Geochemistry of Neogene Lacustrine Sediments from Western of Elazığ (Turkey): Implications for Provenance and Tectonic Setting

Abstract

Sediment geochemistry of the Neogene lacustrine environment from Karabakır Formation in the western of Elazığ, were used to constrain provenance and tectonic setting. The basement of the studied sediments is Permo-Triassic Keban Metamorphics, upper Cretaceous Elazığ Magmatics, middle Eoceneupper Oligocene marine Kırkgeçit Formation. The Neogene basaltic volcanics are at the top of the lacustrine sediments in the area. The lacustrine deposit of Karabakır Formation consists of clayey limestone and limestones. Clayey-limestone samples were collected from Kurttepe section of the formation, and were analyzed for major, trace and rare earth elements (REEs). Samples were compared with Aksaray Neogene lacustrine occurrences which are very close to the investigated lacustrine sediments. Geochemistry of Kurttepe and Aksaray samples shows similarity. In two group samples, Th, Zr, Nb, Y and Ba are lower, Cu, Zn, Sc, Ni, V, and Y are higher contents of with respect to PAAS which can be explained as the result of lacustrine sediments derivation from more basic source than the PAAS. La/Sc, La/Co, Th/Co, Th/Sc, La/Cr ratios of Kurttepe samples are concordant with andesites and Th/Cr are concordant with basalts. Chondrite normalized of two datagroups show that REE patterns have low LREE/HREE ratios and no Eu anomalies, and different from Post Archean Australian Shale (PAAS), showing the source of two sample groups have basic - neutral in character. The samples fall within the volcanic arc basalt (VIB) and normal MORB (N-MORB) field in the discriminant plot of 2Nb-Zr/4 - Y. Samples fall in the oceanic island arc field in the plot of La/Sc vs. Ti/Zr. All geochemical data show that Elazığ Magmatics are the main magmatic unit which could give material to the lacustrine sediments.

Elazığ batısında Karabakır Formasyonu’na ait Neojen göl ortamın jeokimyası kaynak kayaç ve tektonik ortam tayini için bu sedimanların jeokimyası kullanılmıştır. Çalışılan sedimanların temel kayaçlarını Permo-Triyas Keban Metamorfitleri, üst Kretase Elazığ Magmatitleri, orta Eosen-üst Oligosen denizel Kırkgeçit Formasyonu oluşturmaktadır. Neojen bazaltik volkanitler göl sedimanların üzerinde yer alır. KarabakırFormasyonu’nun göl yataklarını killi kireçtaşıve kireçtaşları oluşturmaktadır. Killi kireçtaşı örnekleri Kurttepe kesitinden alınmıştır veve majör, iz ve nadir toprak elementleri (NTE) analiz edilmiştir. Örnekler incelenen göl sedimanlara çok yakın olan Aksaray Neojen göl oluşumları ile karşılaştırılmıştır. Kurttepe ve Aksaray örneklerinin jeokimyası benzerlik göstermektedir. Arkean sonrası Avustralya Şeylleri (PAAS) verilerine göre iki örnek grubunda Th, Zr, Nb, Y, Ba düşük, Cu, Zn, Sc, Ni, V yüksek olması bu sedimanların kaynak kaya bileşiminin PAAS’a göre daha bazik olduğunu göstermektedir. Kurttepe örneklerinin La/Sc, La/Co, Th/Sc, Th/Co, Th/Sc, La/Cr oranları andezit bileşimi, Th/Cr basalt bileşimi ile uyumludur. İki örnek grubu verilerinin kondrite normalize diyagramları düşük LREE/HREE oranları ve Eu anomalisi göstermemektedir ve PAAS’dan farklıdır. Bu da bu örneklerin baziknötral bileşimde olduğunu göstermektedir. Örnekler 2Nb-Zr/4 - Y üçgen diyagramında volkanik yay bazaltı (VIB) ve normal MORB (N-MORB) alanına düşmektedir. La/Sc değerlerine karşı Ti/Zr değerlerine göre çizilen diyagramlarda örnekler okyanus adayayı alanına düşmektedir. Tüm jeokimyasal veriler Elazığ Magmatitleri’nin gölsedimanlaına malzeme veren ana magmatik birim olduğunu göstermektedir.