Fiziksel jeoloji 7 Metamorfizma 1 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Metamorfizma ve Metamorfik Kayaçlar BÖLÜM 7 Metamorfik kayaçlar (Yunanca “değişme” anlamına gelen m e t a ve “ b i ç i m ” anlamına gelen m o r p h o sözcüklerinin birleştirilmesinden gelen) üçüncü ana kayaç grubudur. Genellikle Yeryüzünün altında gerçekleşen metamorfik süreçlerin diğer kayaçları dönüştürmesi sonucunda oluşurlar. Metamorfizma sırasında kayaçlar, mineral bileşimlerini, dokularını ya da her ikisini birden değiştiren ve böylece yeni kayaçlar oluşturacak yeterlilikte ısı, basınç ve akışkan etkinliği altına girerler. Bu dönüşümler kayacın ergime sıcaklığının altında gerçekleşir; aksi takdirde magmatik bir kayaç olur. Yer’in kıtasal kabuğunun büyük bir bölümü metamorfik ve magmatik kayaçlardan oluşmuştur. Bunlar birlikte, bir kıtanın yüzeyindeki çökel kayaçların altında bulunan kristalin temel kayaçlarını oluştururlar. Bu temel kayaçlar, kıtaların son 600 milyon yıllık dönemde çok duraylı olarak kalmış k a l k a n olarak bilinen bölgelerinde yaygın biçimde yüzeylerler. Metamorfik kayaçlar, büyük dağ kuşaklarının kristalin çekirdeklerinin önemli bir bölümünü de oluştururlar.2 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Metamorfik kayaç oluşumları. Kalkanlar, her kıtanın altında uzanmakta olan kristalin temel kayaç- larının yüzeye çıkmış kısımlarıdır; bu alanlar son 600 milyon yıldır oldukça duraylıdır. Metamorfik kayaçlar ana dağ kuşaklarının kristalin çekirdeklerini de oluşturur. (Monroe&Wicander, 2005)3 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Metamorfik kayaçların önemi Mermer ve kayrak (sleyt) gibi metamorfik kayaçlar yapı taşları olarak kullanılırken belirli metamorfik mineraller ekonomik açıdan önem taşır. Örneğin, granatlar süstaşları ya da aşındırıcı olarak kullanılır; talk kozmetik ve boya üretiminde ayrıca yağlandırıcı olarak kullanılır; kyanitten (disten) ise bujilerde ısıya dayanıklı malzemelerin yapımında yararlanılır. Sonuçta metamorfik kayaçların ve süreçlerin bilinmesi ekonomik olarak önemlidir. Asbest, binalarda yalıtım ve ateşe dayanıklı malzeme yapımında kullanılan yapılarda ve yapı taşlarında yaygın bulunan metamorfik bir mineraldir. Bununla birlikte asbestin farklı şekilleri vardır ve tümü aynı sağlık risklerini ortaya çıkarmaz. Bu gerçeğin bilinmesi asbestin toplum sağlığı için yarattığı tehlikeler üzerine olan tartışmalarda yararlı olmuştur. METAMORFİZMANIN ETKENLERİ Metamorfizmanın üç etkeni ısı, basınç ve akışkanların etkinliğidir. Metamorfizma sırasında ilksel kaya yeni koşullarda denge sağlayabilmek için değişime uğrar. Bu değişimler yeni minerallerin oluşumuna ve/veya ilksel malzemelerin yeniden yönlenmesine yol açan kayacın dokusunda bir değişimle sonlanabilir. Bazı durumlarda değişim azdır ve ilksel kayanın özellikleri hala tanınabilir. Diğer durumlarda ise tümüyle değişmemişse ilksel kayaç türü büyük güçlüklerle belirlenebilir.4 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Is ı Isı, ilksel kayaçlarda olanlardan farklı mineraller oluşturabilen kimyasal tepkime- lerin hızını artırdığından önemli bir metamorfizma etkenidir. Isı, derindeki magmalardan ya da yaklaşan levha sınırları boyunca gerçekleşen yitimde olduğu gibi kayaçların yerkabuğunda derine gömülmesinden kaynaklanır. Magma kütleleri kayaçları kestiğinde magmanın çevresindeki kayaçları etkileyen şiddetli ısının etkisinde kalırlar; en şiddetli ısınma genellikle magma kütlesinin yakınında olur ve magma kütlesinden uzaklaştıkça dereceli olarak etkisi azalır. Sokulum halindeki magma kütlesinin yakınındaki ana kayaçta, metamorfize olmuş kayaçlardan oluşan kuşak genellikle daha belirgin ve tanınması kolaydır. Derinlikle sıcaklığın arttığını ve yerin jeotermal gradyanının ortalama yaklaşık 25° C/km olduğunu anımsayalım. Yeryüzünde oluşan kayaçlar yaklaşan bir levha sınırı boyunca gerçekleşen yitimle derinlere taşınabilir ve böylece artan sıcaklık ve basınca maruz kalabilir. Yitim sürecinde kimi mineraller, daha yüksek sıcaklık ve basınç koşullarında daha duraylı olan başka minerallere dönüşebilir.5 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Ba s ın ç Kayaçlar gömüldüğünde artan biçimde daha büyük litostatik basınç etkisine girerler; üzerlerinde bulunan kayaçların ağırlığından kaynaklanan bu basınç her yönde eşit biçimde uygulanır. Bir nesne suya bırakıldığında da aynı durum olur. Örneğin bir plastik köpük bardak okyanusta daha derine daldırıldığında, basınç derinlikle artacağı ve her yönden eşit olarak geleceği için plastik köpük bardak sıkışarak küçülür. Tam da plastik köpük bardağı örneğindeki gibi kayaçlar, kayacın içindeki mineral tanelerini birbirine daha sıkı yaklaştıracak biçimde derinlikle artan litostatik basıncın etkisinde kalırlar. Bu koşullar altında mineraller y e n i d e n k r i s t a l l e n i r l e r, yani daha küçük ve yoğun mineraller haline gelirler. Gömülmeden kaynaklanan litostatik basınçla birlikte kayaçlar, farklılaşan basınçların (yatay basınçlar/makaslama basınçları) etkisinde de kalabilir. Bu durumda basınç her yerde aynı değildir ve bunun sonucunda kayaçlar biçim değiştirir. Farklılaşan basınçlar tipik biçimde dağ oluşumu ile ilişkili deformasyonlar sırasında oluşarak ayırt edici metamorfik dokular ve özellikler ortaya çıkarabilirler.6 (a) Üzerindeki kayaçların ağırlığı dolayı- sıyla litostatik basınç, Yerkabuğunda her yönde eşit olarak uygulanır. Bu yüzden eğimli siyah çizgi ile gösterildiği gibi basınç derinlikle artar. (b) 200 ml hacimli küçük plastik köpük bardaklar, yaklaşık 750 ve 1500 m lik derinliklere indirildiğinde de benzer bir durum olur. Artan su basıncı bardağa her yönde eşit olarak uygulanır ve sonuçta bardaklar genel biçimlerini korudukları halde hacimleri azalır. C. Gillen, Metamorphic Geology, Figure 4.4, Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları (a) (b)7 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları A k ı ş k a n l a r ı n Etk i n l i ğ i Metamorfizmanın olduğu hemen her yerde mineral tanelerinin sınırları boyunca ya da kayanın gözeneklerinde değişen miktarlarda s u ve k a r b o n d i o k s i t (CO 2 ) vardır. Çözünmüş durumdaki iyonları içeren bu akışkanlar, kimyasal tepkimeleri hızlandırarak metamorfizmayı artırırlar. Susuz koşullarda birçok mineral çok yavaş biçimde tepkime verirken çok az miktarda olsa bile ortama sıvı girdiğinde, temelde iyonlar akışkanın içinde kolayca hareket ettiklerinden tepkime hızları artar ve böylece kimyasal tepkimeler ve yeni minerallerin oluşumu da çoğalır. Aşağıdaki tepkime yeni minerallerin akışkanların etkinliğiyle nasıl oluşabildiğine iyi bir örnek sunar. Burada sıcak bazalt kayacının içinde dolaşan deniz suyu, olivini metamorfik serpantin mineraline dönüştürür. 2Mg 2 SiO 4 + 2H 2 O › Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 + MgO OLİVİN SU SERPANTİN ÇÖZELTİ İÇİNDE KALIR Metamorfik süreçlere katılan kimyasal olarak etkin akışkanlar, başlıca üç kaynaktan gelir. B i r i n c i s i, çökel kayaçlar oluştuğunda gözenek boşluklarında tutulmuş olan sudur. İ k i n c i kaynak magma içindeki buharlaşabilen akışkanlardır. Ü ç ü n c ü kaynak ise jips (CaSO 4 .2H 2 O) ve bir kısım killer gibi su içeren minerallerin sularını yitirmeleridir. Isı, basınç ve akışkanların etkinliğinin yanı sıra zaman da metamorfik süreçlerde önemlidir. Kimyasal tepkimeler farklı hızlarda gerçekleşir ve bu yüzden tamamlanmaları için farklı zaman miktarı gerekir. Silikat bileşikleriyle ilgili tepkimeler oldukça yavaş gerçekleşir ve çoğu metamorfik kayaç da silikat minerallerinden oluştuğundan ötürü metamorfizmanın yavaş bir jeolojik süreç olduğu düşünülür.8 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları METAMORFİZMA ÇEŞİTLERİ 1. Dokanak (Kontakt) Metamorfizması (Contact Metamorphism) 2. Hidrotermal Metamorphism (Hydrothermal Metamorphism) 3. Dinamik Metamorphism (Dynamic metamorphism) 4. Bölgesel Metamorfizma (Regional Metamorphism) 5. Gömülme (Burial Metamorphism) Sedimanter çökellerin derinliklerindeki gömülme metamorfizması Faylar boyunca ve çarpışma zonlarındaki dinamik (kataklastik) metamorfizma Okyanus ortası sırtlarında hidrotermal metamorfizma Çarpışma zonlarında Dokanak ve bölgesel metamorfizma Çarpışma zonlarında Dokanak ve bölgesel metamorfizma9 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Artan Isı Artan Basınç Gömülme Metamorfizması Volkanizma ve Plutonizma ile ilişkili Dokanak veya Bölgesel Metamorfizma Plaka sınırlarından uzak kıtasal kabuk Dalma-batma zonunun içinde hızla çöken bölümlerdeki Bölgesel Metamorfizma10 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları 1 . D o k a n a k (K o n ta k t) M e ta m o r fi z m a s ı Bir magma kütlesi çevresindeki yan kayaçları değiştirdiğinde dokanak metamorfizması gerçekleşir. Sığ derinliklerde sokulan magma kütlesi çevre kayaçların sıcaklığını yükselterek termal değişmelere neden olur. Sokulumun soğumasıyla birlikte yan kayaçların içine sıcak akışkanların girmesi, yeni mineral oluşumlarına yardımcı olabilir. Kontakt metamorfizmada önemli etmenler, sıcaklık ile magma ve / veya yan kayacın akışkan içeriğidir. S o k u l u m u n b i l e ş i m i, başlangıçtaki sıcaklığı kısmen denetler: mafik magmalar felsik magmadan daha sıcaktır ve kendisini çevreleyen kayaçlarda daha büyük bir ısı etkisine sahiptir. So k u l u m u n b ü y ü k l ü ğ ü de önemlidir. Dayk ve sill gibi küçük sokulumlarda sadece sokulumların hemen yanındaki kayaçlar etkilenir. Batolitler gibi büyük sokulumların soğuması ise uzun bir zaman aldığından yan kayaçlardaki sıcaklık artışı daha büyük alanları daha uzun süre etkiler. Akışkanlar da dokanak metamorfizmasında önemli bir rol oynar. Çoğu magmalar sulu olup çevredeki kayaçlara yayılabilen kimyasal olarak etkin, sıcak akışkanlar içerirler. Bu akışkanlar kayaçlarla tepkimeye girip yeni minerallerin oluşumuna yardımcı olabilir. Bir sokulumun hemen yanında sıcaklıklar yaklaşık 900°C ye ulaşabilirken uzaklaştıkça dereceli bir biçimde azalır. Bu tür ısı etkileri ve sonunda olan kimyasal tepkimeler genellikle m e ta m o r fi k h a l e olarak bilinen konsantrik kuşaklar oluşturur. Metamorfik halelerin genişliği, sokulumun büyüklüğü, sıcaklığı ve bileşimiyle birlikte çevre kayaçların mineralojisine bağlı olarak değişiklikler sunar. Tipik olarak bu büyük sokulum kütlelerinin her biri sokulumdan uzaklaştıkça sıcaklığın azaldığını gösteren belli mineral topluluklarıyla ayırtlanan birkaç metamorfik kuşağa sahiptir.11 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Metamorfik hale tipik olarak magmatik sokulumu çevreler. Bu idealleştirilmiş granit batolitiyle ilişkili olan çevresindeki metamorfik hale, sokulum kütlesinden uzaklaştıkça sıcaklığın düştüğünü yansıtan üç mineral topluluğu kuşağını içerir. Batolitin yanındaki iç kuşakta a n d a l u z i t - k o r d i y e r i t h o r n fe l s oluşur. Bu kuşağı, içinde bir miktar biyotitin geliştiği yaygın yeniden kristallenmeli bir ara kuşak ile sokulumdan en uzakta b e n e k l i k a y r a k l a r l a ayırt edilen dış kuşak bulunur. (Monroe&Wicander, 2005)12 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları 2. Hidrotermal Metamorfizma Sokulum yapan magmanın soğumasının son aşamalarında magma kristallenmeye başlar, sıcak ve sulu eriyiklerin büyük bölümü çoğunlukla magmadan ayrılır. Bu eriyikler yan kayaçlarla tepkimeye girerek yeni metamorfik mineraller oluştururlar. Genellikle Yeryüzüne yakın derinliklerde gerçekleşen bu süreçler h i d r o te r m a l b o z u n m a l a r d ır (Yunanca hydro “su” ve therme “ısı” sözcüklerinin birleşimi) ve değerli maden yataklarını ortaya çıkarırlar. Dünyadaki çoğu maden yatağının metal iyonları hidrotermal eriyiklerin göçünden kaynaklanmıştır. Avustralya, Kanada, Çin, Kıbrıs, Finlandiya, Rusya ve ABD’nin batısını içine alan değişik yerlerdeki bakır, altın, demir cevherleri, kalay ve çinko yatakları bunlara örnektir. Ayrıca Okyanus ortası sırtlarında yüzeye çıkan hidrotermal sıvılarda benzer etki yaparak bu zonlarda cevher gelişimlerine neden olmuştur. 3. Dinamik Metamorfizma Dinamik metamorfizma, kayaçların yüksek farklılaşan basınçların etkisi altında kaldıkları fay (düzlem boyunca hareketin olduğu kırıklar) kuşaklarında gözlenir. Bu olay sonucunda fay kayaları (fay breşi, kataklastik, milonit) oluşur.13 Yerkabuğunun bir bölümünü gösteren şematik blok diyagram: yüzeydeki fay izi ve derinliğe bağlı olarak fay zonu içinde kaya kayacındaki değişiklikleri gösteri-yor. Kohesiv olmayan kataklasitler yerin 1-4 km derinliğinde gelişirler. Kohesiv kataklastiklerin oluşumu 15 km derinliğe kadar mümkün. Milonitler 10-15 km derinlikte ve 250-350 °C sıcaklık koşullarında oluşmaya başlar. Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları14 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Milonitin içinde gelişmiş ultramilonit: Kuvars-feldispat ve biyotiten oluşan iri taneli bir kayaç. Kataklasit15 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları 3. Bölgesel Metamorfizma Birçok metamorfik kayaç geniş bir alanda gerçekleşen ve genellikle Yer kabuğunun derinliklerinde çok yüksek sıcaklık, basınç ve deformasyonun neden olduğu bölgesel metamorfizma sonucu oluşurlar. Bölgesel metamorfizma en belirgin biçimde levhaların birbirine yaklaştıkları ve birbiri altında yittikleri sırada kayaçların yoğun biçimde deforme olup yeniden kristallendikleri yaklaşan levha sınırları boyunca bulunurlar. Bu tür metamorfik kayaçlar, genellikle çok yoğun basınç ve/veya en yüksek sıcaklıkların etkili olduğu alanlardan daha düşük basınç ve sıcaklığın etkili olduğu alanlara doğru metamorfizma derecesinde bir dereceli geçiş sunarlar. Metamorfizmada böylesine bir derecelenme kayaçlarda bulunan metamorfik minerallerle belirlenebilir. Bölgesel metamorfizma sadece yakınlaşan levha kenarlarıyla sınırlı değildir. Deformasyonun geniş alanlara yayıldığı tüm bölgelerde yaygın olarak görülür. İndeks mineraller Kimi mineraller yalnızca belirli sıcaklık ve basınç aralıklarında oluşur. İndeks mineraller olarak bilinen bu tür minerallerin varlığı düşük, orta ve yüksek sıcaklık metamorfizması kuşaklarını belirleme olanağı verir.16 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Şeylin artan metamorfizmasıyla birlikte mineral topluluğu ve kayaç türünde görülen değişiklik. Şeyl gibi kilce zengin bir kayaçta artan metamorfizmanın etkisi altında değişik renkte çubuklarla gösterilen yeni mineraller oluşur. Belirli minerallerin ilerleyen biçimde görünmesi jeologlara düşük, orta ve yüksek sıcaklık metamorfizması kuşaklarını tanımlama olanağı verir. (Monroe&Wicander, 2005)17 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Örneğin şeyl gibi kilce zengin kayaç metamorfizmaya uğradığında metamorfik süreçlere bağlı olarak yeni mineraller oluşur. Örneğin, klorit minerali yaklaşık 200 derecede görece düşük sıcaklıklarda ortaya çıktığından dolayı düşük sıcaklık metamorfizmasını gösterir. Sıcaklıklar ve basınçlar artmaya devam ettikçe o koşullar altında kararlı olabilen yeni mineraller oluşur. Böylece varlığı düşük sıcaklık metamorfizmasını gösteren kloritten itibaren yeni minerallere doğru bir geçiş, varlığının yüksek sıcaklık metamorfizmasını ve 500°C’yi aşan sıcaklıkları gösterdiği sillimanit oluşur. Farklı kayaç bileşimleri, farklı indeks minerallerini geliştirir. Kumlu dolomitler metamorfizmaya uğradığında tümüyle farklı bir indeks mineraller dizisi oluşur. Böylece metamorfizma ilerlerken genellikle belirli kayaç türlerinde belirli bir indeks mineraller dizisi oluşur. M i k a , k u v a r s v e fe l d i s p a t g i b i y a y g ı n m i n e r a l l e r h e m m a g m a t i k h e m d e m e t a m o r fi k k a y a ç l a r d a o l u ş a b i l m e s i n e k a r ş ı n , a n d a l u z i t , s i l l i m a n i t v e k y a n i t (d i s te n ) g i b i d i ğ e r m i n e r a l l e r g e n e l d e y a l n ı z c a k i l c e z e n g i n ç ö k e l l e r d e n t ü r e y e n m e ta m o r fi k k a y a ç l a r d a b u l u n u r . Bu üç mineral de aynı kimyasal formülle (Al 2 SiO 5 ) sahip olmalarına rağmen, her biri farklı basınç ve sıcaklık düzey aralığında oluştuklarından ötürü kristal yapısı ve diğer fiziksel özellikleri farklılıklar gösterir. Böylece, bu minerallerden çoğu zaman, kilce zengin çökellerden gelen metamorfik kayaçlara yönelik indeks mineraller olarak yararlanılır.18 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları METAMORFİK KAYACLARIN SINIFLANDIRILIRMASI Metamorfik kayaçlar, dokularına göre iki gruba ayrılır: Yapraklanmalı doku (foliasyon) gösterenler (Latince “yaprak” anlamına gelen foliumdan) ve y a p r a k l a n m a s ı z dokulu olan metamorfik kayaçlar. Yapraklanmalı (Foliasyonlu) Metamorfik Kayaçlar Metamorfizma sırasında ısı ve farklılaşan basıncın etkisinde kalan kayaçlar, kendilerine yapraklanma dokusu veren tipik olarak birbirine paralel biçimde dizilmiş minerallere sahiptir. Mineral tanelerinin büyüklüğü ve biçimi, yapraklanmanın ince ya da kalın olmasını belirler. Eğer yapraklanma tek tek minerallerin çıplak gözle görülemeyeceği biçimde olursa kayaç, kayrak olarak adlandırılır. Kaba yapraklanmalar, kuvars ve feldspat gibi taneli minerallerin gnaysta olduğu gibi bileşim ve renk bakımından farklı, birbirine yaklaşık olarak paralel ve çizgili kuşaklar halinde ayrıldığında gerçekleşir.19 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları (a) Kayaçlar farklılaşan basıncın etkisinde kaldığında, mineral taneleri yapraklanmalı doku oluşturacak biçimde tipik olarak birbirine paralel olarak dizilirler. (b) Mineral tanelerinin birbirine paralel dizilmesini gösteren yapraklanmalı dokuya sahip bir metamorfik kayacın mikrofotoğrafı. (a) (b) 20 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları ARTAN METAMORFİZMA ŞİDDETİ21 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Foliasyon düzlemlerini ve kalıntı orijinal tabakalanmayı gösteren diyagram.22 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Yapraklanmasız Metamorfik Kayaçlar Kimi metamorfik kayaçlarda mineral taneleri göze çarpan bir yönlenme göstermez. Bu kayaçlar yapraklanmasız dokuya sahip olarak nitelendirildiği kabaca eş boyutlu minerallerden oluşan bir mozaikten oluşurlar. Birçok yapraklanmasız metamorfik kayaç, hiçbir levhamsı ya da uzamış minerale sahip olmayan kayaçların kontakt ya da bölgesel metamorfizmasıyla oluşurlar. Sıklıkla taneli bir kayanın metamorfizma geçirdiğinin tek göstergesi, genellikle yeniden kristallenmenin sonucunda olan iri tane büyüklüğüdür.23 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları24 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları25 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları26 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları METAMORFİK KUŞAKLAR VE FASİYESLER Yapılan çalışmalar metamorfik kayaçların, belirli silikat mineral topluluklarının varlığına göre farklı kuşaklara ayrılabildniğini göstermiştir. Her biri, bir ya da daha çok indeks mineralin varlığıyla tanımlanan bu mineral toplulukları, farklı metamorfizma derecelerini gösterirler. Bu çalışmalarda artan metamorfizma şiddetini göstermek için indeks mineral olarak klorit, biyotit, granat, stavrolit, kyanit (disten) ve sillimanit kullanılmıştır. Bunların kilce zengin çökel kayaçlardan gelen metamorfik mineraller olduğuna dikkat ediniz. Diğer mineral toplulukları ve indeks mineraller ise farklı ilksel bileşime sahip kayaçlardan türemiştir. Metamorfik indeks minerallerinin ardışık biçimde ortaya çıkışı, metamorfizmanın dereceli olarak artışını ya da azalışını gösterir. Düşük dereceliden yüksek dereceli kuşaklara giderken belirli bir indeks mineralin ilk kez ortaya çıkışı, o mineralin oluşumu için gerekli olan en az sıcaklık ve basınç koşullarının olduğu yeri gösterir. Bu indeks mineralin ilk göründüğü yerler bir harita üzerinde birleştirildiğinde ortaya eşit metamorfik şiddette bir çizgi ya da i z o g r a d çıkar. izogradlar arasındaki bölgeye ise m e ta m o r fi k kuşak denir. Metamorfik indeks minerallerin bulundukları yerler gözetilerek, tüm bir alanın metamorfik kuşaklarını gösteren bir harita oluşturulabilir.27 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları (Monroe&Wicander, 2005)28 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Metamorfik Fasiyes Farklı metamorfik kayaçlara yönelik yapılmış çok sayıda çalışma, herhangi bir kayacın dokusu ve bileşiminin metamorfizma ile bozunduğu halde tüm kimyasal bileşiminin çok az değişebildiğini göstermiştir. Öyleyse aynı ilksel kayadan türeyen ve giderek artan biçimde daha yüksek dereceli metamorfik kayaçlarda bulunan farklı mineral topluluklarının nedeni sıcaklık ve basınçtaki değişimlerdir. Metamorfik fasiyes, aynı sıcaklık - basınç koşullarında oluşmuş kendine özgü mineral topluluklarıyla temsil edilen metamorfik kayaçlar grubudur. Her fasiyes, içerdiği en ayırtman kayaç ya da minerale göre adlandırılır. Örneğin görece daha düşük s›cakl›k ve bas›nç koşullar›nda oluşan yeşil renkli metamorfik klorit minerali, yeşilşist fasiyesine ait kayaçları işaret eder. Artan biçimde daha yüksek sıcaklık ve basınç koşullarında ise amfibolit ve granülit fasiyesi gibi başka metamorfik fasiyesler gelişir. Genellikle ilksel kayaçların kilce zengin olduğu alanlara uygulanmasına rağmen metamorfik fasiyes kavramı bazı değişikliklerle diğer durumlarda da kullanılabilir. Ancak ilksel kayaçların saf kuvars kumtaşları ya da saf kireçtaşları ya da dolotaşları olduğu alanlara uygulanamaz. Böylesi kayaçlar sırasıyla yalnızca kuvarsitleri ve mermerleri ortaya çıkarırlar.29 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları (Monroe&Wicander, 2005)30 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları LEVHA TEKTONĞİ VE METAMORFİZMA Üç levha sınırı tipinin tümüyle ilişkilendirilmesine karşın metamorfizma, yakınlaşan levha sınırlarında en yaygın durumdadır. Metamorfik kayaçlar, levha çarpışmalarının sonucunda sıcaklık ve basınç arttığından ötürü yakınlaşan levha sınırlarında oluşur. yakınlaşan bir okyanusal - kıtasal levha sınırı boyunca ortaya çıkan çeşitli basınç ve sıcaklık rejimleri ile metamorfik fasiyes tipi ve sonuçta oluşan kayaçları gösteriyor. Okyanusal levhanın kıtasal levhayla çarpıştığı yaklaşan levha sınırında, okyanusal levha altta yiterken büyük bir basınç oluşur. Kayacın zayıf iletken olduğundan dolayı yiten soğuk okyanusal levha çok yavaş bir biçimde ısınır ve derinlikle artan basınç çoğunlukla metamorfizmaya yol açar. Böylesi bir ortamdaki metamorfizma, mavi renkli amfibol minerali glokofan ile temsil edilen mavişist fasiyesine özgü (düşük sıcaklık, yüksek basınç) kayaçları oluşturur. Bu nedenle bir bölgede mavi şist fasiyesi kayaçlarının bulunuşu eski yitim kuşağının kanıtı olarak kullanılır. Kaliforniya Kıyı Dağlarında mükemmel bir mavi şist metamorfizması bulunur. Buradaki Franciscan Karmaşığı kayaçları önceki bir yitim kuşağının varlığını açıkça kanıtlayan düşük sıcaklık, yüksek basınç koşullarında metamorfizmaya uğramışlardır. Okyanusal - kıtasal levha sınırları boyunca yitim sürdükçe hem sıcaklık ve hem de basınç derinlikle artar ve yüksek dereceli metamorfik kayaçlar ortaya çıkabilir. Sonuçta, yiten levha ergimeye başlar ve yukarı doğru hareket eden bir magmayı üretir.31 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları (Monroe&Wicander, 2005)32 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları (Monroe&Wicander, 2005)33 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları METAMORFİZMA VE DOĞAL KAYNAKLAR Çok sayıda metamorfik kayaç ve mineral değerli doğal kaynaklardır. Bu kaynaklar değişik tiplerde cevher yataklarını içerdiği halde en çok bilinen ve geniş ölçüde kullanlan iki metamorfik kayaç yüzyıllardır çeşitli biçimlerde kullanılan mermer ve kayraktır. Birçok cevher yatağı sıcak, demirce zengin akışkanların zengin cevher yatakları üretecek biçimde yan kayaçların içine sokulan magma kütlelerinden ayrıldığı sırada kontakt metamorfizma ile oluşurlar. Kontakt metamorfizma ile ilişkili olan en yaygın sülfit cevheri mineralleri bornit, kalkopirit, galen, pirit ve sfalerittir; en yaygın iki oksit cevher minerali ise hematit ve manyetittir. Kalay ve tungsten de kontakt metamorfizma ile ilişkili önemli cevher yataklarıdır. Ekonomik olarak önemli diğer metamorfik mineraller ise talk pudrası üretimi için talkı; kurşunkalemler ve kuru yağlayıcılar için grafit; niteliğine bağlı olarak aşındırıcı ya da süstaşı olabilen granat ve korundum ile tümü yüksek sıcaklığa dayanan porselenler ile bujiler ve ocak astarları gibi ürünlerin yapımında kullanılan andaluzit, kyanit (disten) ve sillimanittir.34 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları