Metamorfizma Nedir

Metamorfizma nedir, Metamorfizma ne demek, Metamorfizma hakkında bilgi, Metamorfizma ile ilgili bilgi, Metamorfizmalar, Kayaçlar, Volkanik kayaçlar,

Kayaçların yeni bir ortamda, değişik fiziksel ve kimyasal şartlar altında uğradıkları katı haldeki mineralojik ve yapısal değişikliğe metamorfizma denir

Kayaçları oluşturan mineraller belirli bir sıcaklık ve basınç altında duraylı (stabil) durumda bulunurlar Her mineralin kendine öz bir duraylılık sıcaklığı ve basıncı vardır Eğer bu sıcaklık ve basınç değerinde bir artma, bir değişme olursa, mineralde de değişme olur; mineral aynı kimyasal bileşimde ve bu yeni ortamda duraylı başka bir minerale dönüşür; böylece bir mineral transformasyonu oluşur; metamorfizmanın esası da budur

Kimya ve mineralojide bilinen polimorfizma olayı bu tip değişmeler için karakteristik örnekler verir; şöyle ki: Al2SiO3 kimyasal bileşimi doğada sıcaklık ve basıncın farklı değerlerie göre: andalusit, disten (kiyanit), sillimanit ve sıvı eriyik olmak üzere dört değişik şekilde bulunur 1000′C ‘de ve bir atmosfer basınç altında bunlardan ancak sillimanit duraylıdır; diğerleri ise bu ortamda duraysızdırlar ve derhal sillimanite dönüşürler 1816′C ‘de yalnız sıvı hal mümkündür; disten ve andalusit ancak 1000′C ‘nin altında duraylı mineral olarak bulunabilirler

Atmosfer etkisi ile kayaçlarda meydana gelen parçalanma-ufalanma-çürüme gibi ayrışma olayları ile, çok düşük sıcaklıklar ve basınçlar altında meydana gelen diyajenez olayı (yumuşak ve gevşek tortuların katı kayaçlar haline gelmesi, kömürleşme ve fosilleşme gibi olaylar) metamorfizma kavramı dışında kalırlar

Metamorfizmayı Oluşturan Faktörler:

Sıcaklık ve basınç, metamorfizayı kontrol eden başlıca fiziksel faktörlerdir

Yerkabuğundaki ısının (sıcaklığın) iki kökeni vardır; bunlardan birincisi: Kabuk içerisine giren ve yeryüzüne doğru yükselen mağmanın birlikte sürüklediği (getirdiği) ısı; diğeri ise, Yerin asıl kendi sıcaklığı, derinlere doğru gidildikçe artan yersıcaklığı veya özel deyimi ile jeotermi’dir

Yerkabuğu içerisine yerleşen mağma kütlelerinin taşıdıkları ısı, bunların büyüklerine ve kimyasal-mineralojik bileşimlerine (asit veta bazik oluşlarına) bağlıdır Bazik mağmaların sıcaklığı asit olanlardan daha fazladır (1200′C ‘ye karşın 800′C) fakat asit mağmaların metamorfizmaya etkileri bazik olanlardan daha uzun sürelidir

a) Jeotermi: Yeryüzünde belirli bir derinlikten sonra, mevsimlere öz sıcaklık farkı ortadan kalkar ve buradan başlayarak aşağılara doğru inildikçe sıcaklık derinlikle orantılı olarak artar Paris rasathanesinin 28 metre derinlikteki mahzenine yerleştirilmiş bir termometre 1783 yılından beri hep aynı 12′C lik sıcaklığı göstermektedir sıcaklık artışı ancak bundan sonra başlar

Bir derecelik sıcaklık artışı elde etmek için düşey olarak inilmesi gereken derinliğin metre cinsinden değerine jeotermi derecesi veya jeotermik gradyan denir Bu değer, kayaçların iletkenlik özelliklerine, çevrede maden ocaklarının, volkanik oluşukların ve özellikle radyoaktif maddelerin bulunup bulunmayaşına bağlıdır Bu hususta bölgesel ısı akısının etkisi de önemlidir Jeotermi derecesi için ortalama bir değer olarak, eskiden beri 30-35 metre kabul edilmiş ise de, bu rakam yerel durumlara göre çok değişmektedir; şöyle ki, metal içeren maden kuyularında jeotermi derecesi 41 m, kömür ocaklarında ise ortalama 20 m, Fransa’da genç volkanların bulunduğu Riom çevresinde 155 m, yeraltı suları için yapılan çeşitli sondajlarda 31 m, 257 m, 34m gibi değişik değerler bulunmuştur Bu durumlara göre, ortalama kalınlığı 35 km olarak kabul edilen Yerkabuğunun alt yüzeyindeki sıcaklık, yaklaşık olarak 1100-1200′C ‘dır Metamorfizmada etken olan sıcaklıklar ise 700-800′C yi geçmemektedir

b) Hidrostatik basınç veya her yönlü jeolojik basınç: Sedimentlerle dolu havzalarda üstteki tabakaların alttakiler üzerine yapmış oldukları bu basınç, sıcaklıkta olduğu gibi, derinlikle veya kayaç kalınlığı (sediment kalınlığı) ile artar; kayaç yoğunluğunun basınç değeri üzerindeki etkisi de önemlidir

Yerkabuğunu oluşturan kayaçların ortalama yoğunluğu 28 kabul edilirse, 1000 m kalınlıktaki bir kayaç topluluğunun bir santimetre karelik bir yüzeye yapacağı jeolojik basınç 280 kilogram olacaktır (280 kg/cm^2) 35 km kalınlıktaki kabuk altında bu basıncın değeri 35*280=9800 kg/cm^2 veya yaklaşık olarak 10000 bar (10 kilobar) olacaktır

c) Yönlü basınçlar (gerilmeler): Yerkabuğunda hüküm süren yönlü basınçların, özellikle kayma gerilmesinin (shearing stress) metamorfizmaya etkisi oldukça önemlidir Bu basınçlar yerkabuğunun üst kısımlarında daha şiddetli, daha çok etkilidir; fakat derinlere inildikçe ve sıcaklık arttıkça kayma gerilmesinin etkisi azalır ve yumuşama-ergime durumunda sıfır olur

d) Sıvı ve gaz basıncı: Kayaç gözeneklerini dolduran sıvı ve gazların metamorfizma sırasında yapmış oldukları basınçların etkis de çok önemlidir Gaz basıncı bazen hidrostatik basıncı (yük basıncını) 1000 bar kadar geçebilir Bu gibi durumlarda sıvı basıncı da yük basıncını aşar Sıvı ve yük basıncının birbirine eşit olduğu hallerde, 7000 barlık bir gaz basıncı 25 km derinliği karşılar; eğer sıvı basıncı yük basıncından daha büyük ise bu sefer 7000 barlık gaz basıncı ancak 20 km derinliği gösterir

e) H2O ve CO2 etkisi: Karbonat olsun veya olmasın, tüm sedimentlerin bileşiminde ağırlık bakımından %386 oranında CO2 ve %554 oranında H2O bulunur Bu maddeler metamorfizma sırasında, mineraller arasındaki reaksiyonlarda, gaz olarak ayrılırlar ve daha sonra birbiri ile 38/1 moleküler oranında karılarak H2O-CO2 sıvı fazını oluştururlar

Metamorfizma Çeşitleri ve Dereceleri:

HGF Winkler’e göre, jeolojik durumları ve arazideki yaygınlıkları bakımından, yerel ve bölgesel olmak üzere iki tip metamorfizma ayırt edilir Ayrıca, yerel metamorfizmanın üç çeşidi (kontakt metamorfizma, kataklastik metamorfizma ve hidrotermal metamorfizma) ve bölgesel metamorfizmanın da iki çeşidi (bölgesel dinamotermal metamorfizma ve bölgesel örtülü – gömülü metamorfizma) vardır

a) Kontakt metamorfizma: Büyük magmatik intrüzonların sıcaklıkları etkisi ile çevredeki komşu kayaçlarda oluşan metamorfizmadır; buna termal metamorfizma da denir Magmatik kütle etrafında farklı derecelerde değişikliğe uğramış metamorfik kayaçlardan oluşan zonlar meydana gelir Kontakt metamorfizmaya uğramış kayaçlarda genellikle şistozite yoktur; burada metamorfik kayaç örneği olan hornfels, ince taneli, kristalli yoğun bir kayaçtır

b) Kataklastik metamorfizma, büyük faylara, bindirmelere ve naplı yapılara bağlı olarak meydana gelen metamorfizmadır; buna dislokasyon metamorfizması da denir Bu sırada kayaç dokusunda mekanik olarak ezilme ve parçalanma olur; breş ve milonit gibi kayaç türleri meydana gelir Bu metamorfizmada etkili faktör kayma gerilmesidir, sıcaklığın etkisi ise çok azdır; kimyasal olarak bir mineral transformasyonu da olmaz; ancak, kırık zonlar boyunca yukarı çıkan sıvı maddelerin etkisi ile, bazen ikincil olarak aksi yönde (geriye doğru) değişiklikler olabilmektedir (Retrograd Metamorfizma)

c) Hidrotermal metamorfizma: Kırık zonlarda, çatlak ve yarıklar boyunca dolaşan sıcak gaz eriyiklerinin dokundukları komşu kayaçlarda oluşturdukları mineralojik değişikliklerdir

d) Bölgesel dinamo-termal metamorfizma (geniş anlamda Rejional metamorfizma): Orojenik sıradağlara bağlı olarak, geniş alanlarda, onbinlerce kilometre karelik sahalarda gelişen yaygın bir metamorfizmadır Kontakt metamorfizmada olduğu gibi, burada da termal enerjinin etkisi büyüktür; yaklaşık olarak 700-800′C sıcaklıklar hüküm sürer Fakat bu çeşit metamorfizmanın asıl özelliği, onun yüksek basınçlar altında gelişmiş olmasıdır, 2000 ilâ 10000 barlık ve daha büyük basınçlar bu tür metamorfizma için karakteristiktir Ayrıca, farklı basınç değerlerine göre, düşük basınçlı, orta basınçlı ve yüksek basınçlı tiplerde ayırt edilir Bu metamorfizmada, sıcaklık ve basıncın değişen değerlerine göre, farklı mineral topluluklarından oluşan çok sayıda metamorfik zonlar gelişir

e) Bölgesel örtülü – gömülü metamorfizma (burial metamorphism): Orojenez ve mağmatik intrüzyonlarla jenetik bir bağıntısı olmayan, buna karşın okyanus havzalarında onbinlerce metre kalınlıkta biriken sedimentler ve bunlar arasındaki volkanik kayaç yataklarında, statik ağırlıklı basıncı veya örtülme – gömülme etkisiyle meydana gelen metamorfizmadır Sıcaklık, en derin kısımlarda bile, dinamo – termal metamorfizmadakinden daha azdır; sıcaklığın en büyük değeri belki 400-500′C dir

Bölgesel örtülü – gömülü metamorfizmaya uğramış kayaçlar ya laumontit veya lavsonit – glokofan içerirler; bunlar tipik olarak düşük sıcaklık fakat oldukça yüksek basınç mineralleridir Eğer lavsonitli – glokofanlı kayaçlar ayrıca jadeitik piroksen içeriyorlarsa, bu tür metamorfik kayaçların çok yüksek basınçlar (8-10 kb) altında oldukları anlaşılır

Basınç belirtmeksizin, sıcaklık durumlarına göre bölgesel metamorfizma aşağıdaki türlere ayrılır

a) Çok düşük sıcaklık metamorfizması,

b) Düşük sıcaklık metamorfizması,

c) Orta sıcaklık metamorfizması,

d) Yüksek sıcaklık metamorfizması

Fakat, basınç durumu da gözönünde tutularak, geniş anlamda ve tüm basınç-sıcaklık alanlarını kapsayan dörtlü bir derecelendirme daha kullanışlı, daha uygun sayılmaktadır; şöyle ki:

a) Çok düşük derece metamorfizma,

b) Düşük derece metamorfizma,

c) Orta derece metamorfizma,

d) Yüksek derece metamorfizma

Basıncın değerlerini de belirtecek şekilde metamorfizma derecelerinin kullanılışı ise şöyle olmaktadır:

- Orta derece ve yüksek basınç metamorfizması; Örneğin, kiyanit içeren almandin – amfibolit fasiyesinde metapelit

- Çok düşük derece ve çok yüksek basınç metamorfizması; Örneğin, lavsonit – jadeit – glokofan fasiyesinde kayaçlar

- Çok düşük derece ve düşük basınç metamorfizması; Örneğin, laumontit içeren kayaçlar

Levha tektoniği kavramı içinde, okyanus çukurlarında oluşan yüksek basınç – düşük sıcaklık ve yüksek sıcaklık – düşük basınç metamorfizmaları da yeni bir sınıflama örneği (çeşidi) olarak değerlendirilmektedir

Kaynak: Genel Jeoloji, İhsan Ketin