Pamukkale Univ Muh Bilim Derg. 2021; 27(6): 744-755 | DOI: 10.5505/pajes.2021.32847

Petrography and geochemistry of Bahatlar volcanites (Emet-Kütahya)

Cafer Özkul, Recep Uður Acar, Mehmet Demirbilek
Kütahya Dumlupýnar University

In western Anatolia, volcanic rocks in the Eocene-Quaternary age range are widely outcropped. Early Miocene volcanics are represented as andesite, dacite and rhyolites in Kütahya and its surroundings. In this study, the whole rock, Sr-Nd-Pb and O isotope geochemistry and K-Ar geochronology data of the volcanic unit consisting of rhyolites outcropping in the Emet Borate Basin will be presented. Petrographic properties of the studied volcanites are generally observed in the porphyritic vitrophyric texture, and their composition consists of plagioclase, biotite, quartz, sanidine and amphibole minerals. The major and trace element variation of the volcanites, which have calc-alkaline affinity and contain high-K, indicate that plagioclase, amphibole, biotite and alkali feldspar fractionation is effective in the evolution of rocks. In addition, high LILE and LREE and low Nb, Zr, Y and Ti contents indicate that fractional crystallization, crustal contamination and / or assimilation play an important role in the evolution of volcanites and that their main magmas are derived from an enriched source. The whole rock K-Ar aging method shows that the age of the sample belonging to the studied volcanites is 21.4 ± 0.6 Ma. According to the obtained isotope results, (87Sr 86Sr)i ratio is 0.708885, (143Nd/144Nd) i ratio is 0.512347206Pb/204Pb isotope ratio 19.04, 207Pb /204Pb isotope ratio is 15.6790 and 208Pb/204Pb isotope ratio is 37.9130 and δ18O ratio is 11.3 ‰. The obtained geochronological, geochemical, and isotopic data indicate that the investigated volcanics were formed in the volcanic arc environment and that fractional crystallization, as well as enrichment in the source mantle area and crustal pollution / assimilation (AFC) processes, have been influenced in their evolution.

Keywords: Miocene volcanics, K-Ar Geochronology, Sr-Nd-Pb and O isotope geochemistry, Emet Borate Basin, Kütahya

---

Bahatlar volkanitlerinin (Emet-Kütahya) petrografisi ve jeokimyasý

Cafer Özkul, Recep Uður Acar, Mehmet Demirbilek
Kütahya Dumlupýnar Üniversitesi

Batý Anadolu’da Eosen-Kuvaterner yaþ aralýðýnda volkanik kayaçlar yaygýn olarak yüzlek vermektedir. Erken Miyosen volkanitleri Kütahya ve çevresinde andezit, dasit ve riyolitler þeklinde temsil edilmektedir. Bu çalýþmada Emet Bor Havzasý’nda yüzeyleyen riyolitlerden oluþan volkanik birimin tüm kayaç, Sr-Nd-Pb ve O izotop jeokimyasý ile K-Ar jeokronolojisi verileri sunulacaktýr. Petrografik özellikleri incelenen volkanitler genel olarak vitrofirik porfirik dokuda gözleniyor olup, bileþimi genel olarak; plajiyoklaz, biyotit, kuvars, sanidin ve amfibol minerallerinden oluþmaktadýr. Kalkalkalen afinite gösteren ve yüksek-K içeren volkanitlerin, ana ve iz element deðiþimleri, kayaçlarýn geliþiminde plajiyoklas, amfibol, biyotit ve alkali feldispat fraksiyonlaþmasýnýn etkili olduðuna iþaret etmektedir. Ayrýca yüksek LILE ve LREE ile düþük Nb, Zr, Y ve Ti içerikleri; bu volkanitlerin geliþiminde fraksiyonel kristallenme, kabuk katkýsý ve/veya asimilasyonun kayaçlarýn oluþumunda önemli bir rol oynadýðýný ve ana magmalarýnýn zenginleþmiþ bir kaynaktan türediðine iþaret etmektedir. Tüm kayaç K-Ar yaþlandýrma yöntemi ile, incelenen volkanitlere ait örneðin yaþýnýn 21.4±0.6 My olduðunu göstermektedir. Elde edilen izotop sonuçlarýna göre; (87Sr/86Sr)i oraný 0.708885, (143Nd/144Nd)i oraný 0,512347 206Pb/204Pb izotop oraný 19.04, 207Pb/204Pb izotop oraný 15,6790 ve 208Pb/204Pb izotop oraný 37.9130 ve δ18O oraný ise 11.3 ‰ olarak belirlenmiþtir. Elde edilen jeokronolojik, jeokimyasal ve izotopik veriler incelenen volkanitlerin volkanik yay ortamýnda oluþtuðunu ve oluþumunda fraksiyonel kristallenme ile beraber ayrýca kaynak manto bölgesinde zenginleþme ve kabuk kirliliðinin/asimilasyon (AFC) süreçlerinin etkisini taþýdýðýný iþaret etmektedir.

Anahtar Kelimeler: Miyosen volkanitleri, K-Ar Jeokronolojisi, Sr-Nd-Pb ve O izotop jeokimyasý, Emet Bor Havzasý, Kütahya

---