background image

GEOLOGICA CARPATHICA

, JUNE 2019, 70, 3, 261–276

doi: 10.2478/geoca-2019-0015

www.geologicacarpathica.com

The Upper Cretaceous intrusive rocks  

with extensive crustal contribution in  

Hacımahmutuşağı Area (Aksaray/Turkey) 

SERHAT KÖKSAL

Middle East Technical University, Central Laboratory, R&D Research and Training Center, Radiogenic Isotope Laboratory, TR-06800, 

Ankara, Turkey; skoksal@metu.edu.tr

(Manuscript received January 9, 2019; accepted in revised form April 23, 2019)

Abstract: The Hacımahmutuşağı area (Aksaray/Turkey) is located in the western part of the Central Anatolian Crystalline 

Complex (CACC). Gneiss and marble compose the basement units, while intrusive rocks are gabbros and granitoids.  

The  pegmatitic  hornblende  gabbros  contain  pegmatitic  to  fine-grained  hornblendes,  plagioclase,  clinopyroxene,  and   

accessory  opaque  minerals.  The  fine-grained  gabbros,  on  the  other  hand,  are  composed  of  plagioclase,  hornblende,   

and biotite as major components whereas the apatite and opaque minerals are present in accessory content. Granitic– 

granodioritic rocks are the common intrusive rock types in the area, and constitute quartz, orthoclase, plagioclase and 

biotite, and accessory zircon and opaque minerals. Leucogranites, comprising quartz, orthoclase, plagioclase with minor 

biotite,  hornblende,  and  with  accessory  apatite  and  opaque  minerals,  are  found  as  dykes  intruding  the  marble  and   

the granitic–granodioritic rocks. Strontium–neodymium isotope data of gabbros and granitoids have high 

87

Sr/

86

Sr

(i)

 ratios 

(0.7076 to 0.7117) and low ɛNd

(i)

 values (−5.0 to −9.8) point out enriched source and pronounced crustal contribution  

in their genesis. In the Hacımahmutuşağı area, it is plausible that the heat increase caused by the hot zone, which was 

generated by underplating mafic magma along with the hydrous mafic sills in the lower crust, might have resulted in 

partial melts from crystallized mafic sills and older crustal rocks. It can be suggested that these hybrid melts adiabatically 

rose to the shallow crust, ponded and crystallized there and formed the magma source of the intrusive rocks within  

the Hacımahmutuşağı area and the other hybrid granitic rocks with crustal signatures in the CACC. Geochemical data 

indicate that granitoids and gabbros are collision to post-collision related sub-alkaline rocks derived from an enriched 

source with extensive crustal inputs. 

Key words: Hacımahmutuşağı, Central Anatolia, granitoids, gabbros, Sr–Nd isotopes.

Introduction

Intrusive igneous rocks are common rock types in the earth’s 

crust and exist in various tectonic settings, ranging from sub-

duction and collision related regions to intra-continental areas 

(e.g., Pitcher 1979; Pearce et al. 1984). They have particular 

importance in complex tectonic regimes like Alpine Oroge-

nesis, which was effective in Central Anatolia (Turkey) during 

the closure of the Neotethyan Ocean in the Late Cretaceous 

(e.g., Moix et al. 2008; Göncüoğlu et al. 1997a, 2015). Traces 

of  this  belt  were  recorded  within  the  ophiolitic  units  over-

thrusting the basement units and the related igneous rocks  

in the Central Anatolian Crystalline Complex (CACC) (e.g., 

Göncüoğlu et al. 1997a, 2010; Yalınız et al. 2000; Robertson 

et  al.  2009).  In  Central Anatolia,  igneous  rocks  outcrop  in 

 various  places  and  their  relationships  with  the  other  units 

 preserve evidence of the geodynamic evolution of the region 

in  spite  of  the  extensive  Eocene  and  post-Eocene  tectonic/

magmatic  activities  (e.g.,  Boztuğ  et  al.  2009).  Their  petro-

logical characteristics are not only important in linking to 

 regional geodynamics but also in understanding the petro-

genesis and formation processes of similar igneous rocks in 

the world. 

Hacımahmutuşağı is a small town in West-Central Anatolia, 

but it is one of the key areas for description of the common 

igneous rocks and their petrogenetic characteristics in 

 

the CACC (Fig. 1). Previous studies in the Hacımahmutuşağı 

area  focused  on  geological  and  petrographical  studies  with 

limited geochemical and geochronological data (e.g., Köksal 

1992; Köksal et al. 2001; Kadıoğlu et al. 2003). The aim of 

this study is to investigate the petrology of the intrusive rocks 

in  the  Hacımahmutuşağı  area  with  new  geochemical,  inclu-

ding isotopic, data and to provide new insights into the geody-

namic approaches for the CACC. 

Regional geology

Turkey covers a geologically noteworthy region since it is in 

the junction between Eurasia and Gondwana (e.g., Göncüoğlu 

et al. 1997a; Okay & Tüysüz 1999; Bozkurt & Mittwede 2001). 

Alpine orogenesis related to the closure of the various branches 

of  Neotethys  shaped  the  geology  of  the  region  especially 

during the Late Cretaceous (e.g., Moix et al. 2008; Göncüoğlu 

et al. 2015). Pontides in the northern part of the country repre-

sent the active south margin of Eurasia, which is bounded by 

background image

262

KÖKSAL

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

the İzmir–Ankara–Erzincan Suture Zone (IAESZ) on the south 

(e.g.,  Göncüoğlu  et  al.  1997a;  Bozkurt  &  Mittwede  2001). 

The Arabian Plate and the South Anatolian Ophiolite Belt are 

found in the south of Central Anatolia (e.g., Göncüoğlu et al. 

1997a; Bozkurt & Mittwede 2001). The CACC, on the other 

hand, represents the crustal blocks of the Tauride–Anatolide 

Platform in between these orogenic belts (e.g., Göncüoğlu et 

al. 1997a). 

The  basement  units  of  the  CACC  are  Precambrian–Early 

Paleozoic metamorphic rocks (Fig. 1), which comprise gneis-

ses and schists, and overlying Late Paleozoic–Mesozoic calc-

schists and marbles. These units are suggested as the meta- 

morphosed  conjugate  members  of  Precambrian–Mesozoic 

Tauride units by Göncüoğlu et al. (1993). On these metamor-

phic rocks, there are Late Jurassic–Upper Cretaceous ophioli tic 

rocks,  which  are  accepted  as  the  remnants  of  the  İzmir–

Ankara–Erzincan  Ocean  (e.g.,  Yalınız  et  al.  2000,  Toksoy-

Köksal et al. 2009; Göncüoğlu et al. 2010). These ophiolites 

are  generally  represented  by  gabbroic  rocks  and  are  of 

supra-subduction  type  (e.g.,  Floyd  et  al.  1998;  Koçak  et  al. 

2005). Kadıoğlu et al. (1998b) additionally reported the exis-

tence  of  ophiolitic  gabbro  also  in  the  close  regions  to  

the CACC, namely to the west of Tuz Lake. There are also 

intrusive gabbroic rocks in the CACC reported by various 

authors  (e.g.,  Kadıoğlu  &  Özsan  1997;  Kadıoğlu  &  Güleç 

1996, 1998; Kadıoğlu et al. 2003). Consequently, the existence 

of both intrusive and ophiolitic gabbro types in the CACC is 

eventually accepted (e.g., Kadıoğlu & Güleç 2001; Toksoy-

Köksal et al. 2010). 

Granitoids  in  the  CACC  cut  the  basement  and  ophiolitic 

rocks and range from collisional peraluminous and two-mica 

S-type  leucogranites  and/or  granodiorites  (details  in  Gön-

cüoğlu et al. 1993; Yalınız et al. 1999), to I- and A-type granitic 

and monzonitic granitoids (details in Göncüoğlu et al. 1993, 

1997b; Köksal et al. 2012, 2013). A-type quartz-syenite and 

foid  syenites  commonly  intrude  I-type  granitoids  but  form 

associations in some places in the CACC (e.g., Göncüoğlu et 

al. 1997b; Köksal et al. 2004; Deniz & Kadıoğlu 2016). 

The  succession  in  Central  Anatolia  is  unconformably 

 overlain  by  unmetamorphosed  Upper  Maastrichtian–Lower 

Fig. 1.  Geological  map  of  the  CACC  (after  Bingöl  1989;  Göncüoğlu  &  Türeli  1994).  Central Anatolian granitoids: Ad — Adatepe;  

Ak — Akçakoyunlu; Am — Akdağmadeni; Aö — Ağaçören magmatic association; At — Atdere; Bd — Behrekdağ batholite; Br — Baranadağ; 

CD — Cefalıkdağ; Çe — Çelebi; Çs — Çamsarı; Da — Danacıobası; Eg — Eğrialan; Ed — Ekecikdağ magmatic association; Gu — Gümüşkent; 

Ha — Hamit; Hd — Hasandede; Id — İdişdağ; KM — Karamadazı; Kr — Kerkenez; Ks — Keskin; Sh — Sarıhacılı; Ss — Satansarı;  

Su — Sulakyurt; Te — Terlemez; Uk — Üçkapılı; Ya — Yassıağıl; Ba — Bayındır; Yz — Yozgat magmatic association.

background image

263

UPPER CRETACEOUS INTRUSIVE ROCKS IN HACIMAHMUTUŞAĞI AREA (AKSARAY/TURKEY)

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

HM-1

HM-2

HM-3

HM-4

HM-5

HM-6

HM-7

GR

LG

GR

LG

GRD

F.GAB

P.GAB

SiO

(wt. %)

69.78

74.27

71.06

74.27

68.07

51.80

52.44

TiO

(wt. %)

0.33

0.07

0.17

0.10

0.32

0.97

0.48

Al

2

O

(wt. %)

13.95

11.53

14.93

12.85

16.06

17.95

9.26

Fe

2

O

3

tot 

(wt. %)

3.10

0.77

1.92

1.19

4.00

11.01

8.44

MnO (wt. %)

0.058

0.089

0.083

0.059

0.062

0.235

0.146

MgO (wt. %)

1.14

0.14

0.46

0.21

0.95

4.48

13.10

CaO (wt. %)

2.83

0.69

1.80

0.97

4.52

6.46

13.99

Na

2

(wt. %)

2.72

3.71

3.64

3.26

3.64

3.37

1.28

K

2

(wt. %)

4.34

5.26

4.58

4.82

1.73

2.53

0.96

P

2

O

(wt. %)

0.0008

0.0002

0.0004

0.0002

0.0015

0.0018

0.0008

LOI (wt. %)

1.4

1.3

1.1

1.1

1.3

1.3

0.8

SUM (wt. %)

99.64

97.82

99.75

98.83

100.65

100.10

100.90

Ba (mg/kg)

620

166

440

182

580

730

470

Cs (mg/kg)

9.1

8.2

6.5

27.8

1.23

3.1

0.74

Ga (mg/kg)

16.5

15.1

15.7

14

18.6

22.9

10.1

Hf (mg/kg)

2.31

2.91

2.38

2.48

0.82

1.24

0.92

Nb (mg/kg)

8.7

26.3

10.1

19.2

6.1

11.7

2.25

Rb (mg/kg)

180

431

254

331

55

106

26.8

Sr (mg/kg)

134

34

110

45

359

256

238

Ta (mg/kg)

0.94

3.94

1.15

3.33

0.41

0.72

0.17

Th (mg/kg)

17.8

24.2

24.2

33

9.1

5.69

3.73

(mg/kg)

4

10.1

5.4

9.7

0.87

1.46

1.02

(mg/kg)

39

5.51

25.6

9.9

42

276

230

Zr (mg/kg)

69

65

64

60

25

29

23

(mg/kg)

17.9

33.2

20.1

22.8

8.8

28.9

12.1

La (mg/kg)

26.4

13.9

17

18.2

29.2

8.05

10.6

Ce (mg/kg)

51

28.3

33.3

33.7

53

22.1

19.8

Pr (mg/kg)

5.69

3.17

3.16

3.5

5.29

3.41

2.33

Nd (mg/kg)

18.6

11.2

10.5

11.5

17.1

15.6

9.15

Sm (mg/kg)

3.71

3.44

2.36

2.52

2.76

4.62

2.43

Eu (mg/kg)

0.72

0.17

0.46

0.24

0.96

1.23

0.68

Gd (mg/kg)

3.27

4.04

2.41

2.62

2.18

4.79

2.45

Tb (mg/kg)

0.5

0.81

0.42

0.48

0.29

0.79

0.36

Dy (mg/kg)

2.96

5.31

2.64

3.17

1.58

5.02

2.14

Ho (mg/kg)

0.58

1.11

0.58

0.66

0.28

1.02

0.41

Er (mg/kg)

1.88

3.38

1.85

2.36

0.82

3.05

1.21

Tm (mg/kg)

0.28

0.51

0.31

0.37

0.12

0.42

0.16

Yb (mg/kg)

1.87

3.59

2.24

2.81

0.82

2.68

1.02

Lu (mg/kg)

0.27

0.52

0.36

0.45

0.13

0.4

0.15

Pb (mg/kg)

23

49

39

38

20

15.3

10.2

(Eu/Eu*)

N

0.63

0.14

0.59

0.28

1.19

0.80

0.85

(La/Yb)

N

9.59

2.63

5.16

4.40

24.19

2.04

7.06

A/CNK

0.97

0.80

1.01

0.96

1.15

1.03

0.42

Mg-no

27

15

20

15

19

29

61

Note: Fe

2

O

3

tot 

= total Fe; LOI = loss on ignition; (Eu/Eu*)

N

=(Eu

N

) / √ (Sm

N

×

Gd

N

); Eu

N

, Sm

N

, Gd

N

La

N

 and Yb

N

 values are normalised to chondrite (McDonough & Sun 1995);  

A/CNK =  molar [Al

2

O

3

/(CaO+Na

2

O+K

2

O)]; Mg-no =100 × Mg /(Mg+Fe). GR: granite;  

GRD: granodiorite; LG: leucogranite; F.GAB: fine-grained gabbro; P.GAB: pegmatitic gabbro.

Table  1:  Whole-rock  elemental  geochemical  data  of  the  intrusive  rocks  from  

the Hacımahmutuşağı area.

Paleocene  cover  units,  Paleocene–Eocene  volca-

nic, volcanoclastic and carbonate rocks, Oligocene–

Miocene evaporates, terrestrial clastics, vol 

canoclastic  and  volcanic  rocks  (Göncüoğlu  et  al. 

1993). 

Analytical methods  

Rocks were crushed and disintegrated into a pow-

der form by using jaw crusher and agate disc mill at 

the  Central  Laboratory  of  Middle  East  Technical 

University  (METU).  Furthermore,  whole-rock 

 

elemental and radiogenic isotope geochemical 

analyses  from  seven  samples  were  conducted  at  

the Central Laboratory of METU (Tables 1 and 2). 

Major, trace and rare earth elements (REE) were 

determined after LiBO

2

/Li

2

B

4

O

7

 fusion by Perkin 

Elmer Optima 4300DV ICP-OES and after dilute 

nitric  acid  digestion  (HNO

3

  of  5 %)  by  Perkin 

Elmer DRC II ICP-MS. Detection limits of these 

analyses  are  0.01  wt. %  for  SiO

2

, Al

2

O

3

, MgO, 

CaO, Na

2

O, K

2

O, MnO, and TiO

2

, 0.04 wt. % for 

Fe

2

O

3

, 0.001–0.002 wt. % for P

2

O

5

 and Cr

2

O

3

 and 

0.10 wt. % for LOI. For trace and REE detection 

limits are 8 ppm for V, 1 ppm for Ba, 0.5 ppm for 

Sr, Gd and W, 0.3 ppm for Nd, 0.1 ppm for Cs, Hf, 

Nb, Rb, Ta, U, Y, Zr, Th, La and Ce, 0.05 ppm for 

Sm, Dy, Yb, 0.03 ppm for Er, 0.02 ppm for Pr, Eu 

and Ho, 0.01 ppm for Tb, Tm, Lu. Standard errors 

were 0.001–0.7 for major elements, 5×10

-8

 – 4×10

-6

 

for trace elements and 1×10

-8

 – 1×10

-6

 for REE. 

For radiogenic isotope analyses, Sr was enriched 

through 2 ml volume BioRad AG50 W-X8 (100–

200  mesh)  resin  by  using  2.5  N  HCl.  REE  were 

collected with 6 N HCl after Sr chromatography, 

and  Nd  was  separated  from  other  REE  in  2  ml 

HDEHP (bis-ethyexyl phosphate) coated biobeads 

(BioRad)  resin  with  0.22 N  HCl.  Strontium  was 

loaded on single Re filament with Ta-activator and 

dilute H

3

PO

4

. Neodymium, on the other hand, was 

loaded  on  double  filaments  with  dilute  H

3

PO

4

86

Sr/

88

Sr ratios were normalized to 

86

Sr/

88

Sr = 0.1194, 

and  NIST  SRM  987  standard  was  measured  as 

87

Sr/

86

Sr = 0.710244 ± 8  (n = 2). 

143

Nd/

144

Nd ratios 

were normalized with

 143

Nd/

144

Nd = 0.7219 and La 

Jolla  Nd  standard  was  measured  as 

143

Nd/

144

Nd = 

0.511847 ± 5  (n = 2).  Isotopic  ratios  were  measured  with  

a Thermo-Fisher Triton TIMS. No bias correction was applied 

for Sr and Nd analyses. Quality control of the isotope analyses 

was  checked  by  applying  the  same  procedures  to  

the  USGS  rock  standards.  During  the  period  of  analyses,  

the BCR-1 USGS standard gave 

87

Sr/

86

Sr = 0.705027 ± 12 (n = 3) 

and AGV-2 USGS standard gave 

143

Nd/

144

Nd = 0.512776 ± 10 

(n = 5). Details of the radiogenic isotope methods are described 

by Köksal et al. (2017).

Field characteristics

Metamorphic  rocks  form  the  basement  units  of  the  Hacı-

mahmutuşağı area (Fig. 2) (e.g., Göncüoğlu et al. 1993), and 

these  units  are  contemporary  with  the  Kalkanlıdağ  and 

Tamadağ  formations  (e.g.,  Seymen  1981)  or  Gümüşler  and 

Aşıgediği formations (e.g., Göncüoğlu 1986; Göncüoğlu et al. 

1993) in the other parts of Central Anatolia. Gneisses, oldest 

rock  units  of  the  CACC  (i.e.,  Kalkanlıdağ  or  Gümüşler 

background image

264

KÖKSAL

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

formations), crop out in the middle-north 

part of the Hacımahmutuşağı area. Mar-

bles  (i.e.,  Tamadağ  or  Aşıgediği  forma-

tions) transitionally overlay gneisses and 

generally  dip  to  the  southeast.  Well 

defined  contact  metamorphism  between 

the basement rocks and the intrusive 

rocks are observed in the study area.

Gabbroic  rocks  in  the  study  area  are 

dark  coloured  and  represented  by  two 

types as pegmatitic gabbros, including 

large amphibole crystals, and fine-crystal-

line gabbros occupying larger areas than 

the pegmatitic ones. The contact zones  

of  gabbros  and  the  metamorphic  rocks  

are concealed by recent cover units in  

the study area, but in the north-eastern 

part of the study area some gabbro blocks 

have fallen over the marbles. Thus, these 

gabbros  were  initially  suggested  by 

Köksal (1992) and Köksal et al. (2001) as 

rocks belonging to the allochthonous 

ophiolitic units observed in various parts 

of the CACC (e.g., Sarıkaraman: Yalınız 

et al. 2000; Ekecikdağ: Göncüoğlu & Türeli 

1994;  Köksal  et  al.  2017).  However,  

the geochemical findings presented in this 

study show that the gabbros and the grani-

toids  have  similar  petrological  features. 

Therefore,  the  field  relations  of  gabbros 

and marble should be resulted from the sub-

sequent tectonic events. Similar gabbroic 

rocks  observed  in  the  Hacımahmutuşağı 

area were initially documented in the NW 

of  the  study  area  in  the Ağaçören  (e.g., 

Güleç et al. 1996; Kadıoğlu et al. 1998a, 

2003)  and  SE  of  the  study  area  in  the 

 Eke cikdağ  (e.g.,  Göncüoğlu  &  Türeli 

1994) areas. Kadıoğlu et al. (2003) indi-

cated that the granitoids and the gabbros 

in  the  Ağaçören  area  are  coeval  and 

 gabbro blocks in the area belong to the 

large intrusive bodies emplaced 1.55 km 

deep based on the magnetic  modelling 

studies. 

The granitoids in the Hacımahmutuşağı 

area  are  differentiated  into  two  groups: 

granite–granodiorite and leucogranite 

(Fig. 3). Granite–granodiorite is the main 

intrusive phase in the area (Figs. 2, 3a, b, c). 

Granite–granodiorite is characterized by large feldspar crys-

tals  and  visible  quartz  and  mafic  mineral  content  (Fig.  3c). 

Leucogranite, on the other hand, is a relatively younger phase 

with  white  colour  and  very  little  mafic  mineral  content 

(Fig.  3d).  Leuco granite cuts both  granite–granodiorite and 

host rock marble (Fig. 2). 

Granitoids in the nearby areas were investigated in detail in 

previous  works;  Ağaçören  granitoids  (e.g.,  Kadıoğlu  et  al. 

2003;  Köksal  et  al.  2012)  and  Ekecikdağ  granitoids  (e.g., 

Göncüoğlu  & Türeli  1994; Toksoy-Köksal,  2016).  Granite–

granodiorite in the study, considering the geological and 

 pet rological features, resembles amphibole-biotite granite in  

87

Sr/

86

Sr

87

Sr/

86

Sr

(i)

143

Nd/

144

Nd

143

Nd/

144

Nd

(i)

εNd

(i)

HM-1

GR

0.716092±15

0.711672

0.512096±4

0.512033

−9.8

HM-2

LG

0.749279±15

0.707566

0.512326±4

0.512229

−6.0

HM-3

GR

0.716779±12

0.709181

0.512285±3

0.512214

−6.3

HM-4

LG

0.734712±18

0.710508

0.512263±3

0.512194

−6.7

HM-5

GRD

0.710307±7

0.709803

0.512202±2

0.512151

−7.5

HM-6

F.GAB

0.710504±6

0.709141

0.512302±2

0.512208

−6.4

HM-7

P. GAB

0.708530±8

0.708159

0.512364±3

0.512280

−5.0

Note: Rb, Sr, Nd and Sm concentrations are taken from Table 1. Initial isotopic ratios are calculated for t=80 

Ma. GR: granite, GRD: granodiorite, LG: leucogranite, F.GAB: fine-grained gabbro, P.GAB: pegmatitic 

gabbro.

Table 2: Whole-rock Sr–Nd isotopic data of the intrusive rocks from the Hacı mahmutuşağı 

area.

Fig. 2. Geological map and cross section of the study area (GPS coordinates of samples are:  

HM-1: 38°43’57.38” N, 33°55’43.02” E; HM-2: 38°43’51.37” N, 33°55’25.08” E;  

HM-3: 38°44’4.18” N, 33°56’0.68” E; HM-4: 38°43’42.46” N, 33°55’10.78” E; 

 

HM-5: 38°44’7.65” N, 33°56’31.87” E; HM-6: 38°44’11.25” N, 33°56’28.89” E; 

 

HM-7: 38°44’14.90” N, 33°56’18.04” E).

background image

265

UPPER CRETACEOUS INTRUSIVE ROCKS IN HACIMAHMUTUŞAĞI AREA (AKSARAY/TURKEY)

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

the Ağaçören area (Kadıoğlu et al. 

2003) and/or Borucu granitoid in 

the  Ekecikdağ  area,  leucogranite 

on the other hand is similar to  

the Kalebalta leucogranite in the 

Eke cikdağ  area  (Göncüoğlu  & 

Türeli 1994). Moreover, there are 

widespread  aplitic  micro-granite 

dykes reaching up to hundreds of 

metres long, cutting the gneisses 

and granitoids and representing 

the youngest intrusive phase in  

the study area. In this area, meta-

morphic rocks are found as roof- 

pendants on the granitoids (Fig. 2). 

There are dykes of granite–grano-

diorite and leucogranite along 

 

the contacts and inside the marble 

units. The wollastonite hornfelses 

observed along the granitoid–mar-

ble contact indicate intrusive fea-

tures of the granitoids in the stu died 

area.  Gabbros,  mafic  microgra-

nular enclaves and granitoids have 

generally sinuous contacts in the 

study  area  (Fig.  3b).  Neogene  cover  units,  represented  by 

 fluvial and lacustrine deposits, unconformably overlay older 

units in the area (Fig. 2). 

Results

Petrography 

Gneisses  have  intermediate  to  highly  developed  gneissic 

texture  with  quartz,  feldspar  and  garnet  crystals  in  between 

biotite, sillimanite and cordierite rich bands. The main contact 

metamorphic phase is cordierite and related to the intrusion of 

the aplitic micro-granite. Marbles with granoblastic and mas-

sive texture show large calcite crystals along the contacts of 

the intrusive rocks. 

Pegmatitic gabbros are represented by abundant large horn-

blend crystals. The main minerals are hornblend, plagioclase 

(andesine  and/or  labradorite),  clinopyroxene  (diopside)  and 

opaque minerals; secondary minerals are chlorite and epidote 

(Fig. 4a, b). Fine-grained gabbros are composed of plagioclase, 

hornblend, biotite as main mineral phases and chlorite as 

 secondary, opaque minerals and apatite as accessory minerals 

(Fig. 4c, d, e). In both gabbro types, there are extensive uraliti-

zations, where hornblendes are partly preserved along the rims 

of  the  clinopyroxenes  (e.g.,  Fig.  4a). These  gabbros  can  be 

interpreted as uralitic gabbros although this is not the case for 

the whole gabbroic intrusions. Moreover, along the granitoid–

gabbro contact, primary hornblend in the gabbroic part was 

generally replaced by actinolite and chlorite due to the heat 

transfer  and  chemical  interaction  between  gabbro  and 

semi-solid granitoid (Fig. 4d, e, f). Chilled margins along these 

contacts are also observed in the study area (Fig. 4f). 

Granite–granodiorites  are  characterized  by  phaneritic  tex-

ture and greyish colour with 15–25 % mafic mineral content 

and  widespread  argillitization  and  sericitization.  Quartz, 

orthoclase, plagioclase, hornblend and biotite are the major 

mine rals, with minor amounts of opaque minerals, zircon and 

secondary  muscovite  (Fig.  4g).  Leucogranites  have  white 

colour,  medium  grained  texture  and  scarce  mafic  content  

(ca. 5–10 %) with quartz, orthoclase and albitic plagioclase as 

the main mineral phases, and chloritized biotite, hornblend, 

epidote, apatite and opaque minerals as accessory minerals 

(Fig.  4h).  Micrographic  and  myrmekitic  textures  are  also 

well-developed  in  the  studied  leucogranites.  Aplitic  micro- 

granite dykes on the other hand are light coloured rocks with 

fine grained, holocrystalline and microgranular texture. These 

dykes have quartz and orthoclase — extensively argillitized 

and sericitized — as major, plagioclase as minor, and garnet, 

tourmaline and opaque minerals as accessory minerals. 

Wollastonite hornfelses with wollastonite, diopside and epi-

dote minerals are the contact metamorphism products observed 

in the study area.

 

Major and trace element geochemistry

Geochemical data from the whole-rock elemental analyses 

studied  are  given  in  Table  1.  In  the  Kadıoğlu  et  al.  (2003) 

study covering the Hacımahmutuşağı area five gabbro sam-

ples fall into the boundaries of the study area of the present 

research.  The  data  from  these  five  gabbro  samples,  which 

were documented by Kadıoğlu et al. (2003), are specified as 

Fig. 3. Field views of the studied intrusives and their contact relationships: a — granite–granodiorite 

(Gr) and marble (Mar); b — photograph showing granite-granodiorite (Gr) and large mafic micro-

granular enclave (MME); c — granite–granodiorite close-up view; d — leucogranite close-up view.

background image

266

KÖKSAL

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

gabbro (2)  in  the  geochemical  diagrams  and  are  evaluated 

along with the new geochemical data presented in Table 1 for 

better assessment. 

On the Na

2

O+K

2

O vs. SiO

2

 diagram of Cox et al. (1979), 

HM-7  (pegmatitic  gabbro)  and  the  gabbro  samples  from 

Kadıoğlu  et  al.  (2003),  plot  into 

the sub-alkaline area while HM-6 

(fine-grained  gabbro)  falls  in  the 

alkaline area (Fig. 5a). In the same 

diagram, the studied granitic rocks, 

namely granodiorite/granite, show 

transition  from  granodiorite  to 

alkali granite, and these samples 

which  cannot  be  exactly  distin-

guished based on field and petro-

graphic observations, are identi fied 

by using this classification (Fig. 5a). 

Excess silica contents of the gab-

bro samples concerned in this study 

(Table  1;  Fig.  5a)  infer  their 

 

geochemical compositions are 

akin  to  diorites.  However,  based 

on the nomenclature revealed by 

Na

2

O+K

2

O vs. SiO

2

 diagram 

 

(Fig. 5a) and to be consistent with 

the  existing  literature  (e.g., 

Kadıoğlu  et  al.,  2003,  2006; 

Kadıoğlu and Güleç, 1998, 2001; 

Güleç  and  Kadıoğlu,  1998)  the 

mafic  intrusive  rocks  in  the  pre-

sent research are named and eva-

luated as “gabbro”.

Granite  and  leucogranite  show 

transition  from  calc–alkalic  to 

alkali–calcic  field,  while  grano-

diorite is in the calcic part on the 

Na

2

O+K

2

O−CaO vs. SiO

2

 diagram 

(Frost et al. 2001) (Fig. 5b). LOI 

values of the rock samples (Table 1) 

show  less  than  1.5 %  inferring 

secondary events like argillitiza-

tion and sericitizion are not very 

effective in evaluating geochemis-

try.  However,  it  is  plausible  to 

describe the samples as sub-alka-

line by using trace elements, 

which are less affected by altera-

tion (Fig. 5c).

On the AFM diagram (Irvine & 

Baragar 1971), granitoids and fine- 

grained  gabbro  (HM-6)  display 

calc–alkaline  character,  whereas 

pegmatitic  gabbro  and  gabbro (2) 

show  transition  from  calc–alka-

line to tholeiitic (Fig. 5d). Based 

on the A/CNK values granitoids in 

the area can be described as metaluminous except a granodio-

rite sample showing weak peraluminous character (Table 1). 

In addition, regarding the magnesium numbers, leucogranite 

have the lowest, and pegmatitic gabbro has the highest Mg-no 

(Table 1) among the rock samples analysed. 

Fig. 4. Photomicrographs of the gabbros and granitoids: a, b — pegmatitic gabbro, plane polarized 

light (a), crossed polars (b); c, d, e — fine crystalline gabbro, plane polarized light (c, d), crossed 

polars (e); f — microscopic view from the contact of granitoid and gabbro, plane polarized light.  

g — granite–granodiorite, crossed polars; h — leucogranite, crossed polars. qt: quartz, orth: ortho-

clase, bio: biotite, pl: plagioclase, hb: hornblend, mus: muscovite, op: opaque minerals, chl: chlorite, 

di: diopside, act: actinolite.

background image

267

UPPER CRETACEOUS INTRUSIVE ROCKS IN HACIMAHMUTUŞAĞI AREA (AKSARAY/TURKEY)

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

When Harker diagrams plotted against SiO

2

 are evaluated it 

is difficult to mention a genetic relationship between grani-

toids and gabbros. The scatter of the gabbro samples and a gap 

between the gabbros and granitoids, also considering the few-

ness of the analysed samples, there are not enough findings to 

suppose  a  trend  inferring  fractionation  from  mafic  to  felsic 

rocks in the area (Fig. 6). Although it is possible to deduce that 

leucogranite has similar but less evolved/enriched source than 

granite, granodiorite exhibits the most depleted source among 

the  granitoids  (Fig.  6).  The  similar  situation  stands  out  in  

the trace elements vs. SiO

2

  diagrams  (Fig.  7).  Variation  in  

the genetic characteristics within the granitic rocks, especially 

for Rb, Ba, Sr, Nb, U, Y and V elements, is remarkable (Fig. 7). 

Granodiorite displays depletion in Nb, Rb, Th, U, Zr, and Pb 

with respect to granite and leucogranite. In contrast, gabbro 

samples exhibit less crustal contribution (e.g., U, Pb, and Rb) 

than granitoids and cluster in different areas than the grani-

toids in trace element vs. SiO

diagrams (Fig. 7). 

On the multi-element diagram normalized to primitive man-

tle (Sun & McDonough 1989) granitoids and gabbros show 

similar  trends,  where  gabbros  illustrate  relatively  lower Th, 

La, Ce, Pb and higher Ti contents. Furthermore, depletion of 

Rb,  Nb  and  Ta  is  significant  in  pegmatitic  gabbro.  Leuco-

granites presenting Ba, P, Eu and Ti depletion with Pb, K, U 

and Th enrichment differ from other rocks with their higher 

crustal  contribution/effect  in  their  source  (Fig.  8a).  Nb–Ta 

depletion  observed  in  the  Figure  8a  may  be  related  with  

the earlier subduction component inherited in the source 

region,  but  it  is  also  characteristic  for  the  continental  crust 

(Kelemen  et  al.  1993).  Chondrite-normalized  REE  patterns 

(Sun & McDonough 1989) infer LREE are more enriched than 

HREE in all samples, while gabbros have lower LREE con-

tents than granitoids (Fig. 8b). La/Yb fractionation is the hig-

hest  in  granodiorite  ( [La/Yb]

N

 = 24.19),  moderate  to  high  in 

granite  ( [La/Yb]

N

 = 5.16 – 9.59),  and  lower  and  limited  in 

 leucogranite  ( [La/Yb]

N

 = 2,63 – 4,40).  Data  from  gabbros,  on 

the  other  hand,  are  fairly  scattered  ( [La/Yb]

N

 = 2.04 – 7.06). 

Negative  Eu  anomalies  of  granite  ( [Eu/Eu*]

N

 = 0.59 – 0.63) 

and  leucogranite  ( [Eu/Eu*]

N

 = 0.14 – 0.28)  put  forward  pla-

gioclase  fractionation.  Conversely  positive  Eu  anomaly  of 

granodiorite  ( [Eu/Eu*]

N

 = 1.19)  suggests  plagioclase  fractio-

nation is not pronounced, but amphibole fractionation should 

Fig. 5. Intrusive rocks in the study area: a — nomenclature based on the Na

2

O+K

2

O vs. SiO

2

 diagram (Cox et al. 1979); b —  classification 

based on the Na

2

O+K

2

O−CaO vs. SiO

2

 diagram (Frost et al. 2001); c — Zr/Ti – Nb/Y diagram (Pearce 1996); d — A–F–M diagram (Irvine & 

Baragar 1971).

background image

268

KÖKSAL

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

Fig. 6. Harker diagrams of the intrusive rocks (SiO

vs. major elements).

background image

269

UPPER CRETACEOUS INTRUSIVE ROCKS IN HACIMAHMUTUŞAĞI AREA (AKSARAY/TURKEY)

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

Fig. 7. Harker diagrams of the intrusive rocks (SiO

2

 vs. trace elements). Symbols are from the Figure 6.

background image

270

KÖKSAL

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

be  the  case  concerning  the  bowl  shape  pattern  of  HREE  

(Fig.  8b).  Moreover  for  the  gabbro  samples  showing  weak  

Eu anomaly ( [Eu/Eu*]

N

 = 0.80 – 0.85) plagioclase fractionation 

does not seem prevalent. 

Tectonic discrimination diagrams (Fig. 9a, b) indicate that 

granitoids show syn-collisional character. However, a grano-

diorite sample plotted in volcanic arc field in Rb vs. Yb +Ta 

diagram (Pearce et al. 1984) (Fig. 9a) shows transition from 

syn-collisional to late and post-collisional stage granitoids in 

Rb/30 – Hf – Tax3  diagram  (Harris  et  al.  1986)  (Fig.  9b).  

Nb/Yb vs. Th/Yb diagram (Fig. 9c) points to enriched source 

for all intrusive rocks investigated with a large recycled crustal 

component (Pearce 2008). 

Considering  the  geochemical  data  along  with  the  petro-

graphic  examinations  (mafic  mineral  contents  of  granite/

grano diorite and leucogranite) we can suggest that granitoids 

among themselves were subjected to different levels of frac-

tionation and/or crustal contamination processes. Since there 

are  no  age  data  from  each  granitoid  type  available  exact 

description  of  the  genetic  relationships  is  not  possible. 

However, in the nearby area (Ekecikdağ) similar leucogranites 

are reported to be younger than the granite/granodiorites based 

on geochronological data (Toksoy-Köksal 2019). Thus, grano-

diorite  may  represent  the  first  and  leucogranite  is  the  last 

granitic phase in the Hacımahmutuşağı area. 

Sr–Nd isotope geochemistry 

Initial  Sr  and  Nd  isotope  ratios  are  calculated  for  80  Ma 

(Köksal et al. 2012) (Table 2; Fig. 10). Kadıoğlu et al. (2003) 

reported apparent 

40

Ar/

39

Ar  ages  for  gabbro  samples  in  

the Hacımahmutuşağı area as 78.0 ± 0.3 Ma to 78.8 ±1.0 Ma; 

and 77.7 ± 0.3 Ma for a granite sample close to southeast of  

the  study  area.  However  similar  granitoids  in  the Ağaçören 

region  near  the  Hacımahmutuşağı  area  yield  older  U–Pb 

 zircon ages (Köksal et al. 2012), therefore these Ar–Ar ages 

are assumed to be the cooling age and 80 Ma is suggested for 

the intrusive rocks in the study area.

Initial  strontium  isotope  data  for  granitoids  are  in  the  

87

Sr/

86

Sr

(i)

 =  0.707566 – 0.711672  interval,  but  there  is  no  sig-

nificant variation in between leucogranite, granite and grano-

diorite samples considering the initial Sr isotope ratios (Table 2). 

Güleç  (1994)  also  reported 

87

Sr/

86

Sr

(i)

 = 0.708616  (n = 3)  data 

from  the Ağaçören  granitoid  on  the  NW  of  the  study  area.  

A similar case is valid for the gabbros where fine-grained gab-

bro yields 

87

Sr/

86

Sr

(i)

 = 0.709141 and pegmatitic gabbro gives 

87

Sr/

86

Sr

(i)

 = 0.708159  values;  and  these  data  are  comparable  

to  those  of  the  granitoids  (Table  2;  Fig.  10).  Furthermore 

 granite-granodiorite shows a larger range of initial Nd isotope 

data (

143

Nd/

144

Nd

(i)

 = 0.512033 – 0.512214; ɛNd

(i)

 = −6.3 to −9.8), 

than leucogranite displaying 

143

Nd/

144

Nd

(i)

 = 0.512194 –  0.512229; 

ɛNd

(i)

 = −6.0 to −6.7 values (Table 2). Initial 

143

Nd/

144

Nd iso-

tope ratios for fine-grained gabbro and pegmatitic gabbro are 

0.512208 (ɛNd

(i)

 = −6.4) and 0.512280 (ɛNd

(i)

 = −5.0), respec-

tively  (Table  2).  Neodymium  isotope  data  of  gabbros  also 

reflect that they are comparable to the granitoids isotopically. 

This  situation  is  rather  different  from  the  expected  isotopic 

ratios  where  gabbros  display  higher 

143

Nd/

144

Nd  and  lower 

87

Sr/

86

Sr

 

ratios  than  granitoids  elsewhere  (e.g.,  Miller  et  al. 

2011). While the HM-1 granite sample has the most crustal 

contribution among the intrusive samples, the HM-7 pegma-

titic gabbro sample has the least initial Nd isotope data. 

Collectively Sr and Nd isotope data yielding high 

87

Sr/

86

Sr

(i)

 

ratios, 0.7076 to 0.7117, and low ɛNd

(i)

 values, −5.0 to −9.8, 

indicate that the intrusive rocks concerned have the enriched 

source  with  high  crustal  input  instead  of  depleted  mantle 

source (Fig. 10). 

Discussion 

CACC  intrusive  rocks  have  been  the  subject  of  various 

 stu dies, but their petrology is not sufficiently clear because of 

their complex geodynamic environment. In this manner inves-

tigation  of  the  Cretaceous  intrusive  rocks  of  the  CACC  is 

important for understanding the Alpine orogenesis. The Hacı-

mahmutuşağı area in this way is one of the unique areas in 

Central Anatolia for studying the petrogenesis of these rocks 

and their relationships. The geochemical data presented in this 

study infer that both rock types are formed in similar tectonic 

environments. The cutting relationship between granitoid and 

gabbro is revealed by geological and petrographical 

Fig. 8. a — Primitive mantle-normalized (Sun & McDonough 1989) 

multi-element spider diagram; b  —  chondrite-normalized  (Sun  & 

McDonough 1989) REE diagram.

background image

271

UPPER CRETACEOUS INTRUSIVE ROCKS IN HACIMAHMUTUŞAĞI AREA (AKSARAY/TURKEY)

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

observations. The chilled margin along the contact zones 

between  granitoids  and  gabbros  may  imply  rapid  cooling 

along the zone of coeval granitoid and hotter gabbroic body. 

Contemporaneous  evolution  of  granitoid  and  gabbro  may 

ascribe heterogeneity in the source region. However, intrusion 

of gabbro into the granitoid is the case, which cannot be com-

pletely ruled out. Granitoid evolution might have ceased when 

enriched partial melts could no longer form and succeeding 

magmatism integrated with less fertile restite compositions, 

generating gabbros but with a noticeable compositional gap 

(e.g., Meade et al. 2014), as detected in the Harker diagrams 

of the intrusive rocks in the study area. In that case gabbro 

intrusion might be relatively younger (e.g., 1 or 2 Ma) than 

granitoid. 

On the initial ɛNd vs. 

87

Sr/

86

Sr diagram isotopic characters 

of  granitoids  and  gabbros  from  the  Hacımahtuşağı  area  are 

similar and comparable to that of I- (and/or A-) type hybrid 

Central Anatolian granitoids (Fig. 10). Conversely, initial Sr 

and Nd isotope data of gabbros (Fig. 10) are very different 

from the ophiolitic rocks, including gabbros, in the south-east 

of the study area in the Ekecikdağ region (Köksal et al. 2017). 

Hacımahmutuşağı  gabbros  have  enriched  source,  i.e.  crust 

dominated, in contrast to the Ekecikdağ ophiolitic rocks. This 

interpretation supports the idea of existence of both intrusive 

and ophiolitic gabbros within the western part of the CACC 

(e.g., Toksoy-Köksal et al. 2010). 

Granitic  rocks  in  the  study  area  are  similar  to  the  other 

I-type granitoids in the CACC by their geological, petro-

graphical  and  geochemical  characteristics  while  gabbros 

resemble intrusive gabbroic rocks in the CACC. 

There are several approaches to explain the evolution mecha-

nisms of the CACC granitoids and these can be summarized 

as two main views on the evolution of the granitic rocks in  

the CACC: (1) they are related to the Andean-type magma-

tism  in  the  region;  (2)  they  are  products  of  collisional  to 

post-collisional regimes. The first view is proposed by Görür 

et  al.  (1984),  who  argued  for  subduction  of  oceanic  litho-

sphere of the Inner Tauride Ocean under the CACC during  

the Paleocene-Early Eocene times yielding volcanic arc gra-

nitoids.  Similarly,  Kadıoğlu  et  al.  (2006)  suggested  that  

the  CACC  granitoids  were  formed  from  partial  melting  of 

meta somatized  lithospheric  mantle  rocks  combined  with 

assimilation,  fractional  crystallization  and  mingling-mixing 

processes  due  to  the  collision  of  the  leading  edge  of  

the Tauride platform with a trench within the Inner Tauride 

Ocean (a Neo-Tethyan seaway) followed by partial subduc-

tion, slab break-off and asthenospheric upwelling.  Kadıoğlu 

et al. (2006) subdivided the CACC granitoids into a granite 

supersuite  showing  granitic  to  granodioritic  composition, 

monzonite supersuite having quartz monzonite to monzonite 

composition, and syenite supersuite, which is represented by 

Fig. 9.  Tectonic  discrimination  diagrams  of  the  studied  intrusive 

rocks: a — Rb vs. Yb+Ta diagram (Pearce et al. 1984); b — Rb/30 

– Hf – Tax3 diagram Harris et al. (1986); c — Th/Yb vs. Nb/Yb dia-

gram (Pearce 2008).

background image

272

KÖKSAL

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

quartz syenite, syenite, and nepheline- and pseudoleucite- 

bearing  alkali  rocks.  Kadıoğlu  et  al.  (2006)  thought  that  

the  derivation  of  these  granitoids  is  related  to  subduction 

instead  of  collision,  yielding  a  subduction-modified  and 

metasomatized  mantle  source  for  granite  and  monzonite 

supersuites,  and  enriched  mantle  source  with  considerable 

crustal contribution for the syenite supersuite magmas. Güleç 

& Kadıoğlu (1998) suggested the involvement of upper crustal 

and subduction-modified upper mantle-derived sources with 

an isotope signature of MORB in the petrogenesis of I-type 

Ağaçören  granitoids  to  the  NW  of  the  study  area  by  using 

Sr-isotopic  data.  Mafic  microgranular  enclaves  found  in  

the granitoids provide evidence for magma mingling (Güleç & 

Kadıoğlu 1998). Moreover, Kadıoğlu et al. (2003) suggested 

that the evolution of the granitoids and gabbros in a region, 

covering  Hacımahmutuşağı  area,  are  related  to  the Andean-

style  magmatic  arc,  inferring  the  existence  of  Inner-Tauride 

Ocean between the CACC and the Tauride carbonate platform. 

They further advocated that a subduction zone dipping away 

from  the Tauride  platform  consumed  the  floor  of  the  Inner-

Tauride  ocean  basin  and  resulted  in  the  emplacement  of  its 

remnant oceanic crust onto the platform edge, and this subduc-

tion zone within the Inner-Tauride ocean basin that produced  

a magmatic arc along the western margin of the CACC. 

The second group, on the other hand, think that during  

the closure of the northern branch of the Alpine Neotethyan 

Ocean, ophiolitic rocks overthrusting the CACC basement 

rocks resulted in crustal thickening 

followed by thermal relaxation in 

Central  Anatolia.  The  results  of 

the present study favour the colli-

sional to post-collisional nature for 

the intrusive rocks in the Hacımah-

mutuşağı area instead of Andean-

style magmatic arc origin.

The collision and subsequent 

periods caused evolution of colli-

sional to post-collisional granitoids 

in  the  region  (e.g.,  Göncüoğlu  et 

al.  1993,  1997b;  Yalınız  et  al. 

1999;  Boztuğ  et  al.  2007,  2009; 

İlbeyli  et  al.  2004;  Köksal  et  al. 

2012,  2013).  The  second  assess-

ment  fundamentally  disagrees 

with  the  existence  of  the  Inner 

Tauride Ocean, because the pro-

posed place for the Inner Tauride 

Suture is buried under the Ulukışla 

Basin (e.g., Robertson et al. 2009), 

one of the large sedimentary basins 

in Central Anatolia like Kızılırmak 

and Sivas, which were formed by 

thermal relaxation and extensional 

regime in Upper Maastrichtian–

Paleocene (Göncüoğlu et al. 1993; 

Dirik et al. 1999; Alpaslan et al. 

2004;  van  Hinsbergen  et  al.  2016). A  similar  scenario  was 

reported from the Variscan Belt of Europe where evolution of 

the granitoids are explained as related to the post-collisional 

restoration  and  re-equilibration  of  a  thickened  continental 

 lithosphere, through delamination and/or erosion of its mantle 

root  and  erosion  combined  with  exhumation  in  a  following 

extensional regime (e.g., Bussy et al. 2000). 

Köksal & Göncüoğlu (2008) and Köksal et al. (2004, 2012) 

suggested that the evolution of the Cretaceous CACC grani-

toids can be subdivided into three main phases: namely colli-

sional crustal S- and I-type granites-granodiorites of 85–80 Ma, 

post-collisional A-type syenites and the I-type granitoids, 

mainly monzonites, formed ca. 75 Ma, and later (i.e. 74 Ma 

and/or  younger)  alkaline  intrusives,  mainly  syenites  and  

foid-syenites, and volcanic rocks related to the post-collisional 

extension in the CACC. 

Examples  of  first  group  are  the  Üçkapılı  Granitoid 

(Göncüoğlu 1986), Behrekdağ batholite (İlbeyli et al. 2004) 

and Danacıobası Granitoid (Boztuğ et al. 2007) (Fig. 1). These 

granitoids are calc–alkaline rocks associated with thermal influx 

related to the crustal thickening and coeval with the regio nal 

metamorphism (e.g., Göncüoğlu 1986; Whitney et al. 2003). 

This crustal thickening is claimed to be caused by collision of 

an ensimatic island arc in the İzmir–Ankara–Erzincan Ocean 

and the CACC basement rocks in Turonian–Coniacian (e.g., 

Göncüoğlu  1986).  The  granitoids  in  the  Hacımah mutuşağı 

area are probably members of this group of rocks.

Fig. 10.  Initial  ɛNd  vs. 

87

Sr/

86

Sr

(i)

  diagram  of  the  intrusive  rocks  in  the  Hacımahmutuşağı  area.  

Areas for comparison:  Ekecikdağ ophiolitic rocks (Köksal et al. 2017); S-, I- and A-type Central 

Anatolian granitoids (Köksal & Göncüoğlu 2008 and references therein); Ulukışla alkaline volcanic 

rocks (Alpaslan et al. 2004); Ulukışla ultrapotassic volcanic rocks (Alpaslan et al. 2006). Mantle 

components: EM (enriched mantle) and oceanic basalts are from Zindler & Hart (1986) and Hart 

(1988).

background image

273

UPPER CRETACEOUS INTRUSIVE ROCKS IN HACIMAHMUTUŞAĞI AREA (AKSARAY/TURKEY)

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

Second  period  granitoids  are  characterized  by  Cefalıkdağ 

quartz-monzonite (Kadıoğlu et al. 2006), Baranadağ quartz- 

monzonite (Köksal et al. 2004; İlbeyli et al. 2004; Boztuğ et al. 

2007), Terlemez  quartz-monzonite  (Yalınız  et  al.  1999)  and 

other monzonitic rocks exposed in different parts of the CACC 

(Fig. 1). These Campanian monzonitic rocks are described as 

sub-alkaline-transitional (e.g., İlbeyli et al. 2004) and assumed 

to be connected to the partial melting of lithospheric mantle 

with  lower  and  middle  crust  due  to  the  heat  transfer  from 

underplating  mafic  magma  during  post-collisional  uplifting 

and extension regime combined with lithospheric delamina-

tion, lithospheric thinning and crustal contamination processes 

(e.g., Köksal et al. 2004, 2012; İlbeyli et al. 2004; Boztuğ et al. 

2007, 2009). The latest phase of the Late-Cretaceous CACC 

intrusives  are  presumed  to  be  alkaline  rocks  formed  in 

advanced stages of the crustal extension with significant man-

tle component and exemplified by Bayındır–Akpınar (Kaman) 

alkaline rocks (e.g., Kadıoğlu et al. 2006), Buzlukdağ syeni-

toid  (Deniz  &  Kadıoğlu  2016),  İdiş  Dağı  quartz-syenitoid 

(Göncüoğlu  et  al.  1997b)  and  Çamsarı  quartz  syenitoid 

(Köksal et al. 2004) (Fig. 1). Some of these syenitic intrusives 

(e.g., Hamit: İlbeyli et al. 2004; Çamsarı: Köksal et al. 2004) 

coexist  with  the  monzonitic  rocks,  which  is  attributed  to  

the heterogeneity in the pre-collisional mantle source featured 

by intraplate component and pre-subduction component and/or 

variable involvement of continental materials (e.g., İlbeyli et 

al. 2004; Köksal et al. 2004). This magmatism is accompanied 

by Late Cretaceous volcanic rocks in some places in the com-

plex (e.g., Karahıdır volcanic rocks; Göncüoğlu et al. 1997b) 

or  followed  by  Lower  Tertiary  volcanism  characterized  by 

alkaline basalts, trachytes and trachy-andesites (e.g., Gökten 

&  Floyd  1987;  Çevikbaş  &  Öztunalı  1992; Alpaslan  et  al. 

2004, 2006). 

All  these  interpretations  above  commonly  put  forward  

the presence of granitic (granite to granodiorite), monzonitic 

and syenitic rocks in Central Anatolia, with different proposed 

sources  such  as  subduction-modified  mantle,  lithospheric 

mantle, lower and middle crust, and several processes effec-

tive in their petrogenesis, including lithospheric delamination, 

slab-break-off,  lithospheric  thinning,  crustal  contamination, 

assimilation–fractional  crystallization  and  mixing–mingling 

mechanisms. 

However, these explanations do not explain the prominent 

crustal source, revealed mainly by isotopic data, of granitoids 

and gabbros in the Hacımahmutuşağı area. Köksal et al. (2013) 

studied  the  monzonitic  rocks  in  the  Satansarı  area  (Fig.  1)  

and expressed their crustal source mostly based on zircon Hf 

isotope data and multiple resorption zones of zircons. Köksal 

et al. (2013) suggested an evolution scheme for these crustal 

sourced-granitoids based on the Annen et al. (2006)’s petro-

logical model, which shows similar aspects to the MASH-type 

models (e.g., Hildreth & Moorbath 1988; Petford & Gallagher 

2001).  In  this  model,  a  so  called  “hot  zone”  is  formed  in  

the deep crust due to the heat transfer from the underplated 

mafic  magma

,

  in  the  course  of  lithospheric  thinning  and 

delamination (i.e., fig. 9 in Köksal et al. 2013). This “hot zone” 

serves  as  a  host  for  the  water-rich  magmas,  which  are  pro-

duced by residual melts 

from basalt crystallization 

and partial 

melts of pre-existing crustal rocks (e.g., Paleozoic–Mesozoic–

Cretaceous  metamorphic  and  igneous  rocks  in  the  CACC) 

within the lower crust (Annen et al. 2006; Köksal et al. 2013). 

Episodic injections of these mixed melts by adiabatic ascent 

and crystallization in the shallow crust (e.g., Köksal et al. 2013) 

may give rise to the evolution of intrusives in the Hacımah-

mutuşağı  area.  Chemical  and  isotopic  exchange  probably 

occur during these intermittent injections and genetic charac-

ter  may  be  modified  and  lead  to  the  formation  of  hybrid 

magma (e.g., Petford & Gallagher 2001). Compositional dif-

ference  of  these  intrusive  rocks  (i.e.,  granitic  and  gabbroic) 

may point out a heterogeneity of the source of coeval rocks or 

subsequent  gabbro  intrusion  with  less  fertile  restite  compo-

nents (e.g., Meade et al. 2014). This kind of magma reservoir 

within  the  crust  can  be  prolonged  for  a  million  years  (e.g., 

Deering et al. 2016). Jackson et al. (2018) propose that reac-

tive melt flow is a criticial mechanism in controlling magma 

storage, accumulation and differentiation in these long-lived 

mid-  to  lower-crustal  mush  reservoirs  rather  than  fractional 

crystallization in magma chambers. Coeval evolution of mafic 

and felsic magmatic rocks is supposed to exist by differentia-

tion of reactive melt flow in such mush reservoirs (Jackson et 

al. 2018). Partial melting of previously formed crustal compo-

nents  triggered  by  mafic  underplating  magma  is  possibly  

a phenomenon valid for the other intrusive rocks, displaying 

hybrid nature with a significant crustal signature, in Central 

Anatolia and also for the similar intrusive rocks in the world 

(e.g., Annen et al. 2006; Kemp et al. 2007; Barnes et al. 2012; 

Wang et al. 2018). 

Conclusions

The findings of this study infer collisional/post-collisional 

character  for  the  granitoids  in  the  Hacımahmutuşağı  area, 

where granite–granodiorite represents the first magmatic phase 

with  formation  of  leucogranite,  more  crustal  contamination 

and fractionation, following up. Both granitoids and gabbros 

are conceivably formed from an enriched source with a note-

worthy crustal component. The coeval granitic and gabbroic 

rocks observed in the Hacımahmutuşağı area are likely to have 

been formed in shallow crust due to fractionation and episodic 

magmatic injections from a hot zone previously formed within 

the crust. 

Acknowledgements:  I  gratefully  thank  Prof.  Dr.  Cemal 

Göncüoğlu  for  help  in  all  stages  of  this  study.  I  thank  to  

Dr.  Fatma Toksoy-Köksal  for  contributions  in  evaluation  of 

petrographical  and  geochemical  data,  and  comparison  with  

the other gabbroic rocks in Central Anatolia. I am indebted to 

Prof. Dr. Mehmet Arslan for his reviews of the earlier version 

the manuscript. I acknowledge the Central Laboratory of Mid-

dle East Technical University for geochemical and radiogenic 

isotope analyses. I would like to thank Serap Tekin Kaya and 

background image

274

KÖKSAL

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

Sezen Yıldırım for geochemical analyses and Dr. Selin Süer 

and  Sultan  Atalay  for  their  assistance  in  isotope  analyses.  

Prof.  Dr.  Orhan  Karslı,  Prof.  Dr.  Sabah  Yılmaz  Şahin  and  

Prof. Dr. Semih Gürsu are acknowledged for their constructive 

reviews and comments, which significantly helped to modify 

the manuscript.

References

Alpaslan M., Frei R., Boztuğ D., Kurt M.A. & Temel A. 2004: Geo-

chemical  and  Pb–Sr–Nd  isotopic  constraints  indicating  an  en-

riched-mantle source for Late Cretaceous to Early Tertiary vol-

canism, central Anatolia, Turkey. Int. Geol. Rev. 46, 1022–1041.

Alpaslan M., Boztuğ D., Frei R., Temel A. & Kurt M.A. 2006: Geo-

chemical and Pb–Sr–Nd isotopic composition of the ultrapotas-

sic  volcanics  from  the  extension-related  Çamardı–Ulukışla 

 basin, Niğde province, central Anatolia, Turkey. J. Asian Earth 

Sci. 27, 613–27.

Annen C., Bluny J.D. & Sparks R.S.J. 2006: The genesis of interme-

diate and silicic magmas in deep hot zones. J. Petrol. 47, 505–539.

Barnes C.G., Frost C.D., Nordgule Ø. & Prestvik T. 2012: Magma 

hybridization  in  the  middle  crust:  possible  consequences  for 

deep-crustal magma mixing. Geosphere 8, 518–533.

Bingöl E. 1989: Geological Map of Turkey, scale 1:2.000,000. General 

Directorate of Mineral Research and Exploration, Ankara  (in 

Turkish).

Bozkurt  E.  &  Mittwede  S.  2001:  Introduction  to  the  geology  of  

Turkey — A Synthesis. Int. Geol. Rev. 43, 578–594.

Boztuğ  D.  1998:  Post-collisional  central  Anatolian  alkaline  plu-

tonism, Turkey. Turk. J. Earth Sci. 7, 145–165.

Boztuğ D., Tichomirowa M. & Bombach K. 2007: 

207

Pb–

206

Pb sin-

gle-zircon evaporation ages of some granitoid rocks reveal con-

tinent–oceanic island arc collision during the Cretaceous geody-

namic evolution of the central Anatolian crust, Turkey. J. Asian 

Earth Sci. 31, 71–86.

Boztuğ D., Jonckheere R.C., Heizler M., Ratschbacher L., Harlavan Y. 

& Tichomirova M. 2009: Timing of post-obduction granitoids 

from intrusion through cooling to exhumation in central Anato-

lia, Turkey. Tectonophysics 473, 223–233.

Bussy F., Hernandez J. & Von Raumer J. 2000: Bimodal magmatism 

as  a  consequence  of  the  post-collisional  readjustment  of  the 

thickened Variscan  continental  lithosphere  (Aiguilles  Rouges–

Mont Blanc Massifs, Western Alps). Trans. R. Soc. Edinburgh: 

Earth Sci. 91, 221–233.

Cox  K.G.,  Bell  J.D.  &  Pankhurst  R.J.  1979:  The  Interpretation  of 

 Igneous  Rocks.  George Allen & Unwin, London, 1–450.

Çevikbaş A. & Öztunalı Ö. 1992: Geology of the Ulukışla–Çamardı 

(Niğde) Basin. Bulletin of the Mineral Research and Exploration 

114, 155–172.

Deering  C.D.,  Keller  B.,  Schoene  B.,  Bachmann  O.,  Beane  R.  & 

Ovtcharova  M.  2016:  Zircon  record  of  the  plutonic-volcanic 

connection and protracted rhyolite melt evolution. Geology 44, 

4, 267–270.

Deniz K. 

&

 Kadıoğlu Y.K. 2016

:

 Assimilation and fractional crystal-

lization  of  foid-bearing  alkaline  rocks:  Buzlukdağ  intrusives, 

Central Anatolia, Turkey. 

Turk. J. Earth Sci.

 25, 4, 341

366.

Dirik  K.,  Göncüoğlu  M.C.  &  Kozlu  H.  1999:  Stratigraphy  and 

pre-Miocene  tectonic  evolution  of  the  southwestern  part  of   

the Sivas Basin, central Anatolia, Turkey. Geol. J. 34, 303–319.

Floyd P.A., Yalınız M.K. & Göncüoğlu M.C. 1998: Geochemistry and 

petrogenesis of intrusive and extrusive ophiolitic plagiogranites, 

Central Anatolian Crystalline Complex, Turkey. Lithos 42, 3, 4, 

225–240.

Frost  B.R.,  Barnes  C.G.,  Collins  W.J.,  Arculus  R.J.,  Ellis  D.J.  &  

Frost C.D. 2001: A geochemical classification for granitic rocks. 

J. Petrol. 42, 2033–2048.

Gökten E. & Floyd P.A. 1987: Geochemistry and tectonic environ-

ment  of  the  Sarkisla  area  volcanic  rocks  in  central  Anatolia, 

 Turkey.  Mineral. Mag. 51, 533–559.

Göncüoğlu M.C. 1986: Geochronological data from the southern part 

(Niğde  area)  of  the  Central Anatolian  Massif.  Bulletin of the 

Mineral Research and Exploration 105/106, 83–96. 

Göncüoğlu M.C. & Türeli T.K. 1994: Alpine collision-type granitoids 

in the western Central Anatolian Crystalline Complex. J. Kocaeli 

Univ. 1, 39–46. 

Göncüoğlu M.C., Erler A., Toprak V., Olgun E., Yalınız K., Kuşçu İ., 

Köksal S. & Dirik K. 1993: The geology of the Middle Section 

of the Central Anatolian Massif, part 3: Geological evolution of 

the Middle Kızılırmak Tertiary Basin. Turkey Petroleum Corpo-

ration General Directorate, Open file Report No. 3313, Ankara, 

1–104 (in Turkish). 

Göncüoğlu M.C., Dirik K. & Kozlu H. 1997a: General characteristics 

of pre-Alpine and Alpine Terranes in Turkey: explanatory notes 

to  the  terrane  map  of  Turkey.  Annales Geologique de Pays 

 Hellenique 37, 515–536.

Göncüoğlu  M.C.,  Köksal  S.  &  Floyd  P. A.  1997b:  Post-collisional 

A-Type magmatism in the Central Anatolian Crystalline Com-

plex:  petrology  of  the  İdiş  Dağı  intrusives  (Avanos,  Turkey). 

Turk. J. Earth Sci. 6, 2, 65–76.

Göncüoğlu  M.C.,  Sayıt  K.  &  Tekin  U.K.  2010:  Oceanization  of  

the northern Neotethys: Geochemical evidence from ophiolitic 

melange basalts within the İzmir–Ankara suture belt, NW Tur-

key. Lithos 116, 175–187.

Göncüoğlu M.C., Tekin U.K., Sayıt K., Bedi Y. & Uzunçimen-Keçeli S. 

2015:  Evolution  of  the  Neotethyan  branches  in  the  Eastern 

Medi terranean:  Petrology  and  ages  of  oceanic  basalts.  In: 

IGCP589. The Fourth Symposium of the International Geosci-

ences. Programme Abstracts and Proceedings, 17–19.

Görür N., Oktay F.Y., Seymen İ. & Şengör A.M.C. 1984: Paleotecton-

ic evolution of Tuzgölü basin complex, central Turkey. In: Dixon 

J.E.  &  Robertson  A.H.F.  (Eds.):  The  geological  evolution  of  

the eas tern Mediterranean. Geol. Soc. London, Spec. Publ. 17, 

81–96. 

Güleç N. 1994: Rb–Sr Isotope data from the Ağaçören granitoid (East 

of Tuz Gölü): geochronological and genetical implications. Turk. 

J. Earth Sci. 3, 39–43. 

Güleç N. & Kadıoğlu Y.K. 1998: Relative involvement of mantle and 

crustal components in the Ağaçören Granitoid (central Anatolia 

-Turkey):  estimates  from  trace  element  and  Sr-isotope  data. 

 Chemie der Erde 58, 23–37.

Güleç N., Toprak V., Kadıoğlu Y.K. & Barreiro B. 1996: The anatomy 

of a gabbro body and its bearings on the origin of mafic enclaves 

in  the  Ağaçören  granitoid  (central  Turkey). Israel Journal of 

Earth Sciences 45, 169–192.

Hart S.R. 1988: Heterogeneous mantle domains: signatures, gene-

sis, and mixing chronologies. Earth Planet. Sci. Lett. 90,  

273–296.

Harris N.B.W., Pearce J.A. & Tindle A.G. 1986: Geochemical charac-

teristics  of  collision-zone  magmatism.  In:  Coward  M.P.  &  

Alison C. (Eds.): Geol. Soc. London, Spec. Publ. 19, 67–81.

Hildreth W. & Moorbath S. 1988: Crustal contributions to arc mag-

matism in the Andes of central Chile. Contrib. Miner. Petrol. 98 

455–489.

İlbeyli N., Pearce J.A., Thirlwall M.F. & Mitchell J.G. 2004: Petro-

genesis of collision-related plutonics in central Anatolia, Turkey. 

Lithos 72, 163–182.

Irvine T.N. & Baragar W.R.A. 1971: A guide to the geochemical clas-

sification of the common volcanic rocks. Can. J. Earth Sci. 8, 

523–548.

background image

275

UPPER CRETACEOUS INTRUSIVE ROCKS IN HACIMAHMUTUŞAĞI AREA (AKSARAY/TURKEY)

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

Jackson M.D., Blundy J.  & Sparks R.S.J. 2018: Chemical differen-

tiation, cold storage and remobilization of magma in the Earth’s 

crust. Nature 564, 405–409.

Kadıoğlu Y.K. & Güleç N. 1996: Structural setting of Gabbros in the 

Ağaçören Granitoid: Implications from Geological and Geophy-

sical (Resistivity) Data. Turk. J. Earth Sci. 5, 153–159.

Kadıoğlu Y.K. & Güleç N. 1998: The role of anorthite contents on the 

generation  of  granitoid,  enclaves  and  gabbro  in  the Ağaçören 

 Intrusive Suite: Central Anatolia, Turkey. Mineral. Mag. 2A, 

733–734.

Kadıoğlu Y.K. & Güleç N. 2001: Gabbro Types in the Central Anato-

lian Crystalline Complex: Field Aspects, Petrographic Features 

and  Geochemistry.  In:  Fourth  International  Turkish  Geology 

Symposium, Abstract, 206.

Kadıoğlu Y.K. & Özsan A. 1997: Determination of the deep structure 

of gabbros in Sulakyurt granitoid by drilling. Geological Bulle-

tin of Turkey 41, 177–185 (in Turkish).

Kadıoğlu Y.K., Ateş A. & Güleç N. 1998a: Structural interpretation of 

gabbroic rocks in Ağaçören Granitoid, Central Turkey: field ob-

servations and aeromagnetic data. Geol. Mag. 135, 2, 245–254.

Kadıoğlu Y.K., Kurt H. & Arslan M. 1998b: Determination of Ophio-

litic and nonophiolitic gabbroic rocks in Central Anatolia using 

the Cr/Si ratio in clinopyroxene. Mineral. Mag. 2A, 735–736.

Kadıoğlu Y.K., Dilek Y., Güleç N. & Foland K.A. 2003: Tectonomag-

matic  evolution  of  bimodal  plutons  in  the  Central  Anatolian 

Crystalline Complex, Turkey. J. Geol. 111, 671–690.

Kadıoğlu Y.K., Dilek Y. & Foland K.A. 2006: Slab break-off and syn-

collisional origin of the Late Cretaceous magmatism in the Cen-

tral  Anatolian  Crystalline  Complex,  Turkey.  In:  Dilek  Y.  & 

Pavlides S. (Eds.): Postcollisional tectonics and magmatism in 

the Mediterranean region and Asia. Geol. Soc. Am. Spec. Pap. 

409, 381–415.

Kelemen  P.B.,  Shimizu  N.  &  Dunn T.  1993:  Relative  depletion  of 

 niobium in some arc magmas and the continental crust: partition-

ing of K, Nb, La and Ce during melt/rock reaction in the upper 

mantle. Earth Planet. Sci. Lett. 120, 3–4, 111–134.

Kemp A.I.S., Hawkesworth C.J., Foster G.L., Paterson B.A., Wood-

head  J.D.,  Hergt  J.M.,  Gray  C.M.  &  Whitehouse  M.J.  2007: 

Magmatic  and  crustal  differentiation  history  of  granitic  rocks 

from Hf-O isotopes in zircon. Science 315, 980–983.

Koçak K., Işık F., Arslan M. & Zedef V. 2005: Petrological and source 

region characteristics of ophiolitic hornblende gabbros from the 

Aksaray and Kayseri regions, central Anatolian crystalline com-

plex, Turkey. J. Asian Earth Sci. 25, 883–891.

Köksal S. 1992: Geology and petrography of Hacımahmutuşağı re-

gion  (Ortaköy-Aksaray).  B.Sc. Thesis,  Middle East Technical 

University, Ankara, 1–54. 

Köksal S. & Göncüoğlu M.C. 2008: Sr and Nd isotopic characteristics 

of some S-, I- and A-type granitoids from Central Anatolia. Turk. 

J. Earth Sci. 17, 111–127.

Köksal S., Göncüoğlu M.C. & Toksoy-Köksal F. 2001: The geologi-

cal and petrographical characteristics of the magmatic rocks and 

their contact zones in the Hacımahmutusağı (Ortaköy-Aksaray) 

area, Central Anatolian Crystalline Complex, Turkey. Fourth In-

ternational Turkish Geology Symposium, Work in Progress on 

the Geology of Turkey and Its Surroundings,  2001, Çukurova 

University, Adana, 216. 

Köksal S., Romer R.L., Göncüoğlu M.C. & Toksoy-Köksal F. 2004: 

Timing of the transition from the post-collisional to A-type mag-

matism:  titanite  U/Pb  ages  from  the  alpine  Central Anatolian 

Granitoids, Turkey. Int. J. Earth Sci. 93, 974–989.

Köksal S., Möller A., Göncüoğlu M.C., Frei D. & Gerdes A. 2012: 

Crustal homogenization revealed by U-Pb zircon ages and Hf 

isotope  evidence  from  the  Late  Cretaceous  granitoids  of  the 

Agaçören  intrusive  suite  (Central  Anatolia/Turkey).  Contrib. 

Mineral. Petrol. 163, 725–743. 

Köksal S., Toksoy-Köksal F., Göncüoğlu M.C., Möller A., Gerdes A. 

& Frei D. 2013: Crustal source of the Late Cretaceous Satansarı 

monzonite (Central Anatolia/Turkey) and its significance for the 

Alpine geodynamic evolution. J. Geodyn. 65, 82–93.

Köksal S., Toksoy-Köksal F. & Göncüoğlu M.C. 2017: Petrogenesis 

and geodynamics of plagiogranites from Central Turkey (Eke-

cikdağ/Aksaray): new geochemical and isotopic data for genera-

tion in an arc basin system within the northern branch of Neo-

tethys. Int. J. Earth Sci. (Geol. Rundsch.) 106, 1181–1203..

McDonough W.F. & Sun S-S. 1995: The composition of the earth. 

Chem. Geol. 120, 223–253.

Meade F.C., Troll V.R., Ellam R.M., Freda C., Font L., Donaldson 

C.H. & Klonowska I. 2014: Bimodal magmatism produced by 

progressively inhibited crustal assimilation. Nature Communica-

tions 5, art. no. 4199.

Miller C., Thöni M., Goessler W. & Tessadri R. 2011: Origin and age 

of the Eisenkappel gabbro to granite suite (Carinthia, SE Austri-

an Alps). Lithos 125, 434–448. 

Moix  P.,  Beccaletto  L.,  Kozur  H.W.,  Hochard  C.,  Rosselet  F.  & 

Stampfli G.M. 2008: A new classification of the Turkish terranes 

and sutures and its implication for the Paleotectonic history of 

the region. Tectonophysics 451, 7–39.

Okay A.İ. & Tüysüz O. 1999: Tethyan sutures of northern Turkey. In: 

Durand, B., Jolivet, L., Horwarth, E., Seranne, M. (Eds.): The 

Mediterranean Basins: Tertiary Extension within the Alpine Oro-

gen. Geol. Soc. London, Spec. Publ. 156, 475–515.

Pearce J.A. 1996: Sources and settings of granitic rocks. Episodes 19, 

120–125.

Pearce J.A. 2008: Geochemical fingerprinting of oceanic basalts with 

applications to ophiolite classification and the search for Arche-

an oceanic crust. Lithos 100, 14–48.

Pearce J.A., Harris N.B.W. & Tindle A.G.W. 1984: Trace element dis-

crimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic 

rocks. J. Petrol. 25, 956–983.

Petford N. & Gallagher K. 2001: Partial melting of mafic (amphibo-

litic)  lower  crust  by  periodic  influx  of  basaltic  magma.  Earth  

Planet. Sci. Lett. 193, 3–4, 483–499.

Pitcher W.S.  1979: The  nature,  ascent  and  emplacement  of  granite 

magmas. J. Geol. Soc. London 136, 627–662.

Robertson A.H.F., Parlak O. & Ustaömer T. 2009:  Melange genesis 

and ophiolite emplacement related to subduction of the northern 

margin of the Tauride–Anatolide continent, central and western 

Turkey.  In: Van  Hinsbergen  D.J.J.,  Edwards  M.A.,  Govers  R. 

(Eds.): Collision and collapse at the Africa–Arabia–Eurasia Sub-

duction Zone. Geol. Soc. London, Spec. Publ. 311, 9–66. 

Seymen İ. 1981: The stratigraphy and metamorphism of the Kırşehir 

Massif near Kaman (Kırşehir). Bulletin of the Geological Society 

of Turkey 24, 7–14 (in Turkish).

Sun S-S. & McDonough W.F. 1989: Chemical and isotopic systema-

tics  of  oceanic  basalts;  implications  for  mantle  composition  

and processes. In: Saunders, A.D., Norry, M.J. (Eds.): Magma-

tism in the ocean basins. Geol. Soc. London,  Spec. Publ. 42, 

313–345.

Toksoy-Köksal F. 2016: Petrogenesis of the Ekecikdağ Magmatic As-

sociaton  (Central  Anatolia):  Mineral  Chemistry  Perspective. 

Bulletion of the Earth Sciences Application and Research Centre 

of Hacettepe University 37, 2, 139–178 (in Turkish). 

Toksoy-Köksal F. 2019: On the geodynamics of the Alpine collisional 

granitoids  from  Central  Anatolia:  petrology,  age  and  isotopic 

characteristics of the granitoids of the Ekecikdağ Igneous Asso-

ciation (Aksaray/Turkey). Geodin. Acta 31, 1–26.  

Toksoy-Köksal F., Oberhaensli R. & Göncüoğlu M.C. 2009: Hydrous 

aluminosilicate metasomatism in an intra-oceanic subduction 

zone:  Implications  from  the  Kurançalı  (Turkey)  ultramafic– 

mafic cumulates within the Alpine Neotethys Ocean. Mineral. 

Petrol. 95, 273–290. 

background image

276

KÖKSAL

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 3, 261–276

Toksoy-Köksal  F.,  Köksal  S.  &  Göncüoğlu  M.C.  2010:  Is  a  single 

model adequate to explain origin of the gabbros from Central 

Anatolia,  Turkey?  In:  Symposium  of  Geological  Society  of 

America,  Tectonic  Crossroads:  Evolving  Orogens  of  Eurasia–

Africa–Arabia, 2010. Ankara, 83.

van Hinsbergen D.J.J.,  Maffione  M.,  Plunder  A.,  Kaymakçı  N., 

Ganerød M., Hendriks B.W.H., Corfu F., Gürer D., de Gelder 

G.I.N.O., Peters K., McPhee P.J., Brouwer F.M., Advokaat E.L. 

& Vissers R.L.M. 2016: Tectonic evolution and paleogeography 

of  the  Kırşehir  Block  and  the  Central  Anatolian  Ophiolites, 

 Turkey. Tectonics 35, 4, 983–1014. 

Wang L.J., Guo J.H., Yin C., Peng P., Zhang J., Spencer C.J. & Qian 

J.H. 2018: High-temperature S-type granitoids (charnockites) in 

the Jining complex, North China Craton: Restite entrainment 

and hybridization with mafic magma. Lithos 320–321, 435–453.

Whitney D.L., Teyssier C., Fayon A.K., Hamilton M.A. & Heizler M. 

2003: Tectonic controls on metamorphism, partial melting, and 

intrusion:  timing  and  duration  of  regional  metamorphism  and 

magmatism  in  the  Niğde  Massif, Turkey.  Tectonophysics 376, 

37–60.

Yalınız M.K., Aydın N.S., Göncüoğlu M.C. & Parlak O. 1999: Terle-

mez  quartz  monzonite  of  Central Anatolia  (Aksaray-Sarıkara-

man): age, petrogenesis and geotectonic implications for ophio-

lite emplacement. Geol. J. 34, 233–242.

Yalınız M.K., Göncüoğlu M.C. & Özkan-Altıner S. 2000: Formation 

and emplacement ages of the SSZ-type Neotethyan Ophiolites in 

Central Anatolia, Turkey: paleotectonic implications. Geol. J. 

35, 53–68.

Zindler A. & Hart S.R. 1986: Chemical Geodynamics. Annual Review 

of Earth and Planetary Sciences 14, 493–571.