Karbonatlı Kayaçlar

Karbonat Kayaçları

2.3.1. Mineraloji :

Kalsit ve dolomit geniş alanlar kaplayan karbonat kayaçlarını oluşturan iki mineraldir. Ancak, magnezit, aragonit, ankerit ve siderit de karbonat kayaçları incelenirken dikkate alınması gereken minerallerdir. Bu altı mineralin kimyasal yapısı aşağıdaki çizelgede verilmiştir.
Rodokrozit (MnCO3) ve Viterit (BaCO3) gibi diğer karbonat mineralleri karst çalışmalarında pek önem taşımazlar.

Karbonat Kayacı Oluşturan Mineraller
---------------------------------------------------------------------------------------------------------Mineral Kimyasal % Bileşim Formül
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
CO2 CaO MgO FeO

Kalsit CaCO3 44.0 56.0 - -
Aragonit CaCO3 44.0 56.0 - -
Dolomit CaCO3 * MgCO3 47.9 30.4 21.7 -
Magnezit MgCO3 52.4 - 47.6 -
Ankirit CaCO3(MgFe)CO3 44.0 28.0 10.0 18.0
Siderit FeCO3 37.9 - - 62.1
---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Bu mineralleri birbirinden ayırt edebilmek her zaman kolay değildir. ızellikle kalsit ile dolomit birbirinden oldukça zor ayırt edilebilir.

Mineralleri birbirinden ayıran bazı özellikler aşağıdaki Çizelgede verilmiştir. Ancak yine de bu özelliklerden yararlanarak minerallein ayırt edilmesi mümkün olmayabilir.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
Mineral Özgül Ağırlık Soğuk, Seyreltik Asitle Çözünürlük
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hexagonal (Romboedral)
Kalsit 2.71 Köpürerek çözünür
Magnezit 3.06 Yavaş çözünür
Dolomit 2.87 Yavaş çözünür
Ankerit 3.0 Yavaş çözünür
Siderit 3.89 Çözünmez
Ortorombik

Aragonit 2.94 Köpürerek çözünür
---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Öte yandan, karbonat minerallerini birbirinden ayırtedebilmek için kimyasal yöntemler kullanılabilmektedir. Bir kayacın ne kadarının kalsit ne kadarının da dolomitten oluştuğu belirlenebilir. Bu yöntemlerin büyük bir kısmı laboratuvarda uygulanabilmektedir. Ancak bütün yöntemlerin esası, boyama tekniğine dayanmaktadır. Bunun yanında X ışını radyo-grafisi ve ışın difraksiyonu yöntemleri kayacın mineralojik yapısının belirlenmesinde kesin sonuç vermektedir.

Kalsit ve dolomit karışımından oluşan bir karbonat karışımındaki kalsit-dolomit tanelerinin belirlenmesi için kullanılan boyama tekniklerinden en çok kullanılanları aşağıda özetlenmiştir.

1. Lemberg Yöntemi : Ufalanmış kayaç örneği Lemberg çözeltisine batırılır. Bu işlem sonucunda, 5-10 dakika içinde, kalsit taneleri lacivert rengini alırken dolomit taneleri etkilenmez. Ancak, örnek çözeltide 20 dakikadan uzun süre kalırsa dolomit maviye boyanır. Lemberg çözeltisi, 4 kısım Al Cl ile 6 kısım odun talaşının 25 dakika suda kaynatılmasıyla oluşur. Kaynama sırasında karıştırılan çözeltiye buharlaşma ile kaybolan su kadar saf su eklenir.

2. Gümüş Nitrat-Potasyum Kromat Yöntemi : Ufalanmış örnek, 65 oC'de ısıtılmış %10 'luk gümüş nitrat çözeltisine 4 dakika süre ile batırılır.Daha sonra örnek iyice yıkanır.Sonuçta kalsit ve aragonit kırmızımsı- kahverengine boyanırken dolomit taneleri etkilenmez. Aragonit kalsite göre daha açık renk alır.

3. Bakır nitrat Yöntemi : ırnek taneleri 5 dakika süre ile çok seyreltik bakır nitrat içinde kaynatılır. Sonuçta yeşile boyanan taneler kalsit, etkilenmeyen taneler ise dolomittir.

Kalsiyum karbonatların mineralojisini üç ana faktör denetler; 1) Karbonat üreten organizmaların doğası, 2) su sıcaklığı, 3) sedimantasyon sonrası alterasyon.

Dolomitler ilksel olarak oluşabildikleri gibi aragonitin kalsite dönüşmesi ile de oluşabilir. Bu olaya dolomitleşme adı verilir.

2.3.2. Karbonat Kayaçlarının Bileşenleri :

Kimyasal bileşiminde %50'den fazla karbonat minerali içeren kayaçlara karbonat kayaçları adı verilir. Karbonat kayaç bileşenleri organik, inorganik bileşenler olarak ayrılabileceği gibi, iskeletsel veya iskeletsel olmayanlar olarak sınıflandırılmaları da mümkündür. ıskeletsel olmayan bileşenler, karbonat kayaç kırıntıları (ekstraklast ve intraklast), pelletler, oolitler, pisolitler ve diğer parçacıklardır. ıskelet bileşenler ise, karbonat kayaçların petrografisinde önemli bir yer tutarlar. Karbonat kayaç yapıcı bitkilerin başında algler gelir.

Kireçtaşlarının hemen hemen 2/3'sini oluşturan bir bileşen olan mikrit (kireç çamuru) ilk kez Folk (1959) tarafından kullanılmıştır. Mikritik kireç çamurları, tane boyları 1-3 mikron arassında değişmekte olan genellikle kimyasal yollarla oluşan ve iskelet kırıntılarını da içerebilen, tanelerarası boşlukları dolduran kalsit kristallerini tanımlar.

Genel olarak 2-3 mikron boyunca kristallerden oluşan kireç çamuru ince kesitlerde kümeler şeklinde görülürler. Çoğu zaman ince kesitlerde allokemleri keser durumdadırlar. Bundan dolayı da kireç çamurunun yeniden kristalleşmesi sonucunda mikrosparın oluşabileceği kanısına varılmıştır. Mikrosparın tane boyları 5-6 mikron kadardır.

2.3.3. Karbonat Kayaçlarının Sınıflandırılması :

Karbonat kayaçları çeşitli araştırıcılar tarafından, çeşitli ölçüler dikkate alınarak sınıflandırılmışlardır. En yaygın olarak kullanılan sınıflandır-maların başında Folk (1959,1962) ve Dunham (1962) sınıflamaları gelmektedir.
a) Folk sınıflaması : Folk (1962)'un sınıflamasında üç çeşit kireçtaşı bileşeni kullanılmıştır.Bunlar, allokimyasal bileşenler olarak intraklast-lar, oolitler, fosiller, pelletler, ortokimyasal bileşenler olarak ta mikro-kristalin kalsit çamuru (mikrit) ve sparikalsit çimento (sparit) veril-miştir. Kayaç allokemlerin mikrokristalin çamurun ve sparikalsit çimentonun bağıl oranlarına göre adlandırılır.
b) Dunham (1962) sınıflaması : Bu sınıflamada çamur ve tanelerin birbirine göre oranı dikkate alınır. Çamur ve tanelerin herbirinin kayaç içerisindeki bolluk oranına göre, o kayaç çamur destekli veya tane destekli olarak nitelendirilebilir