Kayaçlar oluşum şekline göre volkanik, çökelti veya metaformik (başkalaşım) olmak üzere üç sınıf altında toplanır. Volkanik kayaç ergimiş maddelerden, çökelti kayacı göller ve okyanus yataklarında toplanan erozyon parçaları veya çökeltilerden meydana gelir. Metamorfik kayaçlar ise yüksek ısı ve basıncın olduğu derinliklerde çökelti, volkanik ve diğer metamorfik kayaçların şekil değiştirmeleriyle oluşur.
Volkanik kayaçlar: Volkanik kayaçlar iki tiptir; lava (yerüstünde, riyolit ve bazalt) ve magma (yeraltında, granit). Bunlar ~1500 0C sıcaklıktaki sıvı malzemenin soğumasıyla oluşur; bu sırada sıvı içindeki kimyasal maddelerden iri kristaller meydana gelir. Magma sıvı kayaçlar, kristaller ve gaz karışımıdır. Riyolit ve granit, çoğunluğu silikon olan benzer kimyasal maddeler içerir ve açık renklidirler. Bazaltta silikon azdır, bu nedenle daha koyu renklidir.
Volkanik kayaç; Ergimiş kayanın (magma) kristallenmesiyle oluşan kayaç türüdür.
Çökel Kayaçlar: Çökel kayaçlar, adından da anlaşıldığı gibi çeşitli maddelerin çökmesi, gömülmesi ve zaman içinde parçacıkların birbirine yapışmalarıyla oluşurlar. Bu kayaçlar genellikle dört temel elemandan oluşur; porozite, çimento, tanecikler, matriks (Şekil-1)
Çökel, (tortul, sedimenter) kayaç; Sedimentlerin birikip sıkışması, eğilip bükülmesiyle oluşan kayaç türüdür.
Şekil-1: Çökel kayaçların dört temel elemanı; porozite, çimento, tanecikler, matris
Şekil-2: (a) Volkanik kayaç; ergimiş kayanın (magma) kristallenmesiyle oluşan kayaç türüdür, (b) çökel, (tortul, sedimenter) kayaç; sedimentlerin birikip sıkışması, eğilip bükülmesiyle oluşan kayaç türüdür, (c) metamorfik kayaç; önceden oluşmuş bir kayanın ısı ve/veya basınçla değişikliğe uğramasıyla meydana gelen kayaç türüdür
Bu tip kayaçlar arasında ölmüş deniz kabuklularından oluşan kalsiyum karbonat bazlı tebeşir ve kireç taşı, betonlaşmış çakıl taşı ve kumtaşları kayaçları, çamurların taşlaşmasıyla oluşan shale sayılabilir.
· Kireçtaşı: Kireçtaşı karbonatlardan oluşmuş kayaçlardır; ya doğrudan deniz suyundan çökelerek, veya mikroorganizmaların kendi kabuklarını oluşturmak için deniz suyundan çektikleri çökeltilerden meydana gelirler. Yumuşakçaların kabukları, mercan resifleri tipik kireçtaşlarıdır. Kireçtaşı geçirgen olduğundan petrol ve gaz için ideal bir taşınma ve depolama oluşumlardır.
· Anhidritler ve Kireçtaşı: Buharlaşan denizler banyo teknesine benzer çok büyük kalıntı tabakalar bırakır; bunlar tuz, potaş ve gibs gibi önceden deniz suyunda çözünmüş olan mineral kalıntılardır. Bu sınıftaki oluşumlar anhidritler ve kireçtaşı yapılar olarak tanımlanır.
· Şeyl (Shale): Eski deniz sularında çökelmiş, temel minerali kil olan çok ince (çapları 0.004 mm kadar) taneciklerden oluşan sedimentlerdir (tortular), şimdiki zamanda yoğun, varaklar şeklinde geçirimsiz kayaçlara dönüşmüşlerdir. Sıvı ve gazlar varaklardan sızamayacağından, shale diğer yollardan gelen veya sızan petrol ve gazları hapseden bir kapan olabileceği gibi, çökeltilerde mikroorganizmaların kalması halinde kendisi de bir petrol ve gaz “kaynak kayacı” olabilir.
· Çamur Taşı (Siltstone): Şeylden daha kaba tanelerdir; büyüklükleri yaklaşık olarak 0.004-0.06 mm seviyelerindedir. Bileşimi shale gibidir, ancak kuvartz miktarı daha fazladır.
· Kum Taşı (Sandstone): Bir çökel (sedimenter) kayaçtır; silika, kalsit, demir oksit gibi maddeler birarada sertleşmiştir. Mineral taneciklerin çapları 0.06-2 mm arasındadır,
· Yağ Kumu: En eski kumsallar şimdi petrolle dolmuş yağ kumları halindedir; bunlar kumtaşına benzer, ancak doku sıkılığı sınırlıdır ve katranımsı ağır yağlı bir matriks içinde yeralır. Bir yağ kumu çekirdeği (core) granüler yol asfaltı görünümündedir.
· Konglomerat (Conglomerate): İnce-taneli bir kum matriksi içinde dağılmış, çapları 2 mm’den daha büyük yuvarlak veya köşeli çakıllardır.
· Kömür: Denizlerin karalar üzerinde yayılmasıyla bataklıklar ve nehirlerin ağızları sular altında kalarak tortularla kaplanmıştır. Kömür, genellikle bataklık menşeli bitkilerin metamorfoza uğramış kalıntılarıdır. Popüler bir enerji kaynağı olmasına karşın petrolün bir alterlnatifi değildir.
Metamorfik (Başkalaşım) Kayaçlar: Bu tür kayaçlar, genellikle çökelti ve volkanik kayaçların yüksek sıcaklıklara (>200 0C) ve basınçlara (300 Mpa (~3000 atm.) maruz kalacak kadar derinlere gömülmeleri (şistler) ve/veya depremler sonucu büyük kütleler tarafından sıkıştırılmaları (gnayslar) halinde oluşurlar. Aşağıda tipik bir metamorfik kayaç oluşumu görülmektedir (Şekil-3).
Şekil-3: A: Deformasyondan önce yatay yerleşmiş çökeltiler, B. Deformasyondan sonra katlanmış metaformik kayaçlar
Kayaç Çevrimi
Kayaç çevrimi üç tür kayaç rezervuarı arasında oluşur; VOLKANİK; ÇÖKELTİ; METAMORFİK (Şekil-4).
- Her tür kayaç içinde çeşitli kimyasal elementler vardır; jeolojik prosesler bu elementleri kayaçlar arasında hareket ettirir..
- Kayaç çevrimi biri yeraltında, diğeri yerüstünde olmak üzere iki temel yol izler.
- Yer yüzeyine yakın bölgelerde hava ile etkileşimi ve erozyonu kontrol altında tutan güneş enerjisi ve gravitasyonal enerji etkilidir. Yeraltındaki prosesleri yöneten enerji kaynakları ise yükselme, çökme, ergime ve metamorfizmi kontrol eden jeotermal ve gravitasyonal enerjilerdir.
Kayaç yapıları, birincil ve ikincil oluşumlar olmak üzere iki grupta incelenebilir. Birincil (stratigrafik) oluşumlar, kayaç kütlesinin oluşumu sırasında, çökeltilerdeki yataklaşma, volkan etkileri, lavların katılaşma şekilleri ve olabilecek diğer etkenlerle meydana gelir. Bu tip yapıların büyüklükleri, şekilleri ve kalıntı (depozit) miktarlarında yerel etkiler çok önemlidir.
İkincil yapılar (yapısal oluşumlar) kayaçlar oluştuktan sonra meydana gelir. Bunlar faylar (fault), jointler ve katlanmalar (folding) şeklinde olabilirler ve maden kalıntılarıyla birincil yapılardan daha fazla ilişkilidirler.
