Doğu Anadolu Çarpışma Zonunda Şimdiye Kadar Farkedilmeyen Dev Bir Resurgent Kaldera Karmaşığı: Ağırkaya Kalderası’nın Petrolojisi ve Jeokimyası

Abstract

Bu sunum, Doğu Anadolu çarpışma kuşağında daha önce çalışılmamış ve şimdiye kadar farkedilmeden kalmış, olasılıkla Akdeniz çevresinin en geniş alan kaplayan volkanı hakkındaki bulgularımızı içermektedir. Söz konusu volkan, Van Gölü ile Ağrı il merkezi arasında yer almakta olup güneyde Erciş, GB’da Patnos, KB’da Hamur, kuzeyde Ağrı ili, KD’da Taşlıçay ve doğuda Zilan Vadisi’nin doğu ucu ile sınırlanmış olan bir alanda bulunur. Volkan, TÜBİTAK 108Y222 projesi kapsamında çalışılmış ve en iyi yüzleklerinin görüldüğü GD eteğindeki köye izafen “Ağırkaya kalderası” olarak isimlendirilmiştir. Yaklaşık 60 km taban ve ~17 km krater çapına sahip bu volkan tahmini olarak 11.000 km2 taban alanı kaplamaktadır. Bu taban alanı ile Ağırkaya, ~10.000 km2 tabanı ile şimdiye kadar Akdeniz çevresindeki en büyük volkan olarak bilinen ve Etna’nın ~7 katı alan kaplayan Karacadağ kalkan volkanından bile daha geniş alan kaplamaktadır. Diğer taraftan Ağırkaya, ülkemizin en yüksek ve heybetli görünüme sahip volkanı olan Ağrı’nın yaklaşık iki katı bir alan kaplamaktadır. Volkan o kadar büyüktür ki, yamaçlarında ve eteklerinde Meydan (GB’da), Etrüsk (GD), Girekol (GD), Gürgürbaba (GD), Karlıca (KD) gibi orta büyüklükte ve Şekerbulak volkanik kompleksine ait koniler (B’da), Bozoğlak skorya konisi (GB) gibi küçük bir dizi volkan konisi ve lav yaygısı oturmaktadır. Ağırkaya kalderasının krater kenarlarının yüksekliği 3200 m’ye ulaşmaktadır. Krater tabanı, kraterin çökmesinden sonra tekrar 3200 m’lere kadar yükselmiştir. Dolayısıyla Ağırkaya volkanının krater tabanının ortası kaldera çökmesi sonrasında tekrar kabarmış yani “resurgent” bir kimlik kazanmıştır. Volkanın yamaç eğimlerine göre hesaplanan çökme öncesi yüksekliği 4500-5000 m civarındadır. Kaldera tabanının denizden ~1750 m yüksekte kaldığı göz önüne alınırsa, ilksel volkan konisi kaldera çökmesi ve bunu izleyen erozyon ile sonucunda 2750 ila 3200 metrelik üst kesimini kaybetmiş olmalıdır. Günümüzde aktif olan Çaldıran fay zonu, kalderanın tam ortasından geçmektedir. Kaldera ayrıca, ters atım bileşenli faylarla kesilmiş olup, kraterin dairesel olan ilksel formu bu faylarla kısmen bozulmuştur.

Kalderaya ait lavlarda elde edilmiş 5.27 ila 5.74 My arasında değişen K/Ar yaş tayinleri (Lebedev vd., 2010) Ağırkaya’nın Messiniyen (Üst Miyosen) yaşlı olduğunu göstermektedir. Ağırkaya resurgent kalderasının kaldera çöküşü öncesi birimleri, kaldera duvarları ve volkanın yamaçları boyunca geniş alanlarda mostra verirler. Bu birimler, trakiandezit (benmoreit), dasit, trakidasit, traktik ve riyolitik lavlar ve bunlarla ardalanan yaygın ve kalın kaynaklı/kaynaksız ignimbritler, pomza döküntü birimlerinden oluşur. Pomza ve ignimbrit başlıca trakitik, riyolitik, nadiren de dasitik bileşimlidir. Kaldera duvarı trakitik bileşimli dayklarla kesilmektedir. Kaldera duvarı dibinde, çöküntünün çember şeklindeki süreksizlik düzlemi boyunca siyenit ve monzonit bileşimli küçük stoklar ve sub-volkanik kütleler yerleşmiştir. Bunların kaldera çökmesi sırasında süreksizliklere yerleşmiş magma odasının uzantıları oldukları düşünülmektedir. Ayrıca kaldera duvarının dibine yakın kesimlerde, olasılıkla fayların da etkisi ile volkanın üzerine kurulduğu alttaki birimlere ait siyah şeyl-gri marn gibi ince taneli çökel kayaları da çıkmaktadır. Kaldera çökme evresi sonrasında oluşan lavlar bazalt, trakibazalt, bazaltik traki andezit ve trakiandezit bileşimlidirler. Parazitik skorya konilerinin trakiandezit gibi nispeten daha evrimleşmiş lavlardan oluştukları görülür. Tüm bu birimlerin büyük bölümü alkali karakterde olmakla birlikte yaklaşık üçte biri ise kalk-alkali bileşim sunarlar. Bazaltik lavlar orta-K, daha evrimleşmiş olanları ise genel olarak yüksek-K seri özelliği sergiler.

Ana ve iz element davranışları ve petrolojik model (ayırımsal kristallenme, AFC ve magma karışımı) sonuçlarımız, Ağırkaya kalderasına ait volkanik ürünlerin şiddetli bir feldspat (plajioklas ve K-feldspat: sanidin ve anortoklas) kristallenmesi geçirmiş sığ, ancak büyük bir magma odasında evrimleştiklerini, kristallenme sırasında önemli ölçüde kıtasal kabuk asimile ettiklerini, magma odasının periyodik olarak primitif magma tarafından tazelendiğini göstermektedir. Örümcek diyagramları ve iz element oran diyagramları, Ağırkaya lavlarının tipik bir yitim bileşeni içeren bir mantodan türedikleri ancak ada yaylarına göre daha zenginleşmiş bir kaynak bölgesinden geldiklerini göstermektedir.

Anahtar kelimeler: Doğu Anadolu, Kaldera çökmesi, Akdeniz çevresinin en büyük volkanı, Petrolojik modelleme, Resurgence.