04 a magmatik kayaçlar

MAGMATİK KAYAÇLAR

Bu sunu Yrd.Doç.Dr. T. Fikret SEZEN’in sunularından değiştirilerek hazırlanmıştır

Kayaçlar, mineral topluluklarıdır. Farklı

minerallerin yada mineral ve kayaç

parçacıklarının bir araya gelmesinden veya

tek bir mineralin çok sayıda birikmesinden

oluşur (örnek: granit, bazalt, kumtaşı,

konglomera, mermer, kuvarsit).

Kayaçlar, oluşum şartlarına ve kökenlerine

göre, magmatik, sedimanter (tortul) ve

metamorfik (başkalaşım) olmak üzere üç

gruba ayrılır.

KAYAÇ ÇEVRİMİ

MAGMATİK KAYAÇLAR

Magmanın soğuması ve katılaşması, derinlerde yavaş

geliştiği zaman, tam kristalli plütonik kayaçlar,

Yeryüzüne yakın derinliklerde yada yeryüzünde hızlı

ve çabuk geliştiğinde sıra ile damar kayaçları

Ve volkanik kayaçlar meydana gelmektedir.

Magmatik Kayaç Sınıflaması

Ergimiş haldeki bir silikat hamuru şeklinde olan magmanın, yerkabuğunun derinliklerinde veya yeryüzünde soğuyarak katılaşması sonucu oluşan kayaçlardır. Magmanın soğuyup katılaşması, derinlerde yavaş yavaş geliştiğinde tam kristalli derinlik kayaçları (plütonik kayaçlar) oluşur

Magmanın soğuma ve katılaşması yeryüzünde hızlı oluştuğunda magmatik yüzey kayaçları (volkanik kayaçlar) meydana gelir. Volkanik kayaçlar, yarı kristalli porfirik yapılıdır: Genelde gözle görülebilen irilikteki değişik kristaller; kristal olmayan camsı bir hamur içinde dağılmış, serpilmiş durumda bulunurlar.

Magmatik kayaçların üçüncü bir gruba da damar kayaçlarıdır. Derinlik ve magmatik yüzey kayaçları arasında bir geçiş evresinde oluşmuş olan damar kayaçları özelliği ise hamur maddesinin camsı olmayıp; küçük kristalli (mikrokristalin) oluşu ve diğer kayaçların yarık ve çatlaklarında yer almış bulunmalarıdır

Çok çeşitli magmatik kayaçların sınıflama ve adlandırılmaları, bu kayacın bileşimindeki minerallerden olan kuvars, feldispat ve plajiyoklas’ın yüzde miktarlarına; feldispatların türüne ve koyu minerallerin (ferro-magneziyen) cinsine göre yapılmaktadır

Magmatik Kayaçlar: Derinlik (plütonik), yüzey (volkanik) ve damar

Magmatik

Yüzey Akışı

(Lav)

Oluşan Kayaçlar

Bazalt, andeziti,

riyolit vb

Magmatik

Sokulum

Oluşan Kayaçlar

granit, gabro vb

Derinlik (granit), yüzey (riyolit) ve damar (riyolit porfir)

magmatik kayaç örnekleri

Magmatik kayaç sınıflama üçgen diyagramları

Kuvars

Alkali

Feldispat

Plajiyoklas

Derinlik

Kayaçları

Volkanik

Kayaçlar

Kuvars

Alkali

Feldispat

Plajiyoklas

Magmatik kayaç sınıflama üçgen diyagramları

Magmatik kayaç çeşitleri (ultramafik ve mafik)

Peridotit Komateyit

Gabro Bazalt

Magmatik kayaç çeşitleri (ortaç ve felsik)

Diyorit Andezit

Granit Riyolit

Magmatik Kayaçlarda Doku Çeşitleri

Afanitik doku: Yüzeyde, ani soğuma ile oluşan magmatik kayaçlarda görülür. Çok ince taneli, gözle bir mineral tanımlaması yapılamayacak irilikteki minerallerden oluşur.

Faneritik doku: Derinde, yavaş soğuma ile oluşan ve eş boyutlu, görülebilen, tanınabilen minerallerin oluşturduğu dokudur.

Porfirik doku: Fenokristal denilen iri kristalli minerallerin, çok ince taneli, küçük minerallerle birlikte bulunduğu magmatik kayaçlarda gözlenir.

Camsı doku: Yüzeyde ani soğuma ile mineraller düzenli bir kristal yapısı oluşturacak süre bulamazlar. Böylece, Minerallerin kristal yapısız bulunmaları ile oluşan kayaçlar meydana gelirler.

Magmatik kayaçlarda doku (afanitik, faneritik ve porfiritik)

Magmatik kayaçlarda doku (camsı ve amigdolaidal ve vesiküler)

Magmatik kayaçlarda doku (pegmatitik ve piroklastik)

Piroklastik (Püskürük) Kayaçlar

Verilen yüzey magmatik kayaçların dışında, ‘’piroklastik kayaçlar’’ olarak adlanan; volkanik kökenli kırıntıların çökelmesiyle oluşan kayaçlar da vardır: Tüf, anglomera, ignimbirit gibi.

Tüf: Volkanlardan çıkan küllerin sertleşip katılaşması sonucu oluşurlar. Eğer küller, bir sulu çökel ortamında depolanırsa ve oradaki diğer sedimanlarla birlikte çökelirse, oluşan kayaç tüfit adını alır. Tüf, genelde 2 cm’den küçük tane boyutuna sahiptir.

Aglomera: Genelde, tane boyları 2 cm’den büyük olan volkanik kökenli parçacıkların oluşturduğu kayaçlardır. Bunlarda, çoğunlukla lapilli, volkan bombası ve blokların bir ara maddesi ile çimentolanıp, kayaçlaşmaları söz konusudur. Aglomera bileşenleri köşeli olduklarında; kayaç, ‘’volkanik breş’’ olarak adlanır. Bileşenlerin boyutlarına göre bu bileşenler, farklı isimler alırlar; şöyle ki:

Tane boyu 32 mm. den büyük ---- Blok veya volkan bombası

Tane boyu 4-32 mm. arası ---- Lapilli

Tane boyu 0.25-4 mm. arası ---- Volkan külü

Tane boyu 0.25 mm.’den küçük ---- Toz

İgnimbirit: Kalın kütleler ve geniş alanlar kaplayan lav örtüleridir. Yarı eriyik ve yapışkan akkor halindeki volkanik materyalin (volkanik cam, toz, kül v.s.) birlikte soğuyup kaynaşmaları ile oluşurlar.

Piroklastik akış

Piroklastik akış

M.S. 79 yılında Vezüv’ün piroklastik akışı ile Pompeii’de ölüm

Piroklastik tane boyu: Kül, lapilli, volkan bombası-blok

Piroklastik kayaçlar: Tüf ve tüfit

Piroklastik kayaçlar: Aglomera ve ignimbirit

Magmatik Kayaçlara Özgü Kütle Şekilleri

Lakolit: İçerisine girdiği kayaçları yukarı doğru iterek, kubbemsi hale getiren magmatik kayaç kütleleridir.

Batolit: Genelde, granit türü kayaçların, derinlere doğru genişleyen, üst kısımları kubbe şekilli olan büyük hacimli kütlelerine denir. Bunlar, genelde sıradağların eksenlerine paralel uzanırlar; onların köklerini oluştururlar. Batoliti oluşturan magma yavaşça yukarı yükselirken; üzerlerindeki kayaç örtülerini kubbeleştirir; onları yer yer içlerine alırlar. Magma, yükselmesi sırasında, yan kayaçlardan içlerine aldıkları parçalara ‘’anklav’’ denilir.

Stok: Batolitlerin daha küçük boyutlu olanlarıdır. Şekilleri, dairemsi veya elipsi andırır. Yan kayaçlarla dokunakları sarp ve engebeli bir röliyef oluşturur.

Sil: Sedimanter kayaçlardaki tabaka veya metamorfik kayaçlardaki klivaj düzlemlerine uyumlu olarak kayaçlar içine giren; iki kenarı yaklaşık birbirine uyumlu, paralel olan magmatik kayaç kütleleridir.

Dayk: İçlerine girdikleri kayaçları uyumsuz kesen magmatik kayaç kütleleridir.

Lav: Volkanlardan yüzeye çıkan sıvı ve akışkan magmaya lav adı verilir. Lavlar, yüzeyde bir süre akıp, soğuyarak katılaşırlar. Denizaltı volkanizması ile oluşan lavlara ve sonuçta oluşan kayaçlara; yastık yapılı lav (pillow lava) denir. Bunlar genelde, basık küre veya elipsoid şeklinde kütleler oluştururlar.

Fakolit: Çukur tarafı aşağı doğru gelen; merceği andıran kayaç kütleleridir. Daha önce kıvrılan kayaçlar içerisine magmanın sokulup katılaşması ile oluşur. Bunların kalınlıkları birkaç km. ye kadar olabilir.

Lapolit: Kıvrımlanmış kayaçlar arasına giren; şekil olarak genellikle çukur tarafı yukarı doğru olan ince kenarlı, merceğe benzer, yan kayaçlarla uyumlu magmatik kayaç kütleleridir.

Magmatik kütle şekilleri

Magmatik kütle şekilleri

Magmatik kütle şekilleri: Batolit ve lakolit

Magmatik kütle şekilleri: Sil ve dayk

Magmatik kütle şekilleri: Lav ve ksenolit

Magmatik Kayaçların Bileşimi

Magmanın kimyasal bileşimi, soğuyup, kristallenerek oluşan bir magmatik kayacın mineralojik bileşimini belirler. Bilimsel olarak düşünülmelidir ki magmatik kayaç oluşumlarındaki büyük çeşitlilik, büyük oranda magmanın farklı bileşimlere sahip olmasından kaynaklanır. Bununla birlikte, yer bilimciler, bazı volkanlardan püsküren lav ve piroklastik malzemenin, farklı püskürme evrelerinde, çeşitli bileşimlerdeki püskürük kayaçları oluşturduklarını belirlemişlerdir. Bu da göstermektedir ki bir tek çeşit magma, bazı durumlarda farklı mineral bileşiminde magmatik kayaçları oluşturabilmektedir.

Bowen Reaksiyon Serisi

Geçen yüzyılın ilk çeyreğinde, N.L. Bowen, magmanın kristallenmesi ile ilgili ilk incelemeleri gerçekleştirmiştir.

Bowen, laboratuardaki deneylerinde, magma bileşimine sahip olan malzemeyi soğutup, katılaştırırken; daha yüksek ergime noktasına sahip olan minerallerin, daha düşük ergime noktasına sahip olan minerallerden önce kristallendiklerini ortaya koymuştur.

Tipik bir magmadan ilk önce katılaşıp, kristallenen mineral, ferromagneziyen bir mineral olan ‘’olivin’’ dir.

Ergiyik haldeki magma, daha da soğudukça, “piroksen” ve kalsiyumca zengin olan “plajiyoklas” mineralleri şekillenmeye başlarlar.

Kristallenme işlemi boyunca, ergiyik haldeki sıvı magmanın bileşimi; katılaşıp kristalleşen kısmı hariç sürekli değişir. Örneğin: magmanın yaklaşık % 50’sinin katılaştığı evrede, ergiyik magma içerisindeki Fe, Mg ve Ca tüketilmiş olacaktır. Çünkü, bu elementler, en erken kristallenip, şekillenen minerallerin (olivin, piroksen ve Ca-plajiyoklas gibi minerallerin içerisinde) içerisinde yer almışlardır;

Sonuç olarak ergiyik, Al, Na ve K bakımından zenginleşecektir. Daha sonra, ergiyikteki Si bileşeni; kristallenmenin daha geç evrelerinde oransal olarak zenginleşmeye başlayacaktır.

Kristallenmenin son evresinde, en son “muskovit” ve “K-feldispat” mineralleri oluşur. Sonuçta, geri kalan ergiyik içerisinde yüksek miktarda silisyum bulunacak; bu da ‘’kuvars’’ olarak kristallenecektir. Bir sıra dahilinde en son kristallenen bu mineraller, ergiyik ile reaksiyona girmezler; diğer mineralleri oluşturmazlar.

Bowen reaksiyon serisi, bir magmadan kristallenen mineral dizilimini gösterir. Bu kristallenme şemasının sonuçlarından biri de oluşan mineraller; aynı sıcaklık şartlarında, beraberce aynı magmatik kayaç içerisinde yer alırlar. Örneğin; K-feldispat, muskovit ve kuvars diyagramın aynı bölümünde bulunurlar ve “granit” türü magmatik kayacın ana bileşenlerini oluştururlar.

Magma Farklılaşması

Bowen, kristallenmenin bir veya daha çok evresinde, magmanın katı ve sıvı bileşenlerine ayrılmasını göstermiştir.

Örneğin; ilk oluşan mineraller, henüz sıvı haldeki kesimden daha yoğun iseler, magma odasının dibinde yer alırlar. Bu işlem, ‘’kristal çökelimi’’ (crystal settling) adını alır. Kristal çökeliminin olivin ve piroksen gibi koyu renkli silikatların oluşmasında sık sık geliştiği düşünülür.

Geriye kalan ergiyiğin katılaşması sırasında ise tüm ana magma bileşiminden çok farklı kimyasal bileşimde magmatik kayaç oluşacaktır.

Böylece, bir tek magmadan, birden fazla magmatik kayaç türünün oluşması sağlanacaktır. Bu işleme de ‘’magmatik faklılaşma’’ (= magmatic differentiation) adı verilir.

Magma odası

Sıvı magma içerisinde kristallenmiş

olan yoğun mineraller daha aşağı

seviyelere çökelecekler, yoğunluğu

düşük olan mineraller daha üst

seviyelerde zenginleşeceklerdir.

Asimilasyon ve Magma Karışması

Bir magma kütlesi oluştuğunda, farklı bileşimdeki malzemenin bu kütleye ilavesi ile magma bileşimi değişebilir.

Örneğin: Bir magma yukarı doğru yükselirken, ana kayacın bazı bölümlerini içerisine alabilir. Bu işleme ‘’asimilasyon’’ denir. Yüzeye yakın yerlerde, magmanın içine yerleştiği ana kayaçlar gevrek, kırılgan olabilir. Yukarıya ilerleyen magma, basınç oluşturarak, içinde yer aldığı ve üzerindeki kayaçlarda önemli oranda çatlaklar, kırıklar oluşturur. Yukarı sokulan magmanın kuvveti ile içerisine sokulduğu yan kayaçlardan parçaların koparak, magmaya karışması söz konusudur.

Diğer taraftan, magma kütlesinin bileşimi, magma karışması ile bozulur. Bazen yukarı yükselen magma kütlesi, bir başka magma kütlesi ile birleşir. Burada, önce iki farklı bileşimdeki kütle temas eder; birbiri içine akar ve diğer mekanizmalarla karışırlar. Sonuçta, iki magma karışımı, farklı bileşimde bir magmaya dönüşür. Hem asimilasyon hem de magma karışması sonucu magma kütlesi kirlenir ve bileşimini değiştirir.

Magmatik farklılaşma: Kristal çökelimi

Magmatik farklılaşma

Magmatik farklılaşma: Karışma ve asimilasyon

Magmatik farklılaşma: Göç ve asimilasyon

B İ T T İ