Ağırkaya Kalderasının Magma Odası Süreçlerinin Petrolojik Modellemesi, Doğu Anadolu, Türkiye

Abstract

Ağırkaya kalderası, Erciş – Patnos – Ağrı ili arasındaki alanda yüzeylenmiş çok büyük bir

kalderadır. Söz konusu kaldera, ~60 km çaplı bir tabana, 17 km çaplı çok geniş bir kratere

sahiptir ve Ağrı volkanının iki, Nemrut volkanının ise 5,5 katından biraz daha geniş bir

alan (yani ~2.800 km2) kaplamaktadır. Volkanın yamaçlarında ve yakın çevresinde büyük

strato-volkanlardan küçük skorya konilerine kadar farklı boyutlarda bir dizi volkan yer

almaktadır. Bunlar; G’de Meydan kalderası ve üzerine gelen Gürgürbaba riyolitik coluee’si,

GD’da Etrüsk strato- ve Girekol minyatür kalkan volkanı, KD’da Karlıca, B’da Şekerbulak

volkanik kompleksine ait koniler ve GB’da ise Bozoğlak skorya konisidir. “Resurgent”

tipi bir kaldera olan Ağırkaya’nın krater kenarlarının ve krater tabanının azami yüksekliği

3200 m’ye ulaşmaktadır. Volkanın hesaplanan kaldera çökme öncesi yüksekliği 4500-5000

m civarındadır ve bu çok daha yayvan olmakla birlikte, Ağrı volkanı yüksekliğindedir.

Hesaplara göre, ilksel volkan konisinin 2750 - 3200 metrelik üst kesimi, kaldera çökme olayı

ve bunu izleyen erozyon sonucunda yok olmuştur. Aktif Çaldıran (Tutak) fay zonu, KBBGDD

doğrultusunda kalderayı tam ortasından biçmekedir.

Ağırkaya kalderası, 108Y222 nolu TÜBİTAK-RFBR projesi kapsamında çalışılmıştır.

Jeokronolojik (K/Ar) verilere göre yaşı 5.3 - 5.7 My arasında değişen (Mesiniyen) Ağırkaya

kalderasının volkanik birimleri, (1) kaldera çöküşü öncesi ve (2) sonrası olarak ikiye ayrılırlar.

Kaldera çöküşü öncesi lavları başlıca benmoreit, dasit, trakidasit, trakit ve riyolit ile temsil

edilirlerken bunlarla ardalanan ve hacimsel olarak üste doğru artan piroklastikler, trakitik,

dasitik ve riyolitik bileşimli kalın kaynaklı/kaynaksız ignimbritler ve pomza dökünüleri ile

temsil edilirler. Kaldera duvarı trakitik bileşimli dayklarla kesilir. Kalderanın çember kırığına

ise yer yer siyenit/monzonit bileşimli stoklar yerleşmiştir. Kaldera çöküşü sonrasında oluşan

lavlar bazalt, trakibazalt, bazaltik-trakiandezit ve trakiandezit bileşimlidirler. TAS sınıflama

diyagramında Ağırkaya lavlarının büyük çoğunluğu alkali-sub alkali çizigisi üzerinde

ve çevresinde yer alır. Ağırkaya kalderasının volkanik birimlerinin büyük bölümü alkali,

yaklaşık üçte biri ise kalk-alkali karakter sunarlar. K2O’ya karşı SiO2 diyagramında bazaltik

lavlar orta-K, daha evrimleşmiş olanları ise yüksek-K serisine düşer. Artan SiO2’ye karşı Al2O3, Na2O, Sr ve Ba’da belirgin düşüşler, magma odasında ortaç bileşimden itibaren

şiddetli bir feldspat (plajioklas ve alkali feldspat) kristallenmesine bağlıdır. Lavların bir

bölümünde Nb ve Zr’un artan SiO2 ile negatif trend sergilemesi, ortaç ve asit magmalardan

sırasıyla biyotit ve zirkon gibi aksesuar mineral kristallenmesi ile açıklanabilir. Fraksiyonel

kristallenme (FC), magma karışımı ve asimilasyonla birlikte gelişen kristallenme (AFC)

işlemlerinin petrolojik modelleme sonuçları, Messiniyen’de Ağırkaya kalderasının altında

sığ derinliklerde yer almış büyük bir magma odasında, magmatik ayırımlaşmaya feldspat

(plajioklas, sanidin ve anortoklas) ± amfibol ± biyotit kristallenmesinin egemen olduğunu,

ancak kıtasal kabuk malzemesinin bu magma kitlesine asimilasyon işlemi ile önemli

hacimlerde katılmış olduğunu, ortaya çıkan hibrit magmanın ise primitif magma tarafından

periyodik olarak tazelendiğine işaret etmektedir. Örümcek diyagramları ve iz element oran

diyagramları, Ağırkaya lavlarının tipik bir yitim bileşeni içeren sığda yerleşmiş mantodan

türedikleri ancak ada yaylarına göre daha zenginleşmiş bir kaynak bölgesinden geldiklerini

göstermektedir.

Anahtar Kelimeler: Doğu Anadolu, Kaldera çökmesi, magma odası işlemleri, Petrolojik

modelleme