KİMYASAL AKTİF AKIŞKANLAR
Öncelikle su (H2O) ve diğer uçucu maddelerden karbondioksit (CO2) bileşimli akışkanlar bazı metamorfizma türlerinde önemli rol oynarlar.
Mineral tanelerini saran akışkanlar katalizör etkisi ve iyon göçü ile reaksiyonu hızlandırır. Daha sıcak ortamlara gidildikçe iyonlara doygu akışkanların aktivitesi de artar.
İki mineral tanesi birbirine yapıştığında dokunan yerdeki kafes yapısı en yüksek stres (genellikle yük basıncı) altındadır. Burada yerleşmiş iyonlar sıcak sular nedeniyle çözünmeye başlar ve tane arası yüzeyde göç ederek bu kez taneler arası boşluklara yerleşirler. Böylece hidrotermal akışkanların etkisiyle mineral tanelerinde çözülme yolu ile rekristalizasyon başlar: Akışkanlar yüksek stres bölgesindeki iyonları çözerek düşük stres bölgesinde birikmesini sağlar. Sonuçta minerallerde rekristalizasyon oluşumu ilerlemekte ve bunlar sıkışma stresine dik yönde büyümelerini sürdürür.
Sıcak akışkanlar serbestçe kayalar içinde dolaştığında iki komşu kaya katmanları arasında iyon yer değiştirmesi olur veya iyonlar uzak mesafelere göç ederek buralarda birikirler. Magma plütonlarında kristalizasyona bağlı sıcak akışkanlar söz konusu olduğunda ikinci durum daha olağandır. Plütonların yan kayalara ilerleyen iyonlardan bileşimce çok farklı bir tablo çizerlerse iyon-kaya arasında önemli yer değişmeler oluşabilmektedir. Bu durumdakayanın temel birleşimi yenilenmektedir. Akışkanlar etkisiyle kaya bileşiminin önemli değişimine metasomatizma adı verilir.
Metamorfik Etmenler
Metamorfik etmenlere neden olan kimyasal aktif akışkanlar, kayaların kimyasal bileşimini ve yapısını değiştiren sıvılardır. Bu akışkanlar, magma, hidrotermal çözeltiler ve yüzeysel sular gibi çeşitli kaynaklardan gelebilir. Magmanın, metamorfik etmenlere neden olan en yaygın kimyasal aktif akışkandır. Magma derin yer kabuğunda ve mantoda bulunan erimiş kayadır. Magmadaki, yerkabuğunu deldiğinde, kayaları ısıtarak ve çözerek metamorfik değişikliklere neden olur.
Hidrotermal çözeltiler, yerkabuğundaki sıcak su ve gaz karışımlarıdır. Magmadan, metamorfik kayalardan veya tektonik aktiviteden kaynaklanabilir. Çözeltiler, kayaları ısıtarak, çözerek ve mineralize ederek metamorfik değişikliklere neden olur. Yağmur, kar ve buz gibi kaynaklardan gelen sulardır. Metamorfik kayaların yüzeyinde veya yakınında dolaşarak metamorfik değişikliklere neden olabilir.
Metamorfik etmenlere neden olan kimyasal aktif akışkanlar, kayaların kimyasal bileşimini ve yapısını çeşitli şekillerde değiştirebilir. Bu değişiklikler, kayaların mineral bileşimini, kristal yapısını, yoğunluğunu ve sertliğini etkileyebilir.
Metamorfik etmenlere neden olan kimyasal aktif akışkanların bazı spesifik örnekleri şunlardır:
- Magmadaki silikat çözeltiler: Silikat çözeltiler, kayaları ısıtarak ve çözerek metamorfik değişikliklere neden olur. Bu değişiklikler, kayaların mineral bileşimini değiştirerek yeni minerallerin oluşumuna yol açabilir.
- Hidrotermal çözeltilerdeki karbonatlı çözeltiler: Karbonatlı çözeltiler, kayaları çözerek ve mineralize ederek metamorfik değişikliklere neden olur. Bu değişiklikler, kayaların mineral bileşimini değiştirerek yeni minerallerin oluşumuna yol açabilir.
- Yüzeysel sulardaki asit çözeltiler: Asit çözeltiler, kayaları çözerek ve mineralize ederek metamorfik değişikliklere neden olur. Bu değişiklikler, kayaların mineral bileşimini değiştirerek yeni minerallerin oluşumuna yol açabilir.
KİMYASAL AKTİF AKIŞKANLARIN KAYNAĞI NEDİR?
Yaygın olarak sedimenter kayaların gözeneklerinde bol su bulunur, benzer şekilde magma kayalarının çatlaklarında da buna ilaveten birçok mineral hidrat bileşimindedir (kil mineralleri, mikalar, amfiboller) ve kristal yapılarında su molekülü bağlıdır. Düşük ve orta derecede metamorfizma ile yükselen sıcaklık bu minerallerde dehidrasyonu (suyun kristalden atılması) gerçekleştirir.
Serbest hale geçince su taneler arası yüzeylerden kayarak iyon göçüde kolaylaşır. Sıcaklığın en üst değerinde bulunduğu yüksek derece metamorfizma ortamlarında akışkanlar kaya birimlerinin dışına çıkarlar. Okyanus litosferi 100 km derinliğe daldığında serbestleşen su ise üzerindeki manto kamasına geçerek bunun ergimesini başlatmaktadır.
Akışkanın Türüne Göre Kimyasal Aktif Akışkanlar
Kimyasal aktif akışkanların kaynağı, akışkanın türüne bağlı olarak değişir.
Magma
Magma, derin yer kabuğunda ve mantoda bulunan erimiş kayadır. Yerkabuğunu deldiğinde, kayaları ısıtarak ve çözerek metamorfik değişikliklere neden olur. Magmadaki kimyasal aktif akışkanlar, magmanın bileşimine bağlı olarak değişir. Magmadaki silikat çözeltiler, kayaları ısıtarak ve çözerek metamorfik değişikliklere neden olur. Bu değişiklikler, kayaların mineral bileşimini değiştirerek yeni minerallerin oluşumuna yol açabilir.
Magmadaki aktif akışkanlar, magmanın bileşimine bağlı olarak değişir. Magmadaki en yaygın aktif akışkanlar şunlardır:
- Silikat çözeltiler: Silikat çözeltiler, magmada bulunan erimiş silika ve diğer minerallerden oluşur. Silikat çözeltiler, kayaları çözerek ve yeni mineraller oluşturmak için kullanılabilir.
- Hidrojen iyonları: Hidrojen iyonları, magmada bulunan asidik çözünmüş maddelerdir. Hidrojen iyonları, kayaları çözerek ve yeni mineraller oluşturmak için kullanılabilir.
- Fosfatlar: Fosfatlar, magmada bulunan erimiş minerallerdir. Fosfatlar, kayaları çözerek ve yeni mineraller oluşturmak için kullanılabilir.
Magmadaki aktif akışkanların konsantrasyonu, magmanın bileşimine ve sıcaklığına bağlı olarak değişir. Magmanın sıcaklığı arttıkça, magmadaki aktif akışkanların konsantrasyonu da artar. Bu akışkanlar, kayaların yeni mineraller ve yapılar oluşturmasına neden olarak, kayaların özelliklerini ve görünümünü değiştirebilir.
Hidrotermal Çözeltiler
Hidrotermal çözeltiler, yerkabuğundaki sıcak su ve gaz karışımlarıdır. Magmadan, metamorfik kayalardan veya tektonik aktiviteden kaynaklanabilir. Hidrotermal çözeltilerdeki kimyasal aktif akışkanlar, hidrotermal çözeltinin bileşimine bağlı olarak değişir. Hidrotermal çözeltilerdeki karbonatlı çözeltiler, kayaları çözerek ve mineralize ederek metamorfik değişikliklere neden olur. Bu değişiklikler, kayaların mineral bileşimini değiştirerek yeni minerallerin oluşumuna yol açabilir.
Hidrotermal çözeltilerdeki aktif akışkanlar şunları içerir:
- Su: Hidrotermal çözeltiler, büyük ölçüde sudan oluşur. Su, kayaları çözmek ve mineralleri taşımak için gereklidir.
- Karbonatlar: Karbonatlar, hidrotermal çözeltilerde yaygın olarak bulunan iyonlardır. Karbonatlar, kayaları çözerek ve yeni mineraller oluşturmak için kullanılabilir.
- Sülfatlar: Sülfatlar, hidrotermal çözeltilerde yaygın olarak bulunan iyonlardır. Sülfatlar, kayaları çözerek ve yeni mineraller oluşturmak için kullanılabilir.
- Çeşitli metal iyonları: Hidrotermal çözeltilerde çeşitli metal iyonları bulunabilir. Bu metal iyonları, yeni mineraller oluşturmak için kullanılabilir.
Hidrotermal çözeltilerdeki aktif akışkanların konsantrasyonu, çözeltinin kaynağına ve sıcaklığına bağlı olarak değişir. Hidrotermal çözeltilerin sıcaklığı arttıkça, çözeltideki aktif akışkanların konsantrasyonu da artar.
Yüzeysel Sular
Yüzeysel sular, yağmur, kar ve buz gibi kaynaklardan gelen sulardır. Metamorfik kayaların yüzeyinde veya yakınında dolaşarak metamorfik değişikliklere neden olabilir. Sulardaki kimyasal aktif akışkanlar, yüzeysel suyun bileşimine bağlı olarak değişir. Yüzeysel sulardaki asit çözeltiler, kayaları çözerek ve mineralize ederek metamorfik değişikliklere neden olur. Bu değişiklikler, kayaların mineral bileşimini değiştirerek yeni minerallerin oluşumuna yol açabilir.
Yüzeysel sulardaki aktif akışkanlar, yüzeysel suyun bileşimine bağlı olarak değişir. Yüzeysel sulardaki en yaygın aktif akışkanlar şunlardır:
- Asit çözeltiler: Asit çözeltiler, yüzeysel sularda bulunan hidrojen iyonlarıdır. Asit çözeltiler, kayaları çözerek ve yeni mineraller oluşturmak için kullanılabilir.
- Karbonatlı çözeltiler: Karbonatlı çözeltiler, yüzeysel sularda bulunan karbonat iyonlarıdır. Karbonatlı çözeltiler, kayaları çözerek ve yeni mineraller oluşturmak için kullanılabilir.
- Sülfatlı çözeltiler: Sulfatlı çözeltiler, yüzeysel sularda bulunan sülfat iyonlarıdır. Sulfatlı çözeltiler, kayaları çözerek ve yeni mineraller oluşturmak için kullanılabilir.
- Çeşitli metal iyonları: Yüzeysel sularda çeşitli metal iyonları bulunabilir. Bu metal iyonları, yeni mineraller oluşturmak için kullanılabilir.
Yüzeysel sulardaki aktif akışkanların konsantrasyonu, suyun kaynağına ve kimyasal bileşimine bağlı olarak değişir. Su pH’ı ne kadar düşükse, asit çözeltiler o kadar konsantre olur. Suyun karbonat ve sülfat içeriği ne kadar yüksekse, karbonatlı ve sülfatlı çözeltiler o kadar konsantre olur. Suyun mineral içeriği ne kadar yüksekse, çeşitli metal iyonları o kadar konsantre olur.
Yüzeysel sulardaki aktif akışkanlar, metamorfik kayaların oluşumunu ve gelişimini önemli ölçüde etkileyebilir. Bu akışkanlar, kayaların yeni mineraller ve yapılar oluşturmasına neden olarak, kayaların özelliklerini ve görünümünü değiştirebilir.