla birlikte, klinopiroksen-eriyik ikilisinin dengede olduğu koşullar dikkate alınarak yapılan termobarometre hesaplamaları sonucunda, bu minerallerin oluşum sıcaklıklarının en düşük 1087 °C (AD5) ve en yüksek 1141 °C (AD3) olduğu belirlenmiştir. Basınç değerleri 5 ve 10 kbar aralığında değişirken, bu basınç değerleri kullanılarak elde edilen mineral kristallenme derinliklerinin ise, 18 km (AD5)-28 km (AD1) arasında olduğu belirlenmiştir. Klinopiroksen minerallerinin kristallenme derinliğinin farklı olması, bu minerallerin farklı derinliklerde oluşan farklı magma odalarında kristallenmiş olabileceğini düşündürmektedir.

Abstract

In this study, the mineralogical-petrographical properties of volcanics between the south of Afyon and the north of Şuhut are determined and by the help of the microprope analyses estimated thermobarometers are calculated. By the help of the previous studies, it is believed that the samples used in this study belong to early-stage volcanism products. As a result of the optical studies, two different mineralogical assemblages are determined from trachytic rocks, which are seen as domes, lava domes and block and ash flow in the study area. The volcanic rocks, which have high K2O, K2O/Na2O ratio and Mg# values, are classifed as ultrapotassic group (UPG) and when this group samples plotted related graphs it has been determined that they are lamproite-type rocks. The mineralogical assemblage of UPG rocks is amphibole + phlogopite+ clinopyroxene+ olivine+ sanidine and oxide minerals, the other Afyon volcanic rocks mineralogical assemblage is plagioclase + biotite + amphibole + clinopyoxene ± orthopyroxene ± sanidin ± phlogopite and oxide minerals. The majority of the samples displaying hypocrystalline porphyritic texture whereas UPG samples have holocrystalline texture. According to major element geochemical data, samples are intermediate trachyte and trachyandesites in composition (52%< SiO2< 63%) and all are alkaline in features. Microprobe analyses reveal that plagioclases are identified as labradorite-oligoclase , amphibole minerals are tschermakite, richterite, magnesiohornblend , clinopyroxenes are diopside, augite and orthopyroxenes are hypersthene in composition. The optical microscopic studies reveals that some plagioclases are reversly zoned and the spongy texture plagioclases are determined at microprobe, SEM (scanning electron microprobe) and EDS (energy-dispersive spectroscopy) analyses. All these suggest that Afyon volcanics can be affected by magma mixing process. However, the calculated minimum temperature is 1087 oC (AD5) and the maximum is 1141 oC (AD3), respectively as a result of thermobarometer calculations which took place in clinopyroxene-liquid equilibria conditions. The pressure values vary from 5-10 kbar, by using the pressure values the calculated mineral crystallization depths are between 18 km (AD5) - 28 km (AD1). The different crystallization depth of clinopyroxenes suggests that these minerals may be crystallized different magma chambers located at different depths.