Yeryüzünün
jeolojik geçmişi, hampetrolün özelliklerini belirleyen en önemli etkendir.
Örneğin Louisiana ve Nijerya hampetrolleri birbirine benzer; her ikisi de benzer
deniz kalıntılarından oluşmuştur. Uzak Doğu petrolleri genellikle vakslıdır,
siyah veya kahve renklidir, düşük sülfürlüdür ve Afrika´nın merkez
bölgelerindeki petrollere benzer; bunlar karasal depozitler esaslıdır. Orta
Doğu petrollerinin vaks miktarı düşüktür, fakat sülfürü fazladır. Batı
Avustralya petrolü hafif ve bal-renkli, Kuzey Denizi petrolü vakslı,
yeşil-siyah renklidir. Amerika Birleşik Devletleri´ndeki petrollerin
özellikleri, bölgenin değişik jeolojik tarihleri nedeniyle çok çeşitlidir.
En eski
petrol yatağı kayaçlarının yaşı 600 milyon yıldan daha fazla, en genç olanların
ise 1 milyon yıl dolayındadır. Keşfedilen ve bulunan petrol yataklarının çoğu
10-270 milyon yaşındadır.
Şekil-1: Ön Kambriyum, 4500-550
milyon yıl arası; ilk tek hücreli organizmalar, omurgasız hayvanlar: alg,
bakteri, denizanası, amipler, kurtçuklar, sünger.
Petrol ve
gaz yataklarının oluşumundaki en kritik faktör, derinlikle artan yüzey altı
sıcaklığıdır. Petrol hidrokarbonların oluşumu 150 0F’dan daha düşük
sıcaklıklarda nadiren gerçekleşebildiği gibi, 500 0F dan yüksek sıcaklıklarda
da oluşan hidrokarbonlar bozunarak karbonlaşır; ideal sıcaklık aralığı 225-350
dereceler arasıdır.
a. Ön Kambriyum, 4500-550 Milyon
Yıl Önce
Taban
(Basement) Kayaçlar: Yeryüzünün oluşumundan (~4 milyar yıl önce), bilinen ilk
çok hücreli organizmaların başladığı zamana ( 550 milyon yıl önce) kadar olan
tabakalardır. Petrolün organik orijinli olduğu kabul edildiğinden bu tabakalara
kadar sondaj yapılmaz (Şekil-1).
b. Birinci Zaman, Paleozoik Devir,
550-248 (my) Milyon Yıl Önce
(Kambriyum:
550-505 my, Ordovisyan: 505-438 my, Siluryen: 438-408 my, Devonik: 408-360 my,
Karboniferos: 360-286 my, Permian: 286-248 my önce)
Devonik Periyot
sırasında ekvatorun, güney batıdan kuzey doğuya doğru gerilmesiyle kıta
kütleleri konumlandı ve Devonik Deniz oluştu.
Devonik
Periyot´a “Balıkların Yaşı” da denir. Oluşan bu denizler sıcak ve tropikaldi,
yaşama olanak verecek kadar verimliydi ve geniş kayalıklar bulunuyordu. Hayvanlardan
bazıları arasında, mercanlar, deniz kabukluları, kafadan bacaklılar sınıfından
yumuşakçalar, sedefli deniz minareleri hayvancıkları, üç loplu deniz böcekleri,
akreplere benzeyen böcekler, deniz kestanesi türleri, keseliler ve tomurcuklular,
yaprak ve bitki saplarına benzeyen deniz lalesi ve zambak şeklindeki deniz
hayvanları, kıkırdak iskeletli çenesiz balıklar (daha sonra kemikli ve çeneli
köpek balığı, tırpana ve vatoz türü balıklara dönüşeceklerdir) bulunuyordu. Yer
altından çıkarılan petrol, metamorfoza (kimyasal olarak başkalaşma) uğramış
mikroskobik bitkiler ve hayvancıkların kalıntılarıdır. Bir balık kepçesi veya
bir kova deniz suyunda bu tip pek çok organizma olduğunu görmek mümkündür.
Devonik
Deniz´deki periyodik geri çekilmeyle, alçı taşı ve potas (potasyum hidrat) gibi
buharlaşma kalıntıları ve halitler (kaya tuzları) meydana geldi. Kaya tuzları
kalıntılarının bazıları, üstleri çökelti tabakalarıyla kaplanmış doğal kapanlar
içindeki sularda çözündüler.
Şekil-2: Kambriyum: 550-505 milyon
yıl arası; ilk trilobitler, foramlar, brakiopodlar, nautiolidler, deniz tarağı,
salyangoz, kabuklular, krinoidler, gastropodlar, mercan, protozoanlar
Şekil-3: Ordovizyan: 505-438 milyon
yıl arası; ilk deniz yıldızı, blastoidler, ueropteridler, bryozoa,
scaphopodlar, çenesiz balıklar, echinoidsler
Şekil-4: Siluryen: 438-408 milyon
yıl arası; ilk kara bitkileri, eğrelti otu, köpek balığı, akrep
Şekil-5: Devonik: 408-360 milyon yıl
arası; ilk böcekler, tetrapodlar, ammonitler, plakodermler
Şekil-6: Karboniferos: 360-286
milyon yıl arası; ilk sürüngenler, örümcekler, amfibianlar,kozalaklı ağaçlar,
sinapsidler
Şekil-7: Permian:286-248 milyon yıl
arası; sinapsidlerin ve pelikosorların altın çağı.
c. İkinci Zaman, Mezozoik Devir,
250-65 Milyon Yıl (my) Önce
(Triyasik:
248-213 my, b. Jura: 213-145 my, c. Kretase: 145-65 my önce)
Bu zaman
süresinde Devonik Deniz kuzeye doğru ilerledi. Ekvator güneyde kalırken kıta
alanı yavaşça kuzeye doğru kaydı. Deniz, Devonik periyottakinden daha fazla
alan kapladı.
Bu
periyodun hayvanları genel bir evrim geçirdi, bazı balıklar bulundukları ortamdan
rahatsız oldular. Teoriye göre bazı balıklar anaerobik (oksijensiz) çevreden
göç ettiler ve başka yerlere doğru kaydılar; birbiri peşisıra olan bu yer
değiştirmelerde yaşam olanağı olmayan havuzlara rastladıkça başka havuzlara
yöneldiler. Bu dolaşım süresince değişime uğrayarak etsi bir yapıya dönüştüler;
dönüşüm, hem suda ve hem de karada yaşayabilen amfibians form oluşuncaya kadar
devam etti.
Devonik
kayaçlar milyonlarca yıl çok sığ seviyelerde kaldı, sonra hem bunlar ve hem de
kresate kayaçları yeterli derinliğe ulaştıklarında hızla petrol oluşumu gerçekleşti.
Bundan sonraki ağır erozyon ve diğer nedenlerle gömülme derecesi yavaşladı.
Kresate
periyodunda kıtaların gelişmesi, adalar ve küçük alanların katılarak dağ silsileleri
oluşuncaya kadar devam etti. Bu katılımlar denizi batıya doğru itti, ancak bazı
alanlar kuzey ve güneyden tekrar deniz tarafından işgal edildi. Bu periyot
süresinde birkaç kez deniz işgali ve deniz geri çekilmesi çevrimi oluştu. Bu çevrimler,
dağ silsilelerinin hızla erozyonuyla beraber gerçekleşti ve sonuçta muazzam kum
taşları mil/çamur taşları ve tabakalı bir taş türü olan shale oluşumları
meydana geldi. Bazı karalar önemli derecede kuzeye kaydı, fakat iklimi tropikal
olarak kaldı.
Yaşamda
evrim oldukça yavaş ilerledi. Kretase periyodu dinozorların bulunduğu son büyük
dönemdir ve bir bakıma onların yaşını tanımlar. Timsah ve kertenkele türü bazı
yaratıkların yerini, derece derece kuşlar ve denizlerde dolaşan büyük korkunç
sürüngenler aldı. Kretase döneminin zengin sedimentleri (tortuları) arz içinde
yeteri kadar derinlere gömülmedi, dolayısıyla yeterli tektonik basınçlara maruz
kalmadığından petrolün oluşması için gereken ısı oluşmadı. Yine de bu
kayaçlardan, Devonik ve Mississipyan kalıntılarından göçen petrolün yerleşebildiği
kapanlar oluştu.
Şekil-8: Triyasik: 248-213 milyon
yıl arası; ilk kaplumbağa, cycadlar, kertenkele, dinazorlar, memeliler
Şekil-9: Jura: 213-145 milyon yıl
arası; ilk mürekkep balığı, kurbağa, kuşlar, semenderler
Şekil-10: Kresate: 145-65 milyon yıl
arası; ilk çiçekli bitkiler, yılan, modern balıklar, kuşlar, dinazorlar
d. Üçüncü (65 Milyon Yıl) ve -1.8
milyon yıl (my) öncesinde başlayan ve devam etmekte olan- Dördüncü Zamanlar;
Senozoik Devir
Senozoik
Devir: Tersiyer: III. Zaman (Paleosen: 65-55.5 my, Eosen: 55.5-33.7 my,
Oligosen: 33.7-23.8 my, Miosen: 23.8-5.3 my, Pliosen: 5.3-1.8 my) Kuvaternar:
IV. Zaman (1.8 my-devam ediyor)
Paleozoik
ve Mezozoik zamanda (550-65 milyon yıl öncesi) yoğun ormanlar ve denizler,
bitkiler ve hayvanlarla doldu. Zamanla ölenler veya yaşayanların bazıları kumla
veya çamurla kaplanarak bozunmadan korundular ve böylece petrolün oluşum süreci
başladı. Proses bazen çamurların kaymasıyla, kum tepeciklerinin yer
değiştirmesiyle, bazen volkanik patlamalarla, bazen meteorların yeryüzüne
çarpması sonucu büyük toz bulutları ve
katmanları yaratmasıyla gerçekleşti. Çökelen bu tabakalar, üzerlerine eklenen
yeni tabakalarla gittikçe artan basınçlar ve dolayısıyla yükselen sıcaklıklara
maruz kaldı.
Yer kabuğu
kayarken, oluşmaya başlayan bu tabakalar derine, daha derine itildi.
Arzın
merkezi, bilindiği gibi çok sıcaktır ve kayaçlar sıvılaşmış haldedir. Bütün bu
koşullarda aktif halde olan bakterilerle binlerce yıl boyunca meydana gelen kimyasal
reaksiyonlar, doğal gaz ve hampetrol bileşenlerini oluşturdu:
Organik
maddeler kum ve çamur altına gömüldü, basınç artarken petrol yakınlarındaki
kayaçlara doğru aktı. Kayaçlar katı birer kütle gibi görünmesine karşın çok
sayıda gözenek (pore) içerir ve bazı kayaçların gözenekleri diğerlerinden daha
çok ve daha büyüktür. Üç temel kayaç tipi vardır; volkanik, metamorfik (başkalaşım)
ve çökelti (veya tortul) kayaçlar. Petrol daha çok çökelti kayaçları etrafında
bulunur, ancak her çökelti kayacı petrol içermez. Organik maddenin sadece %2 si
petrole dönüşür, ve sadece %0.5 kadarı elde geçirilebilir. Hidrokarbonlar sudan
daha hafiftir ve bulunduğu poröz kayaçlardan, poröz olmayan (non-poröz) tabakalar
(kapanlar) tarafından tutuluncaya kadar yukarıya doğru göçerler.
Şekil-11: Tersiyer: 65-1.8 milyon
yıl arası; memelilerin çeşitlenmesi, deniz ve büyük kara hayvanları, atlar,
balinalar ve maymunlar, yeşil otlar, apeler, antropoidler, hominidler; ilk
australopithesinler
Şekil-12: Kuvaternar: 1.8 milyon yıl
öncesinden günümüze; mammotlar, mastodonlar, neandertaller (1.8 milyon-8000
bin); ilk modern insanlar (8000-günümüz)
Global Hidrokarbon Yatakları
Konvensiyonal
petrol ve gaz yatakları hem bulundukları yerler ve hem de zaman bakımından
düzenli dağılım göstermezler. Büyük petrol ve gaz yatakları az sayıdaki
basenlerde veya 20000 ft (6.1 km)’den daha az derin klasik petrol bölgelerinde
yeralırlar. Bu düzenli olmayan dağılım tabakaların oluşma veya kırılma özellikleriyle
bağıntılıdır.
Dünyada
600’den fazla basen ve alt-basen bulunduğu ve bunların büyük bir kısmının
birkaç jeolojik bölgede toplandığı; olası hesaplamaları, orijinal petrol rezervlerinin
%80 kadarının 10 bölgede toplandığını göstermektedir. Arabistan Platformu ve
Zagros Kuşağı (Suudi Arabistan-İran-Irak) bilinen be keşfedilmiş olan en büyük
rezervlere sahiptir.
Tüm
jeolojik periyotlarda oluşmasına karşın, bilinen hidrokarbon yataklarına göre
dünyadaki tüm rezervuarların %95’i altı jeolojik zaman aralığında oluşmuştur (Şekil-13).
Şekil-13: Büyük rezervuar kayaçların
stratigrafik dağılımı
Kaynak
kayaçlar (hidrokarbonlar üreten, organik maddelerce zengin tabakalar), herhangi
bir önemli petrol sisteminin ilk anahtarıdır. Kaynak kayaçlar çeşitli denizsel
ve karasal jeolojik çökeltilerde birikir ve korunur.
Ön
Kambriyum zamandan başlayarak oluşmuş olan bu çökellerin dünyadaki dağılımı
incelendiğinde %90’ının altı jeolojik evreye ait olduğu görülür. İki Mezozoik
evrenin (Üst Jurasik ve Orta Kretase), tanımlanmış tüm hidrokarbon
rezervlerinin yarısından daha fazlasını içerdiği tahmin edilmektedir. Bu
yaştaki kaynak kayaçlar dünyanın önemli petrol yataklarının bulunduğu Orta
Doğu, Sibirya, Birleşik Devletler, Kuzey Denizi, Venezüella ve Meksika’da
bulunmaktadır (Şekil-14).
Şekil-14: Büyük kaynak kayaçların
stratigrafik dağılımı
