Sedimantoloji Kumtaşı Diyajenezi KUMTAŞI DİYAJENEZİ KUMTAŞI DİYAJENEZİ Doç. Dr. Ziya KIRMACI Doç. Dr. Ziya KIRMACI? Bir tortu içerisinde depolanmadan sonra ve metamorfizmadan önce (<150-200 o C) meydana gelen tüm fiziksel, kimyasal ve biyolojiksel değişimlerdir. ? Bu değişimler tortu-su ara yüzeyinde ve gömülmeden sonra meydana gelir. Kumtaşlarının diyajenezi Kumtaşlarının diyajenezi? İki önemli proses; ? Sıkışma, ? Çimentolanma.? Sıkışma; ? Tortuda hacimsel bir azalmaya ve ? Taneler arasındaki suyun büyük oranda dışarı atılmasına neden olur.? Çimentolanma: ? Taneler arasında kimyasal tortulaşmanın başlamasını ve ? bunun sonucunda tutturulmamış tortular tutturulmuş bir kayaç oluşumunu sonuçlar.Sıkışma Sıkışma ? Tortunun taneleri arasındaki boşluklar genel olarak su ile doludur. ? Gözeneklilik (porozite) = boşluk hacmi/toplam kayaç hacmi, ? Geçirimlilik (Permeabilite) = taneler arasındaki gözeneklerden sıvının ( su, petrol, gaz vs.) geçebilme yeterliliği, ? Bu, birbirleriyle bağlantılı gözeneklilik gerektirir.Çamurların sıkışması Çamurların sıkışması ? Modern çamurlar % 60 dan daha fazla su ihtiva eder. ? Bu sıvılar az bir basınç uygulanmasıyla dışarıya atılabilir. ? Taneler yumuşak olmaları nedeniyle sıkıştırılabilir ve kolaylıkla istiflenebilir.Kumların sıkışması Kumların sıkışması ? Kumlar, tane-tane dokanakları tarafından desteklendikleri için kolaylıkla sıkışmazlar. ? Kuvars ve feldspatlar artan gömülme sıcaklığı (T) ve basınçta (P) bükülebilir değildirler. ? Modern kumlar ~% 45+5, ? Sıkışmış kuvars kumları ise ~%30 poroziteye sahiptir. ? Daha yumuşak olan kayaç kırıntıları gözenek alanlarına doğru sıkıştırılabilirler ve böylece kayaç kırıntılı kumtaşları daha sıkılaşmış olabilir.Çimentolanma Çimentolanma ? Gözenek sıvılarından yeni minerallerin (otijenik minerallerin) tortulaşması olayı. ? Otijenik mineral= Karadan türemenin aksine tortulaşmadan sonra tortu içindeki büyüme (kimyasal tortulaşma) ile oluşan mineral. ? Gözeneklerde tortulaşan çimentolar genel olarak: ? taneleri örter, ? taneleri birbirine yapıştırır ? gözenek boşluklarını (porozite) azaltır.? Kumtaşlarında görülen en yaygın çimentolar: ? Kuvars - SiO 2 ? Kalsit - CaCO 3 ? Hematit - Fe 2 O 3 ? Kil: kaolinit, illit, montmorillonit, klorit (gerçek bir kil minerali değil).? Detritik tane ile optiksel ve kristallografik olarak aynı devamlılığa sahip olup, yaygın olarak kuvars taneleri üzerinde nüveleşir (büyür). ? Kuvars çimento kuvars tanelerinin bol olduğu yerlerde çok yaygındır. ? SiO 2 kumtaşları boyunca hareket eden gözenek sularından türemiş olmalıdır. ? Kuvars çimentolu kuvars arenitler ayrışmaya karşı çok dirençlidir. Kuvars (SiO Kuvars (SiO 2 2 ) çimento ) çimento? Kirli hatlar detritik tane sınırlarını gösterebilir. ? Optiksel devamlılığa ve öhedral kuvars kenar büyümelerine dikkat ediniz. PoroziteKalsit (CaCO 3 ) çimento ? Çok yaygındır. ? Asitle reaksiyona girer. ? Belli bir değerin üzerinde CaCO3 doygun sular ([Ca ++ ] x [CO3 2- li] için geçirimlilik gereklidir. ? Kalsitin çözülebilirlik derecesi kuvarstan çok daha yüksektir, çökelebilir ve daha sonra eriyebilir. ? Yumrular (çatlaklı kumtaşlarında, özellikle fosillerin etrafında, yersel olarak çimentolanmış alanlar) şeklinde olabilir.Kalsit çimentolu kumtaşlarıKalsit ve dolomit çimento. Boyalı kesit.Hematit (Fe Hematit (Fe 2 2 O O 3 3 ) çimento ) çimento ? Oksitleyici ortamlarda oluşur. ? Katmanların kırmızıya boyanmasına neden olur. ? Kırmızı rengi oluşturmak için yalnızca %1 Fe 2 O 3 yeterlidir. ? Diyajenez sırasında ferromagnezyen minerallerdeki çözülmüş Fe 2+ Fe 3+ e oksidize olur ve hematit çimento olarak tortulaşır.Hematit (Fe 2 O 3 ) çimento Demir nereden geliyor? SEM, kristal boyları=1µmKil çimento Kil çimento ? Kumtaşlarındaki killerin bazıları detritiktir. ? Bazı killer ise otijeniktir. ? Kil çimento kum tanelerini çevreler. ? Kil levhaları yüzeye dik olarak büyür ve honeycomb doku oluşturur. ? Kil zarflanmaları kuvars çimento oluşumunu engelleyebilir ve poroziteyi koruyabilir.Kil zarflanmaları İnce kesitteki bazı gözenekler epoxy (mavi renkli) ile doludur.SEM görüntüleriOtijenik kil tane sınırlarına diktir.? Kumtaşı diyajenezi komplekstir; ? Sıkışma çamur içeriğine, bükülebilir kırıntı % miktarına, boylanmaya, tanelerin köşeliliğine, gömülme derinliğine (basınç) bağlıdır. ? Çimentolanma gözenek sıvısının kimyasına ve miktarına bağlıdır.