Stratigraphy, tectonic evolution and petrogenesis of the volcanic rocks in the Gördes, Demirci and Emet basins (Western Anatolia)

Abstract

KD-GB uzanımlı Gördes, Demirci ve Emet havzasından elde edilen yeni stratigrafik, yapısal, jeokimyasal (toplam kaya ana ve iz element, Sr, Nd, Pb ve O izotopları) ve Ar/Ar yaş verileri sunulmuştur. Veriler, farklı tiplerde genişlemeli ve transtensiyonal havza tiplerinin farklı evrelerde ve Menderes Masifi'nin çekirdek kompleksi şeklinde episodik olarak yüzeylemesi sırasında K-G yönlü genişlemeli tektonik rejim altında meydana geldiğini gösterir. Erken-orta Miyosen volkanik kayaları yüksek-K kalk-alkali, şoşonitik ve ultrapotasik olarak sınıflanır. Geç Miyosen bazaltları erken-orta Miyosen volkanitleri ile Na-alkali Kuvaterner Kula volkanitleri (KKV) arasında geçişli jeokimyaya sahiptir. En ilksel kayaların jeokimyasal özellikleri; (1) erken-orta Miyosen volkanik kayalarının orijinal olarak İlksel Manto benzeri olan ve daha sonra zenginleşmiş olan bir manto kaynağından türediğini ve bu kayaların manto kaynağının, kuzeydeki Eosen volkanitlerinden ve çevredeki diğer volkanik kayalardan farklı olduğunu gösterir. Şoşonitik ve ultrapotasik mafik volkanik kayaların manto kaynağı yitim ilişkili ve litosferik manto içinde meydana gelen ?çok evreli ergime ve ergiyik etkileşimi? işlevler ile zenginleşmiştir. Bu zenginleşmenin etkisi batıdan doğuya doğru artar. Yüksek-K, kalk-alkali feslik volkanik kayaların iz element özellikleri bunların başlıca alt kabuğun ergimesinden türeyen magmaların mantodan türeme magmalar ile karışarak oluştuklarını gösterir. Bu kayalar daha sonra üst kabuktaki ayrımlaşmalı kristalizasyon işlevleri ile andezitlerden riyolitlere evrilmiştir ve iki evreli petrojenetik evrime sahiptir. New stratigraphic, structural, geochemical (whole rock major and trace elements, and Sr, Nd, Pb and O isotopes) and Ar/Ar age data from the NE?SW-trending Gördes, Demirci and Emet basins are presented. The data show that the different types of extensional to transtensional basins were superimposed, and they were all developed under N?S-directed extension as the Menderes Massif is episodically exhumed as a core complex. The early-middle Miocene volcanic rocks are classified as high-K calc-alkaline (felsic), and shoshonitic and ultrapotassic (mafic), with the late Miocene basalts being transitional between the early-middle Miocene volcanites and the Na-alkaline Quaternary Kula volcanites (QKV). The geochemical characteristics of the most primitive rocks indicate that (1) early-middle Miocene volcanic rocks were derived from a Primitive Mantle-like mantle source underwent to enrichment processes, (2) the mantle source of these rocks was distinct from those of the Eocene volcanic rocks located further north, and of the other volcanic provinces in the region. The mantle source of the shoshonitic and ultrapotassic mafic volcanic rocks was influenced by enrichment processes related to subduction and ?multi-stage melting and melt percolation? processes in the lithospheric mantle. The influence of the latter event increases from west to east. Geochemical features of the high-K calc-alkali felsic rocks indicate that they were derived mainly from lower continental crustal melts which then mixed with mantle-derived lavas. These rocks then underwent differentiation from andesites to rhyolites via nearly pure fractional crystallization processes in the upper crust.