The coexistence of the silica oversaturated (ALKOS) and undersaturated alkaline (ALKUS) rocks in the Kortundağ and Baranadağ plutons from the Central Anatolian alkaline plutonism, E Kaman / NW Kırşehir, Turkey

Abstract

Baranadağ ve Kortundağ plütonları İç Anadolu çarpışma sonrası alkali plütonizmasının, Kaman-Kırşehir yöresinde yüzeyleyen önemli üyelerini oluştururlar. Bunlardan Baranadağ plütonu, Baranadağ kuvars monzoniti olarak haritalanabilir bir litodem biriminden oluşurken;. Kortundağ plütonu, Hamit kuvars-siyeniti, Durmuşlu nefelin-nozean-melanit siyenit porfiri, Bayındır nefelin-kankrinit siyeniti ve Çamsan kuvars siyeniti gibi haritalanabilir dört litodem biriminden oluşmaktadır. Baranadağ kuvars monzoniti ve Hamit kuvars siyeniti, Kırşehir Bloğu metamorfıtlerini sıcak dokanakla kesmektedir. Diğer yandan, Durmuşlu, Bayındır ve Çamsan birimleri ise hem Hamit siyenitini ve hem de metamorfitleri kesmektedir. Baranadağ kuvars monzoniti, Hamit kuvars siyeniti ve Çamsarı kuvars siyeniti jeolojik konum, dokusal özellik ve mineralojik-kimyasal bileşim açısından bir topluluk oluşturmaktadır. Bu birimler, metamorfitleri kesmekte, alkali feldspat megakristalleri ve hornblend+ojit+biyotit mineral topluluğu içermekte ve silisçe aşırı doygun alkalin (ALKOS) karakter göstermektedir. Ayrıca bu birimler mineralojik ve jeokimyasal açıdan Baranadağ' dan Çamsarı'ya doğru fraksiyonel kristalleşme göstermektedir. Diğer bir deyişle bu üç birimin tek bir magma kaynağından itibaren fraksiyonel kristalleşme ile oluştuğu ileri sürülebilmektedir. Bunları oluşturan magmanın %10-20 arasındaki kısmi ergime derecesi ile non-modal Rayleigh/fraksiyonel tip ergimeyle zenginleşmiş üst mantodan türediği ileri sürülebilmektedir. Durmuşlu ve Bayındır birimleri, nefelin+sodalit ve melanit + arfvedsonit + egirin/egirinojitten oluşan mafik mineral topluluğu ve aynı felsik mineral topluluğu içermektedir. Her iki birim de silisçe tüketilmiş alkalin (ALKUS) karakter göstermektedir. Mineralojik-kimyasal veriler Durmuşlu' dan Bayındır' a doğru fraksiyonlanma sürecinin varlığına işaret etmektedir. Diğer bir deyişle, Bayındır ve Durmuşlu alkalin kayaçları Baranadağ, Hamit ve Çamsarı birimlerinden farklı olan bir magma kaynağından fraksiyonel kristalleşmeyle oluşmuştur. Durmuşlu ve Bayındır birimlerinin bu farklı magma kökeni %10' dan daha az ergime derecesiyle yine non-modal Rayleigh/fraksiyonel tipi kısmi ergimeyle zenginleşmiş üst mantodan kaynaklandığı ileri sürülebilir. Bu açıdan düşünüldüğünde Kaman yöresi (NW Kırşehir) alkalin kayaçlarının farklı zamanlarda üst manto malzemesinin farklı kısmi ergime derecesinde kısmi ergimesiyle oluşan iki farklı magma kaynağından fraksiyonel kristalleşme ile oluştuğu ileri sürülebilmektedir.

Baranadağ and Kortundağ plutons, outcropping in the Kaman-Kırşehir region, constitute the important members of the Central Anatolian post-collisional alkaline plutonism. The Baranadağ pluton comprises only one lithodem called Baranadağ quartz monzonite, whereas, the Kortundağ pluton consists of four mapable units such as Hamit quartz syenite, Durmuşlu nepheline-nosean-melanite porphyritic syenite, Bayındır nepheline-cancrinite syenite, and Çamsarı quartz syenite. Among these units, the Baranadağ quartz monzonite and Hamit quartz syenite cut the metamorphics of the Kırşehir Block. On the other hand, Durmuşlu, Bayındır and Çamsarı are emplaced in both the Hamit quartz syenite and the metamorphics. The Baranadağ quartz monzonite, Hamit quartz syenite and Çamsan quartz syenite determine an association by means of geological setting, textural features, and mineralogical-chemical composition. These units contain feldspar megacrysts, an association of hornblende + augite + biotite, and have silica saturated alkaline (ALKOS) character. These units also show fractional crystallization from Baranadağ to Çamsan by means of mineralogical and geochemical data. It has been proposed that these three units were formed by fractional crystallization from a single magma source. Durmuşlu and Bayındır units, on the other hand, contain the same felsic and mafic mineral assemblages which consist of nepheline + sodalite, and melanite + arfvedsonite + aegirine/aegirine-augite, respectively. These two units show silica undersaturated alkaline (ALKUS) character. These mineralogical-chemical data also reveal that there has been a fractionation process occurred from the Durmuşlu to Bayındır. In other words, alkaline rocks of Bayındır and Durmuşlu formed by fractional crystallization from a magma source which is different than that of Baranadağ, Hamit and Çamsarı units. This different magma source of the Durmuşlu and Bayındır units is also assumed to be generated subsequently from the enriched upper mantle material. It is proposed that ALKOS and ALKUS rocks were formed by fractional crystallization from two different magma sources which were probably formed by the partial melting of upper mantle material with different degrees of melting in different times.