EVAPORİTLER

Evaporit yatakları geçmişte oluşmuştur ve bugün de ılık ve kurak iklim koşullarında tuzlu suların buharlaşmasıyla oluşumlarına devam etmektedir. Bu noktada bütün teoriler birleşse bile, bu sürecin geliştiği ortam ve ölçeği sözkonusu olduğunda farklı görüşler ortaya çıkmaktadır (Hsü, 1972). Lyell (1865) evaporitlerin bir iç gölde veya okyanusla bağlantılı bir lagünde de gelişebileceğini varsaymaktadır. Bu belirsizlik, Ochsenius'un bariyer teorisini (1877) önerenler ile Walther'ın göl teorisini (1903) destekleyenler arasında uzun süreli tartışmalara neden olmuştur.

Ochsenius'un teorisine göre büyük kalınlıktaki evaporit yatakları lagün ortamında gerçekleşen sedimantasyon ile açıklanabilir: Lagün ortamı zaman zaman kendisini denizden ayıran bariyer boyunca bir kanaldan geçerek gelen taze deniz suyu girişimine maruz kalır. Evaporit yataklarında fosilin bulunmayışı, Walther (1905)'in playa tipi yaşam bulunmayan, sığ iç basenlerinde tuz sedimantasyonu olduğu şeklindeki görüşü ile açıklanıyordu. Ayrı sedimanter basenler hipotezi, değişmiş bariyer teorisi, monomineralik tuz yataklarının varlığını açıklamaya çalışmıştır. Akdenizin suyundan alınan örnekler kullanılarak yapılan deneylerden elde edilen verilere dayanarak Branson, buharlaşma sonucunda suyun hacmi azaldıkça yoğunluk ve tuzluluğun arttığını ve minerallerin de çözünürlüğü en az olandan en çok olana doğru birbirini takip eden bir sırada çökeldiğini göstermiştir. Şekil 10'da görüldüğü gibi, deniz suyu, orijinal hacminin %53.3'üne düştüğünde kalsit çökelmeye başlarken (1.0506 değerindeki suyun yoğunluğuna denk), orijinal hacmin; jips %19'u (1.1304), halit %9.5'u (1.2080) ve bittern tuzları ise %1.6'sı (yaklaşık 1.3) geriye kaldığında çökelirler. 25°C sıcaklıkta mineraller deniz suyundan şu sırayı takip ederek çökelirler: kalsit, dolomit, hematit, jips (sabkhalarda - kurak gelgit düzlüklerinde ve göllerde evaporatlarla birlikte; anhidrit yüksek tuzluluk ve 34°C üzeri sıcaklıklarda oluşur; 450 m civarı derinliklerde jips anhidrite dönüşür), halit, blödit, epsomit, kainit, hegzahedrit, silvit, kieserit, karnallit, bişofit ve boratlar.



Şekil 10. Deniz suyunun buharlaşma nedeniyle hacminin ve yoğunluğunun azalmasına bağlı olarak tuzların deniz suyundan itibaren birbiri ardı sıra çökelmesi (Valyashko in Strakhov, 1962).

Bununla birlikte, deniz suyunun ve evaporit yataklarının bileşimleri ve bunların kalınlıkları birbirleriyle uyuşmamaktadır (Tablo 2). Gerçekte, deniz suyunun bileşimi ile karşılaştırıldığında fosil evaporitler oldukça yüksek CaSO4 içeriğine ve düşük Mg ve K-tuzu içeriğine sahiptirler. Bu özellikleri ile modern denizlerden daha farklı olan ortamlardaki çökelimlere işaret ederler. Bir olasılık da, halit ve anhidrit çökeliminin dolomit ve K-tuzlarından daha fazla olduğu, tipik çökelim hızının da 15 cm/yıl'dan fazla olduğu günümüz salina ve sabkhalarıdır. İran Körfezi'ndeki günümüz sabkha sedimanları, USA'daki Ordovisiyen, Silüriyen, Pensilvaniyen (Üst Karbonifer) ve Jura evaporitlerinin bileşimini ve stratigrafisini andırmaktadır. Bu kadar büyük tuz yataklarının salinalarda ve sabkhalarda gelişmesi mümkün olmadığı gibi, kuruyan derin deniz basenlerinin sığ su ortamlarında oluşmaları daha olasıdır. Eldeki veriler, en büyük evaporit yataklarının değişmez şekilde depresyon (çöküntü) alanlarında oluştuğunu ve sığ su organizmalarına ait kalıntıları içerdiklerini göstermektedir. Buna ek olarak, öksinik (euxinic) kökenli siyah şeyller ile muhtemelen varvitik kökenli tuz katmanlarının birbiriyle ardalarıma göstermesi (halit-anhidrit+karbonat, halit-silvit ve anhidrit-karbonatlar şeklinde) derin deniz ortamındaki kesikli sedimantasyonu belgelemektedir.

Tablo 2. Deniz suyundaki ve evaporitlerdeki tuzların miktarları

Tuz

1 litre deniz suyundaki miktar (cm3)

Ortalama evaporitlerdeki miktar (cm3)

1500 m kalınlığa sahip deniz suyu katmanında çökelen tuzların kalınlığı (m)

MgCl2

1,48

0,02

2,20

KCl

0,43

0,23

0,65

MgSO4

0,94

0,30

1,41

CaSO4

0,59

4,29

0,89

NaCl

12,87

10,89

19,31

CaCO3+CaMgCO3

0,06

1,04

0,18


Sedimantasyonun hızı, örnek vermek gerekirse; toplam 1195 m tuz kalınlığına sahip Zechstein (Almanya) bölgesinde olduğu gibi 10 mm/yıllık bir hız, bir jeosenklinaldeki tipik gömülme hızına karşılık gelen 0.1 mm/yıllık hızdan aslında daha yüksektir. Sonuç olarak, geniş denizel basenlerin tabanındaki kalın tuz yataklarının deniz tabanı çökmesine bağlı olarak değil, deniz dışında tekrarlanmalı kuruma sonucunda çökeldikleri ileri sürülebilir. Bu aynı zamanda mineral çökelim sırasını da açıklamaktadır. En az çözünürlüğe sahip kalsiyum karbonatlar ve sülfatlar, hala büyük ölçüde denizle kaplı olmasına karşın basenin kenar kesimlerinde, şelf üzerinde çökelirler: Daha sonra, sodyum ve potasyum kloridler ile diğer potasyum tuzları tarafından zenginleşmiş olan artık çözelti, basenin merkezi kısmını doldurur. Benzer durum, birbirinden ayrı zonların buharlaşma nedeniyle göl seviyesinde dereceli bir alçalmaya işaret ettiği playa tipi tuz yataklarında gözlenmiştir.

Bu model, Batı Kanada'da merkezi kısımlarını potasyum tuzlarının oluşturduğu Güney Saskatchewan baseninin Orta Devoniyen yaşlı evaporit yataklarının gelişimini açıklamak için kullanılabilir. Benzer açıklamalar; basenin kenar kısımlarında kireçtaşı ve anhidrit, merkezinde, Stassfurt civarında ise potasyum tuzları içeren Üst Zechstein (Almanya) yatakları ve USA'da Silüriyen yaşlı Salina Formasyonu'nun kırmızı yatak tipi çöl kayaları ile birliktelik oluşturan tuz ve jipsler için de kullanılabilir.