İstanbul kuzeyindeki Üst Kretase volkanojenik istiflerinin magmatik evrimi ve jeodinamik ortamı


KESKİN M. , USTAÖMER T. , YENİYOL M.

in: İstanbul'un Jeolojisi Sempozyumu III Kitabı, Örgün Y., Yılmaz Şahin S., Editor, İtü, İstanbul, pp.130-180, 2010

  • Publication Type: Book Chapter / Chapter Research Book
  • Publication Date: 2010
  • Publisher: İtü
  • City: İstanbul
  • Page Numbers: pp.130-180
  • Editors: Örgün Y., Yılmaz Şahin S., Editor

Abstract

 

The Late Cretaceous volcanogenic sequence, named the Kavaklar group, is divided into three conformable formations. From bottom tho he top these are: (1) the Bozhane, (2) Garipçe, and (3) Kısırkaya formations. The Bozhane formation consists of siliciclastic turbidites. The Garipçe formation, on the other hand, is made up of volcaniclastic deposition units produced by debris flows, reaching up to 50 m in thickness, hyaloclastics, volcanic breccias, and epiclastic sandstones with minor lava flows. There are virtually no pyroclastic deposits in this formation. Measured apparent thickness of the Garipçe formation is over 2000 m. Grain size in individual beds gradually gets finer while thicknesses of the bed get thinner towards the top of the sequence. The uppermost unit, the Kısırkaya formation, is composed of olivine-basalts and their epi- and pyro-clastic equivalents. From the perspective of volcanic facies concept, it displays a great resemblance to a sequence formed in a lava delta environment. The Kavaklar group is cut by basic to intermediate dykes along a number of definite zones.

Late Cretaceous volcanism across the Western Pontides followed two stages of activity: Early and Late Stages. During the Early Stage between Middle Turonian and end of Coniacian, lavas with a calc-alkaline character and a distinct subduction signature erupted (i.e. Bozhane fm. in the north of Istanbul and Dereköy fm. in the East). The aforementioned lavas and associated volcaniclastics are intercalated with deep marine sediments. The volcanic activity ceased throughout the W Pontides between Late Santonian and Early Campanian, during the deposition of a red pelagic carbonates (i.e. Unaz fm.). By Early Campanian (i.e. the Late Stage), volcanic activity was resumed all over the region during the deposition of the Garipçe formation in the north of Istanbul and Cambu formation in the East, outside of the study area. Volcanic activity became more intensified during the Late Stage, producing a much greater volume of volcanic material compared to that of the Early Stage. At the beginning, calcalkaline lavas dominated the volcanic sequence however, around the middle of the Late Stage, alkaline and mildly-alkaline (mostly aphyric) lavas began erupting, intercalated with calcalkaline lavas. These two contrasting magma series interacted intensively with each other via magma mixing during their magma chamber evolutions. Alkaline lavas (i.e. Kısırkaya fm.) became gradually dominant towards the end of the Late Stage while lavas chemistry, in general, was becoming more basic. Our data support a model for the genesis of the Late Cretaceous lavas, in which magma generation was associated with an extensional arc setting.

Keywords: Black Sea, Western Pontides, Late Cretaceous, volcanism, volcaniclastics, subduction component, magma mixing.

 

İstanbul’un kuzeyinde yüzeylenen Üst Kretase yaşlı volkanojenik istifler, Kavaklar grubu olarak isimlendirilmiştir ve alttan üste birbirleri ile uyumlu (1) Bozhane, (2) Garipçe ve (3) Kısırkaya formasyonlarından meydana gelirler. Bozhane formasyonu başlıca silisiklastik türbiditlerden oluşur. Ölçülmüş görünür kalınlığı 2000 m’den fazla olan Garipçe fm., kalınlığı 50 m’yi yer yer aşan moloz akıntısı ürünü volkanoklastik çökelme üniteleri, hyaloklastitler, volkanik breş, epiklastik kumtaşı ve az oranda lav akıntılarından oluşur. Birim içinde piroklastik ürünlere hemen hiç rastlanmaz. Garipçe fm’nun üst düzeylerine doğru tane boyu ve tabaka kalınlıkları incelir. En üstte yer alan Kısırkaya formasyonu, olivinli bazaltik lav ve bunların epi- ve piro-klastik eşdeğerlerinden oluşur. Volkanik fasiyes açısından bir lav deltasına benzer özellikler sergiler. Kavaklar grubu, belirli zonlar boyunca ortaç ve bazik dayklar tarafından kesilmektedir.

Kretase volkanizması bölgesel anlama incelendiğinde, Batı Pontidler’in uzanımı boyunca Erken ve Geç Evreler olmak üzere iki aktivite dönemine ayrılabilir. Orta Türoniyen ve Koniasiyen sonu arasında yer alan Erken Evre’de tipik bir yay bileşimi içeren kalk alkali lavlar püskürmüştür (Bozhane formasyonu; çalışma alanı dışındaki doğu alanlarda ise Dereköy fm.). Söz konusu lavlar ve ortaya çıkmış olan volkano-klastikler, derin denizel çökeller ile ardışımlı olarak bulunurlar. Geç Santoniyen – Erken Kampaniyen zaman aralığında volkanizma Batı Pontidler’in uzanımı boyunca sönümlenmiş, bu evrede kırmızı renkli pelajik karbonatlar (çalışma alanı dışındaki doğu alanlarda Unaz fm.) çökelmiştir. Erken Kampaniyen’de Garipçe formasyonunun (ve doğuda çalışma alanı dışındaki eşdeğeri Cambu formasyonunun) çökelimi sırasında volkanik aktivite bölge genelinde tekrar başlamıştır. Volkanizma Geç Evre’de şiddetini arttırmış, Erken Evre’ye nazaran daha büyük hacimlerde volkanik malzeme üretmiştir. Başlangıçta volkanik istifte kalk-alkali lavlar egemenken, Geç Evre’nin ortasına doğru (çoğunlukla afirik dokulu) alkali ve zayıf-alkali lavlar, kalk-alkali lavlara eşlik etmiştir. Köken ve karakter açısından birbirlerinden çok farklı bu iki magma serisi, magma odası evrimleri süresince birbirleri ile “magma karışımı” işlemi ile etkileşime uğramışlardır. Geç Evre’nin sonuna doğru lav kimyası giderek bazikleşirken, alkali lavlar (Kısırkaya formasyonu) istife egemen olmuştur. Eldeki veriler Üst Kretase lavlarının kökeninin, gerilmeli bir yay ile ilişkili olabileceğini göstermektedir.

Anahtar kelimeler: Karadeniz, Batı Pontidler, Üst Kretase, volkanizma, volkano-klastikler, yitim bileşeni, magma karışımı.