Jeokimya Jeokimya Yeryuvarı - 3 Amerika Plakası Pasifik Okyanusu Plakası Afrika Kıtası Asya Kıtası Çarpışma Zonu Mantodaki konveksiyon akımları sonucunda, bir taraftan yer kabuğuna yeni malzeme eklenirken, diğer taraftan ona eşdeğer büyüklükte kabuk malzemesinin yitirilmesi gerekir. Mantodaki konveksiyon akımlarının gelişmesini sağlayan enerji, mantoda bulunan 238U, 232Th ve 40K gibi izotopların radyoaktif bozunmasıdır. BÖLÜM 5: KABUK; Giriş KABUK; GirişBÖLÜM 5- Kabuk: Kıtasal Kabuk Kıtasal Kabuk Ortalama kalınlığı 30-50 km, nadiren 80 km’ ye varan kabuklar var. Kendi içerisinde homojen değil: 1. granodiyoritik ve tonalitik bileşime sahip üst kabuk 2. daha bazik kayaçların yer aldığı alt kabuktan oluşur. Yeryuvarında değişik bölgelerdeki kıtasal kabuklardan alınan çok sayıda mağmatik, metamorfik ve tortul kayaçların kimyasal analizleri ortalama kıtasal kabuk bileşimini verir. Conrad süreksizliği P dalga hızı = 6,5 km/sn P dalga hızı = 6,9 km/snBÖLÜM 5- Kabuk: Kıtasal Kabuk Kıtasal Kabuk Oksit (a) (b) (c) (d) İyon (d) % Ağırlık % Ağırlık % Hacim SiO 2 59,2 57,9 60,3 61,9 Si 4+ 28,9 0,88 TiO2 0,8 1,2 1,0 0,8 Ti 4+ 0,5 0,04 Al 2 O 3 15,8 15,2 15,6 15,6 Al 3+ 8,3 0,47 Fe 2 O 3 3,4 2,3 2,6 Fe 3+ 1,8 0,09 FeO 3,6 5,5 7,2 3,9 Fe 2+ 3,0 0,25 MnO 0,1 0,2 0,1 0,1 Mn 2+ MgO 3,3 5,3 3,9 3,1 Mg 2+ 1,9 0,26 CaO 3,1 7,1 5,8 5,7 Ca 2+ 4,1 1,15 Na 2 O 2,1 3,0 3,2 3,1 Na + 2,3 1,07 K 2 O 3,9 2,1 2,5 2,9 K + 2,4 1,71 H 2 O 3,0 - - - O 2- 46,5 94,07 P 2 O 5 0,2 0,3 0,2 0,3 P 5+Kimyasal olarak: Kimyasal olarak: Üst kabuk K, Rb, Ba, U ve Th gibi uyumsuz elementlerce zengindir ve mantoya göre negatif bir Eu anomalisi gösterir. Okyanusal kabukla kıyaslandığında, kıtasal kabuk, SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O ve K 2 O bakımından daha zengindir. Ayrıca kıtasal kabuk içinde bulunan (kıtasal akıntı tipi) volkanik bazaltik kayaçlar okyanus ortası sırtlarda oluşan eşleniklerine göre daha düşük Mg değerlerine sahiptir. Kıtasal kabuktaki bazaltik kayaçlarda Mg değeri (Mg/[Mg+ ?Fe]) < 0,7 dir. Buna karşın Fe içerikleri daha yüksektir Mineralojik Bileşim: Mineralojik Bileşim: % 12 kuvars, % 39 plajiyoklas, % 12 alkali feldspat, % 5 mikalar, % 5 amfiboller, % 11 piroksenler ve % 3 olivinden oluşur. BÖLÜM 5- Kabuk: Üst Üst Kıtasal Kabuk Kıtasal KabukAlt kabuğun bileşimi üst kabuktan daha farklıdır ve bileşimi konusunda üç farklı yorum yapılabilir. Alt kabuk bazalt bileşimindedir. Bu tür bir kayacın bünyesinde kalsiyumlu plajiyoklas, ojit ve olivin bulunur. Bu mineraller yüksek sıcaklık ve basıncın egemen olduğu alt kabuk ortamında duraylı kalamazlar. Bu durumda üç durum söz konusudur. 1) Alt kabuk amfibolit bileşiminde olur 2) Alt kabuk eklojit bileşiminde olur 3) Alt kabuk granülit bileşiminde olur Eğer ortamda su buharı varsa, bazaltik bileşim amfibolite dönüşür. Aynı şartlarda su buharı bulunmaması durumunda ise, bazaltik bileşim eklojit ve/veya granülit türünde yoğun bir metamorfik kayaca dönüşür. BÖLÜM 5- Kabuk: Alt Alt Kıtasal Kabuk Kıtasal KabukEğer ortamda su buharı varsa, bazaltik bileşim amfibolite dönüşür. Aynı şartlarda su buharı bulunmaması durumunda ise, bazaltik bileşim eklojit ve/veya granülit türünde yoğun bir metamorfik kayaca dönüşür. BÖLÜM 5- Kabuk: Alt Alt Kıtasal Kabuk Kıtasal Kabuk Eklojit fasiyesi: T ~650ºC and P >10-12 kb Granulit fasiyesi : T ~760ºC ( P ~7-10 kb) Amfibolit fasiyesi: T ~600ºC (P ~6-8 kb) Eklojitteki sismik dalga hızı alt kabuk ortamına göre daha fazladır. Ayrıca eklojitin yoğunluğu üst manto peridotitlerinin yoğunluğundan daha yüksektir. Bu nedenle eklojitin alt kabukta bulunması durumunda, mantonun üzerinde bulunması mümkün olamayacaktır. Dolayısıyla alt kabuğun bileşimi eklojit olamaz. Amfibolit üzerinde laboratuarda gerçekleştirilen deneyler, amfibolitin sismik dalga hızlarının alt kabuk ortamına uygun olduğunu ortaya koymuştur. Yani amfibolit alt kabuk bileşimini oluşturabilir. BÖLÜM 5- Kabuk: Alt Alt Kıtasal Kabuk Kıtasal Kabuk Alt kabuğun nötr olması ve buhar basıncının düşük olması durumunda granülit oluşması mümkündür. 1) Granülitik kayaçlar kıtalar içerisinde aşınmış metamorfik kayaçlar arasında görülebilir. 2) Granülitin fiziksel özellikleri alt kabuk ortamına uygun dur. Bu nedenle: granülitik bileşim, alt kabuğun olası bileşimine en uygun bileşim gibi gözükmektedir. Granülitler, üst kabuk gnayslarından daha az K 2 O ve SiO 2 , fakat daha çok Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MnO, CaO ve Na 2 O içerirler. İz element içeriklerinde ise durum daha çok belirgindir: Granülitler, üst kabuk metamorfitlerinden Rb ve Th içeriği açısından yaklaşık üç, U içeriği açısından ise yaklaşık dört kez daha fakirdir. BÖLÜM 5- Kabuk: Alt Alt Kıtasal Kabuk Kıtasal KabukBuna göre kabuğun genelinde bir zonlanma vardır: Kabuğun alt bölümleri nötr bileşimde (% 55-60 SiO 2 ); üst bölümleri ise bir derece daha asit karakter (% 60-65) gösterir. Bu zonlanma potasyum ve bazı iz elementler açısından çok daha belirgindir. Zonlanmanın nedeni, kıtasal kabuğun derinlerinde meydana gelebilecek olan bölümsel ergime olabilir. BÖLÜM 5- Kabuk: Alt Alt Kıtasal Kabuk Kıtasal Kabuk Oksit (%) Granülit olmayan Kayaç bileşimi Granülitik gnays SiO 2 65.6 61.2 TiO 2 0.5 0.6 Al 2 O 3 14.9 16.4 Fe 2 O 3 1.1 2.3 FeO 3.4 3.5 MgO 2.4 3.0 CaO 3.4 4.4 Na 2 O 3.5 4.0 K 2 O 3.7 3 İz elem. (ppm) Rb 155 56 Th 13.9 5.1 U 2.2 0.5Zonlanma ve nedeninin gerekçesi: Granitler, ortalama kıtasal kabuk bileşimlerinden ve bazaltlardan daha çok miktarda K 2 O içerirler. S-tipi granitler olarak adlandırılan alkali granitler kıta kabuğunun bölümsel ergimesinden oluşarak daha yüksek bölümlere yükselmişlerdir. Bu tür bir ergime ve granitik mağmatik faaliyetin gelişimi esnasında U, Th ve K gibi uyumsuz elementler, oluşacak olan ergiyik faza geçerler ve üst kabuk bu elementler bakımından zenginleşir; alt kabukda göreceli olarak fakirleşir. BÖLÜM 5- Kabuk: Alt Alt Kıtasal Kabuk Kıtasal KabukBÖLÜM 5- Kabuk: Okyanusal Okyanusal Kabuk Kabuk