Petrology of the post-collisional, within-plate Yıldızdağ gabbroic pluton, Yıldızeli-Sivas region, Central Anatolia, Turkey

Abstract

Yıldızdağ gabrosu, Neo-Tetis'in kuzey kolundan türemiş ofiyolitik melanj ve Kırşehir bloğu veya Orta Anadolu kristalin kompleksi olarak tanımlanan kıtasal kabuk malzemesine ait metasedimentlerle imbrikasyon yapısı oluşturan Paleosen-Eosen yaşlı Yakupoğlan formasyonunu sıcak dokanakla kesmektedir. Yıldızdağ plütonu, gabroyik ana kütle, diyoritik kenar fasiyesi ve mikrodiyoritik dayklar gibi haritalanabilir alt birimlere ayrılabilmektedir.Mineralojik-jeokimyasal (ana, eser ve REE) veriler, gabroyik ana kütle ile diyoritik kayaçların oluşumunda, bir magma kaynağının katılaşması esnasında, sırasıyla, manyetit + olivin +öjit + kalsik plajiyoklaz ve hornblehd + biyotit + ortaç plajiyoklaz mineral topluluklarının fraksiyonlanması / birikmesi sürecinin etkili olduğunu göstermiştir. Bu mineral topluluklarının fraksiyonlanma/birikme süreci, aynı zamanda, gabroyik ana kütlenin toleyitik, diyoritik kayaçların ise kal-kalkalin karakter kazanmalarına da neden olmuştur. Diğer taraftan, bazı diyoritik kayaçlardaki Pb ve Nb gibi kabuksal elementlerin yüksek içerikleri ise, magmanın yükselmesi/soğuması sırasında kabuksal kayaçları asimile etmesinden dolayı kabuksal kirlenme sürecinin jeokimyasal kanıtları olarak değerlendirilmiştir. REE jeokimyasal modellemesine dayandırılan çalışmalar, mafık-toleyitik bileşimli Yıldızdağ gabrosu magma kaynağının, üst manto kaynak kayaçlarının non-modal Rayleigh tipinde ve % 25'e kadar ulaşabilen bir kısmi erimeye uğraması sonucu meydana gelmiş olabileceğini göstermiştir. Mineralojik-petrolojik ve bölgesel jeolojik veriler birlikte değerlendirildiğinde, Yıldızdağ gabrosunun oluşumu için şöyle bir petrojenez mekanizması ileri sürülebilmektedir: Yıldızdağ gabrosunun magma kaynağı, üst manto kayaçlarının, litosferik incelme nedeniyle meydana gelecek gerilme rejimi altında gelişen adiyabatik dekompresyon mekanizmasıyla kısmi erimeye uğraması sonucu meydana gelmiş olabilir. Böyle bir tektonik rejim, Neo-Tetis'in kuzey kolunun, Ankara-Erzincan sütur zonu boyunca tüketilmesinden sonra Üst Kretase'de meydana gelen Anatolid-Pontid çarpışmasına bağlı kabuk kalınlaşmasından sonra meydana gelebilir. Anatolid-Pontid levhaları, çarpışmadan sonra bir tek levha gibi davranmış olduklarından dolayı, böyle bir magma oluşumunun, aynı zamanda, çarpışma sonrası - levha içi magmatizma olarak da tanımlanabileceği ileri sürülmektedir.

The Yıldızdağ gabbroic pluton intrudes the Paleocene-Eocene Yakupoğlan formation which is imbricated with the ophiolitic melange of the northern branch of the Neo-Tethyan ocean, and the crustal metasediments of Kırşehir block or Central Anatolian Crystalline Complex. It is subdivided into some mapable subunits such as gabbroic main body, dioritic marginal facies and micro-dibritic dykes. Mineralogical-geochemical (major, some trace and REE) data reveal that the magnetite + olivine + augite + calcic pla-gioclase, and hornblende + biotite + intermediate (or sodic) plagioclase fractionation/accumulation has formed the gabbroic main body and dioritic rocks, respectively, during the solidification of a single mafic magma source. The fractionation/accumulation of these mineral associations has also caused to possess tholeiitic and calc-alkaline characters for the gabbroic main body and dioritic rocks, respectively. The high contents of some crustal elements like Pb and Nb in some dioritic rocks also remark the evidences of crustal contamination by digestion of crustal rocks during ascending/cooling of magma. The mafic-tholeiitic magma source of the Yıldızdağ gabbroic pluton is proposed to be derived from the non-modal Rayleigh type partial melting of upper mantle source rocks with a partial melting degree of up-to 25 % on the basis of REE geochemical modeling. Mineralogical-petrological and regional geology data on the Yıldızdağ gabbroic pluton can suggest the following petrogenesis model. The magma source of the Yıldızdağ gabbroic pluton has been derived from the partial melting of upper mantle source rocks by adiabatic decompression mechanism under the tensional regime due to lithospheric attenuation. Such a tectonic regime can be created after the crustal thickening, i.e. imbrication, formed by the Upper Cretaceous collision of Anatolides and Pontides after the consumption of the northern branch of Neo-Tethyan oceanic crust along the Ankara-Erzincan suture zone. This juxtaposition of Anatolides and Pontides made them to behave as a single plate, so that, the magma genesis can be identified as a post-collisional, within plate magmatism.