Petrogenesis of the Kösedağ pluton, Suşehri-NE Sivas, east-central Pontides, Turkey

Abstract

Kösedağ plütonu, orta Pontidlerin doğu kesiminde Suşehri-KD Sivas yöresinde Eosen yaşlı volkanosedimanter kayaçlar içerisinde sığ sokulumlu siyenitik bir plüton olarak yüzeylenir ve Erken Miyosen (Akitaniyen) yaşlı lagünel kireçtaşları tarafından uyumsuzlukla örtülür. Kösedağ siyeniti başlıca siyenit ve kuvars siyenit bileşimli kayaçlardan oluşur. Bu kayaçlar, tipik olarak K-feldispat megakristallerinin varlığıyla belirginleşen faneritik-porfirik dokuya sahip olup; megakristaller, başlıca K-feldispat, plajiyoklaz, klinopiroksen, amfibol, biyotit ve kuvars minerallerinden oluşan kaba ve orta-taneli bir hamur içerisinde dağılmış olarak bulunurlar. Ana element jeokimyası yüksek-K’lu, alkalin, metaluminodan çok hafifçe peralüminoya değişen düşük alüminyum satürasyon indisine sahip özellikler sunmaktadır. Magmanın katılaşması sırasında fraksiyonel kristallenme süreci ile bileşimin değiştiği ve böylece siyenitlerin önce, kuvars siyenitlerin ise daha sonra oluştuğu belirlenmiştir. Eser element jeokimyası verileri, Kösedağ batoliti magmasının, daha önceki bir dalma-batma zonundan türemiş çözeltilerce metasomatizmaya uğratılmış bir metasomatik manto kaynağından türediğini gösterir. Böyle bir metasomatik kaynak malzeme, İzmir- Ankara-Erzincan kenet kuşağı boyunca Avrasya levhası ve Torid-Anatolid platformu arasında meydana gelen çarpışma zonuna tektonik dilimler olarak eklenmiş olabilir. Böyle bir manto malzemesi, kıta-kıta çarpışmasını izleyen litosferik dilim kopmasına (slab break-off) bağlı olarak meydana gelebilecek bir gerilme rejimi altında kısmi erimeye uğrayarak yüksek K’lu, alkalin, metalümino, A-tipi Kösedağ siyeniti magmasını üretmiş olabilir.

The Kösedağ syenite crops out as a shallow-seated pluton within the Eocene volcano-sedimentary rocks and is unconformably overlain by Lower Miocene limestones in the Suşehri-NE Sivas region, east-central Pontides. It consists of syenites and quartz syenites with a phaneritic, porphyritic texture characterized by K-feldspar megacrysts set in a coarse- to medium-grained groundmass comprising K-feldspar, plagioclase, clinopyroxene, amphibole, biotite and quartz. Major element geochemistry data reveal a high-K, alkaline, metaluminous to slightly peraluminous character, with a low Aluminum Saturation Index (ASI) value. The main solidification process, which modified the composition of magma during crystallization, was fractional crystallization, in which syenites solidified first, and quartz syenites later. Trace element geochemistry data reveal that the magma source of the Kösedağ pluton was a metasomatized mantle affected by subduction-derived fluids. This magma source could have been derived from partial melting of a metasomatized mantle layer which was accreted into the collision zone between the Eurasian plate and the Tauride-Anatolide platform along the İzmir-Ankara-Erzincan suture zone. A post-collisional extensional regime, induced by slab break-off following the continent-continent collision, may have melted these metasomatized mantle slices to produce the high-K, alkaline, metaluminous magma source of the Kösedağ syenite.