Hidrotermal, Gömülme ve Dalma – Batma Metamorfizması

Metamorfizma, kayaçların katı halde, basınç, sıcaklık ve kimyasal bileşim değişiklikleri gibi faktörler etkisiyle değişimine verilen genel addır. Bu değişimler, minerallerin yeniden kristalleşmesine, kayaçların kimyasal bileşiminde değişikliklere ve yeni kayaç türlerinin oluşmasına yol açar.

 

Hidrotermal metamorfizma, sıcak su ve kimyasallar açısından zengin çözeltilerin kayaçlarla etkileşimi sonucu oluşur. Bu tür metamorfizma genellikle okyanus tabanındaki volkanik sırtlar ve yitim bölgeleri gibi jeotermal alanlarda meydana gelir.

 

Gömülme metamorfizması, kayaçların artan tortul yükü ile gömülmesi sonucu oluşur. Derinlik arttıkça artan basınç ve sıcaklık kayaçların minerallerini değiştirir.

 

Dalma-batma metamorfizması ise okyanus kabuğunun kıtasal kabuğun altına dalması sonucu oluşur. Yüksek basınç ve sıcaklık kayaçların minerallerini kökten değiştirir ve eklogit, mavi şist gibi nadir kayaç türlerinin oluşmasına yol açar. Bu üç metamorfizma türü de jeolojik açıdan önemlidir ve bize Dünya’nın geçmişteki jeotermal ve tektonik tarihi hakkında bilgi verir.

 

Hidrotermal Metamorfizma

Sıcak, iyona doygun akışkanlar kırık – çatlak boyunca kaya içinde dolaşınca hidrotermal metamorfizma oluşur (bir altta bulunan görsele bakınız). Bu tür metamorfizma magma faaliyeti ile iç içe gelişir, çünkü iyon göçünü hızlandıracak ısı enerjisi bu ortamda bulunur.

 

 

Böylece büyük plütonların etrafında kontak metamorfizma zonlarında hidrotermal metamorfizma faaliyetlerine de rastlarız. Büyük magma kütlesinin katılaşması sürecinde kristal yapılarına girmeyen iyonlar ve artık uçucu maddeler (su gibi) serbestleşir. Böyle oluşan iyona dayalı akışkanlara hidrotermal çözeltiler denir. Yan kayaçların önemli derecede ornatılmasının yanında hidrotermal çözeltiler birçok ekonomik mineral yatağının kaynağı olur.

 

Levha tektoniği ile ilgili bulgularımız zenginleştikçe hidrotermal metamorfizmanın başlıca oluşum ortamının okyanus ortası sırt bölgeleri olduğunu anlamaktayız (bir alttaki görsele bakınız). Burada levhalar birbirinden uzaklaşmakta ve alttaki sıcak magma katılaşarak yeni okyanus kabuğu parçaları oluşturmaktadır. Deniz suyu genç henüz sıcak kabuk içinde dolaşır, ısınarak taze okyanus tabanı bazaltlarını kimyasal etkiler.

 

 

Bu yola Fe-Mg’lu mineraller (olivin, piroksen) sulu silikat minerallerine (serpantin, klorit, talk) dönüşür. Bununla beraber büyük miktarda metalik bileşenler de okyanus kabuğu kayalarından çözülerek (demir Fe, kobalt Co, nikel Ni, gümüş Ag, altın Au, ve bakır Cu) çözeltiye geçer. Sıcak metalik iyonlara doygun akışkanlar çatlaklardan yükselerek okyanus tabanında dışarıya 350 ^oC sıcak olarak fışkırır. Bunlar denizatlarından görüntüleri alınmış kara duman bacalarıdır (bir üstteki görsele bakınız).

 

Hidrotermal Metamorfizma Özellikleri

Hidrotermal metamorfizma, magmatik faaliyetler veya jeotermal alanlarla ilişkili sıcak su ve kimyasallar açısından zengin çözeltilerin kayaçlarla etkileşimi sonucu oluşan metamorfizma türüdür. Bu karmaşık süreç, jeolojide önemli bir rol oynar ve çeşitli minerallerin ve kayaç türlerinin oluşumuna yol açar.

• Mineraloji: Hidrotermal metamorfizma sonucu oluşan mineraller, sıcaklık, basınç ve kimyasal çözeltilerin bileşimine bağlı olarak değişir. Yaygın mineraller arasında kuvars, kalsit, epidot, prehnit, serpantin, klorit ve talk bulunur.
• Kayaç Dokusu: Hidrotermal metamorfizma, kayaçlarda genellikle damarlı, breşleşmiş veya porfirik dokular oluşturur.
• Kimyasal Bileşim: Kimyasal çözeltilerin kayaçlarla etkileşimi sonucu kayaçların kimyasal bileşiminde değişiklikler meydana gelir.
• Ekonomik Önem: Hidrotermal metamorfizma ile ilişkili olarak altın, gümüş, kurşun, çinko ve bakır gibi değerli maden yatakları oluşabilir.

 

 

Hidrotermal Metamorfizmanın Oluşum Koşulları

• Sıcaklık: 150-1100°C arasında değişir. Magmatik faaliyetlere yakın bölgelerde sıcaklık daha yüksekken, jeotermal alanlarda daha düşük sıcaklıklarda da hidrotermal metamorfizma gerçekleşebilir.
• Basınç: 2-30 kb arasında değişir. Genellikle orta basınç altında gerçekleşir.
• Kimyasal Çözeltiler: Sıcak su, magmadan veya yeraltı sularından gelen çeşitli kimyasallar içerir. Bu kimyasallar, kayaçların minerallerini değiştirerek yeni minerallerin oluşmasına yol açar.

 

Hidrotermal Metamorfizmanın Oluştuğu Yerler

Okyanus Tabanı: Volkanik sırtlar ve yitim bölgeleri gibi jeotermal alanlarda yaygındır.
Jeotermal Alanlar: Yeryüzündeki aktif jeotermal alanlarda da hidrotermal metamorfizma gözlemlenir.
Volkanik Bölgeler: Magmanın yakınında bulunan kayaçlar hidrotermal metamorfizmaya maruz kalabilir.

 

Hidrotermal Metamorfizma ile İlgili Kayaç Türleri

• Hidrotermalit: Hidrotermal metamorfizma sonucu oluşan kayaçlara genel olarak hidrotermalit denir.
• Listvenit: Serpentinit ve klorit gibi minerallerden oluşan kayaç.
• Propylit: Epidot, klorit ve kalsit gibi minerallerden oluşan kayaç.
• Greisen: Kuvars ve muskovit gibi minerallerden oluşan kayaç.

 

Gömülme Metamorfizması

Geniş çökelme havzalarında çok kalın sedimenter istifin birikmesi ile gömülme metamorfizması oluşmaktadır. Bu ortamda en derinde düşük derece metamorfizma koşulları gelişebilir. Yük basıncı ve jeotermal sıcaklık etkisi ile rekristalizasyon olmaksızın mineral bileşiminde ve/veya dokularda değişimler yerleşir.

 

 

Yersel jeotermal gradyana bağlı olarak gömülme metamorfizması için gerekli derinlik değişmektedir ancak genellikle 200 ^oC sıcaklıkta ve 8 km derinlikte düşük derece metamorfizma koşulları saptanmıştır. Bazı yüksek jeotermal gradyan gözlenen bölgelerde yapılan sondajlarda birkaç km derinlikte metamorfik mineraller bulunmuştur.

 

Gömülme Metamorfizmasının Özellikleri

• Mineraloji: Gömülme metamorfizması sonucu oluşan mineraller, basınç ve sıcaklığa bağlı olarak değişir. Yaygın mineraller arasında kuvars, muskovit, biyotit, granat, staurolit ve kyanit bulunur.
• Kayaç Dokusu: Gömülme metamorfizması, kayaçlarda genellikle foliyasyon (katmanlanma) adı verilen bir doku oluşturur. Foliyasyon, basınç altında mineral tabakalarının paralel şekilde dizilmesiyle oluşur.
• Metamorfik Zonlar: Gömülme metamorfizması, basınç ve sıcaklığın artması ile birlikte farklı minerallerin oluşmasına yol açan metamorfik zonlar oluşturur.

 

Gömülme Metamorfizmasının Oluşum Koşulları

• Basınç: Artan tortul yükü ile birlikte artan basınç, gömülme metamorfizmasının en önemli etkenidir. Basınç, kayaçların minerallerini yeniden kristalleştirerek yeni minerallerin oluşmasına yol açar.
• Sıcaklık: Gömülme derinliği arttıkça artan sıcaklık da metamorfizmayı tetikler. Sıcaklık, basınçla birlikte minerallerin kimyasal bileşimini değiştirerek yeni minerallerin oluşmasını sağlar.
• Tortul Kayaçların Tipi: Gömülme metamorfizmasına maruz kalan kayaçların tipi, metamorfizmanın sonucunu etkiler. Kireçtaşları, kumtaşları ve şeyller gibi farklı tortul kayaçlar farklı mineraller oluşturur.

 

Gömülme Metamorfizmasının Oluştuğu Yerler

• Tortul Havzalar: Derin tortul havzalarda gömülme metamorfizması yaygındır.
• Dağ Oluşum Bölgeleri: Dağ oluşumu sırasında kayaçların sıkışması ve gömülmesi metamorfizmaya yol açabilir.

 

Gömülme Metamorfizması ile İlgili Kayaç Türleri

• Fillit: Foliyasyona sahip, ince taneli, mika ve kuvars içeren kayaç.
• Şist: Foliyasyona sahip, daha kaba taneli, mika, granat ve diğer mineralleri içeren kayaç.
• Eklogit: Yüksek basınç ve sıcaklık altında oluşmuş, granat ve piroksen içeren kayaç.

 

Dalma – Batma Metamorfizması

 

Okyanus litosferinin derine daldığı çarpışma bölgelerinde kaya ve gevşek sedimanlar beraberce derinlere sürüklenir. Bu olaya dalma – batma zonu metamorfizması denir, burada metamorfizma esnasında yönlü basınçlar çok etkin rol oynar. Üstelik daha ileriki aşamada iki kıta litosferi çarpıştığında aynı kayalar tekrar ikinci bir metamorfizmaya uğramaktadır.

 

Dalma – Batma Metamorfizmasının Özellikleri

• Mineraloji: Dalma-batma metamorfizması sonucu oluşan mineraller, yüksek basınç ve sıcaklığa dayanıklı minerallerdir. Yaygın mineraller arasında granat, piroksen, glaukofan, zoisit ve klorit bulunur.
• Kayaç Dokusu: Dalma-batma metamorfizması, kayaçlarda genellikle nematoblastik (iğnecik) veya granoblastik (eşit taneli) doku oluşturur.
• Mavi Şist: Dalma-batma metamorfizmasının en karakteristik kayaç türü, mavi rengini glaukofan mineralinden alan mavi şisttir.

 

Dalma-Batma Metamorfizmasının Oluşum Koşulları

• Basınç: Dalma-batma metamorfizması, 10-30 kb’a kadar ulaşabilen yüksek basınç altında gerçekleşir. Bu basınç, kayaçların minerallerini yeniden kristalleştirerek yeni minerallerin oluşmasına yol açar.
• Sıcaklık: Dalma-batma metamorfizması, 400-700°C arasında değişen yüksek sıcaklık altında gerçekleşir. Sıcaklık, basınçla birlikte minerallerin kimyasal bileşimini değiştirerek yeni minerallerin oluşmasını sağlar.
• Okyanus Kabuğunun Bileşimi: Dalma-batma metamorfizması, okyanus kabuğunun bazalt ve gabro gibi kayaçlardan oluşması nedeniyle bu kayaçlara özgü minerallerin oluşmasına yol açar.

 

Dalma ~ Batma Metamorfizmasının Oluştuğu Yerler

Okyanus-Kıta Yitim Bölgeleri: Okyanus kabuğunun kıtasal kabuğun altına daldığı yitim bölgeleri, dalma-batma metamorfizmasının en yaygın olduğu yerlerdir.

 

Dalma – Batma Metamorfizması ile İlgili Kayaç Türleri

• Eklogit: Yüksek basınç ve sıcaklık altında oluşmuş, granat ve piroksen içeren kayaç.
• Mavi Şist: Glaukofan mineralinden dolayı mavi renkte olan, yüksek basınç altında oluşmuş kayaç.
• Jadeit: Yüksek basınç altında oluşmuş, nadir bir kayaç.