Origin and tectonic significance of the metamorphic sole and isolated dykes of the Divriği ophiolite (Sivas, Turkey): Evidence for slab break-off prior te ophiolite emplacement

Abstract

Orta Anadolunun doğusunda yer alan Geç Kretase yaşlı Divriği ofiyoliti tabandan tavana doğru ofiyolitik melanj, metamorfik dilim ve okyanusal litosfer kalıntılarını içermektedir. Ofiyolitik melanj tabanda Erken Karbonifer-Kampaniyen yaşlı Munzur Kireçtaşlarını (Toros platformu) bindirmeli bir dokanakla üzerler ve tavanda ise metamorfik dilim tarafından tektonik dokanakla örtülür. Metamorfik dilim amfibolü plajiyoklaslı amfibolü plajiyoklas-amfibol şist, plajiyoklas-epidot-amfibol şist ve kalk-şist kayaçları ile temsil edilmektedir. Okyanusal litosfer kalıntıları volkanikler hariç tam bir kesit sunarlar ve manto tektonitleri, ultramafik-mafık kümülatlar, izotropik gabrolar ve levha dayklan ile temsil edilirler. İzole dayklar metamorfik dilim ve manto tektonitlerini değişik yapısal seviyelerde keserler. Divriği ofiyolitinin tabanında yer alan metamorfik dilime ait kayaçlar farklı jeokimyasal özelliklerine göre iki farklı gruba ayrılabilirler. Birinci grup toleyitik (Nb/Y=0.07-0.18) ikinci grup ise alkalen (Nb/Y= 1.77-3.48) kimyadadır. Kondrite göre normalize edilmiş nadir toprak element diyagramı, N-MORB'a göre normalize edilmiş örümcek diyagramı ve tektonik ortam belirleme diyagramları birinci gruba ait metamorfik kayaçların ada yayı toleyitik bazaltlarından, ikinci gruba ait metamorfik kayaçların ise kıta içi alkali bazaltlarından türediklerini işaret etmektedir. Metamorfik dilim ve manto tektonitlerini kesen izole dayklar alkalen (Nb/Y=0.68-2.l1) karakterde olup jeokimyasal açıdan kıta içi bazaltlarına benzemektedir. Jeokimyasal veriler Divriği ofiyolitinin Geç Kretase'de Toros platformunun kuzeyinde okyanus içi dalma-batma zonu üzerindeoluştuğunu göstermektedir. Okyanus içi dalma-batma/bindirme sırasında ada yayı toleyitik bazaltları ve okyanus adası alkali bazaltlarının metamorfizmaya maruz kalıp Divriği ofiyoiitinin tabanına yerleşmiştir. Alkalen izole dayklar ise dalan levhanın kopması ile açılan astenosferik pencereden nüfuz eden zenginleşmiş eriyiklerin beslediği geç-evre magmatizması sonucu Divriği ofiyoiitinin Toros platformu üzerine yerleşmesinden hemen önce gelişmiştir.

The Late Cretaceous Divriği ophiolite of east-central Anatolia comprises, from bottom to top, an ophiolitic melange, metamorphic sole and remnants of oceanic lithosphere. The ophiolitic melange has been thrust onto the Lower Carboniferous-Campanian Munzur Limestone (Tauride platform), and is in turn tectonically overlain by the metamorphic sole. The metamorphic-sole rocks are represented by amphibolite, plagioclase amphibolite, plagioclase-amphibole schist, plagioclase-epidote-amphibole schist and calc-schist. The oceanic-lithosphere remnant exhibits a complete section, excluding volcanic rocks, comprising mantle tectonites, ultramafic to mafic cumulates, isotropic gabbros and sheeted dykes. Isolated dykes intrude the metamorphic sole and mantle tectonites at different structural levels. The metamorphic-sole rocks beneath the Divriği ophiolite can be divided into two groups with distinct geochemical features. The first group is tholeiitic (Nb/Y=0.07-0.18), whereas the second group is alkaline (Nb/Y= 1.77-3.48) in chemistry. Chondrite-normalized REE patterns, N-MORB-normalized spider diagrams and tectonic discrimination diagrams suggest that the protoiith of the first group was similar to island-arc tholeiitic basalts, whereas the protoiith of the second group was more akin to within-plate alkali basalts. The isolated dykes cutting the metamorphic sole and the mantle tectonites exhibit alkaline (Nb/Y=0.68-2.11) character and are geochemically similar to within-plate alkaline basalts. The geochemical evidence suggests that the Late Cretaceous Divriği ophiolite formed in a suprasubduction zone tectonic setting to the north of the Tauride platform. During intraoceanic subduction/thrusting, the IAT type and seamount-type alkaline basalts were metamorphosed and accreted to the base of the Divriği ophiolite. The alkaline isolated dykes were probably the result of late-stage magmatism fed by melts that originated within an asthenospheric window due to slab break-off, shortly before the emplacement of the Divriği ophiolite onto the Tauride platform to the south.