Ninova'nın Jeolojisi.

Sincar antiklinalinin görkemli Eosen resif kireçtaşlarından Mişrak'ın milyonlarca tonluk yerli sülfür yatağına; Kayyara ağır petrol sahalarından, Musul Barajı'nı durmaksızın enjeksiyon altında tutmaya zorlayan Fatha karst evaporit temeline kadar — Arap Levhası'nın kuzey kenarındaki yaklaşık yüz milyon yıllık jeolojik tarihin kaynak temelli bir özeti.

Ninova'nın jeolojisi, Arap Levhası'nın kuzey kenarının aşağı yukarı son yüz milyon yıllık öyküsünü anlatır — Geç Kretase Tetis okyanusunun derin sulu karbonat çökeliminden, kuzeydeki ve doğudaki Zagros ve Toros sıradağlarını yükseltmiş olan ve Avrasya ile bugün hâlâ süren çarpışmaya kadar. Vilayetin yer şekilleri, hidrokarbon havzaları, mineral varlığı ve Musul Barajı'nın ünlü kırılgan temeli — hepsi bu tek bölgesel tarihin ifadesidir.

i. Tektonik konum

Irak toprakları, Geç Kretase'den beri ağır çekim halinde Avrasya (İran) Levhası ile çarpışan ve bu çarpışmayı tüm Senozoyik boyunca sürdüren Arap Levhası'nın kuzeydoğu kenarında yer alır. Çarpışma, İran ve Türkiye yakalarında Zagros ve Toros sıradağ kuşaklarını oluşturmuştur; Irak yakasında ise Arap Levhası kenarı içinde geniş bir önülke havzası yaratmıştır.

Iraklı jeologlar ülkeyi geleneksel olarak iki ana tektonik etki alanına ayırırlar — batı çölünün İç Platformunu oluşturan Kararlı Şelf ve Zagros'u kuşatan Dış Platformu oluşturan Kararsız Şelf. Kararsız Şelf, önülkeden içe doğru, Mezopotamya Önçukuru, Etek Bölgesi (Hamrin–Mahul), Alçak Kıvrımlı Bölge, Yüksek Kıvrımlı Bölge, Pulsu Bölge ve son olarak Zagros Sütürü şeklinde daha ayrıntılı bölünür.

Ninova Vilayeti bu bölgelerden dördünü kaplar. Topraklarının büyük bölümü — Dicle vadisi, batı Cezire, güney çöl — Mezopotamya Önçukuru'nun görece sakin Etek Bölgesi içinde yer alır; burada Kretase ve Senozoyik tortulları yumuşakça geniş antiklinaller ve senklinaller halinde kıvrılmıştır. Tek dramatik istisna, Alçak Kıvrımlı Bölge içindeki en belirgin yüzey antiklinal yapıyı sergileyen ve vilayetin tek yerinde Eosen öncesi kayaların önemli yüzlek olarak yüzeye çıktığı batı Cezire'deki Sincar Antiklinalidir. Doğuda, Şeyhan ve Akre'nin tepelik araziler, Ninova topraklarını daha eski oluşumların yüzeye çıktığı ve yükseltilerin 1.000 m'nin üzerine tırmandığı Yüksek Kıvrımlı Bölge'ye taşır. Irak Zagros Kıvrım-Bindirme Kuşağı'ndaki deprem odak derinlikleri tipik olarak 13 ile 25 km arasındadır ve temelin üstündeki ince-kabuk seviyelerinde deformasyonu yansıtır.

ii. Stratigrafik çerçeve

Ninova boyunca yüzeye çıkan kaya kaydı, Geç Kretase'den Pliyosen–Pleistosen'e uzanır ve üstü Dicle ile yan kollarının Kuvaterner alüvyonuyla örtülüdür. Sıralama, alt kesimde büyük ölçüde denizel, sonra Geç Miyosen ve sonrasında karasal bir geçiş gösterir — Yeni Tetis'in kapanmasını ve Zagros arka ülkesinin yükselişini kayda geçiren bir değişim. Vilayette karşılaşılan başlıca oluşumlar, en eskisinden en gencine doğru aşağıdaki sütunda özetlenmiştir.

iii. Sincar antiklinali

Sincar Dağları, vilayetin en görkemli yüzey yapısını ve Irak'ın klasik yapısal yüzleklerinden birini oluşturur. Sıradağ, delik açılmış, çift-batımlı asimetrik bir antiklinaldir — yani tepesi en genç tabakalar boyunca aşınmış ve yapının merkezine doğru ardışık olarak daha eski birimleri açığa çıkaran bir kemerdir. Kıvrımın dik kuzey kanadı, daha yumuşak güney kanadı ve net bir kuzey eğimi vardır. Doğu-batı yönünde yaklaşık 100 km uzanır; yüksek çekirdeği (yaklaşık 75 km uzunluğunda) Ninova Vilayeti içindedir; batıdaki 25 km'lik kesim Suriye'ye uzanır.

Jeologlar Sincar'ı, daha geniş Zagros önülkesinin güneybatı tarafında, Dış Platform'un Alçak Kıvrımlı Bölgesi içine yerleştirir. Antiklinal, Senozoyik boyunca büyümesi ilerleyici olmuş, Zagros cephesinin ilerlemesiyle Geç Miyosen–Pliyosen'de yenilenen deformasyonla bir faya bağlı kıvrım olarak yorumlanır. Güneybatı kanadı üzerinde küçük, sıkı eşelonlu kıvrımlar üst üste binmiştir. Yüzeydeki faylanma egemen olarak normal ve ters niteliktedir; ana doğrultu kuzeybatı, ikincil setler ise kuzeydoğu yönlüdür.

Stratigrafik olarak Sincar çekirdeği Geç Kretase Şiraniş Formasyonu'nu açığa çıkarır; bunu dışa doğru Paleosen–Eosen Sincar Formasyonu (adını tam da bu dağdan alan bir resif–geri-resif–ön-resif karbonat kompleksi), Eosen Alici ve Caddala formasyonları, Eosen–Erken Miyosen Serikagne, Erken Miyosen Cribe ve Orta Miyosen Fatha (Alt Fars) jips–marn–kireçtaşı evaporitleri izler. Geç Miyosen ve sonrası karasal molas (İncana, Mukdadiye, Bai Hassan) yapıyı güney kanadında çerçeveler. Sincar'da Oligosen kayaların varlığı ve biyostratigrafik konumu uzun süredir tartışılmaktadır; planktonik foraminifera kanıtı Caddala'nın üst kesiminde ve Erken Miyosen Akitaniyen'in tabanında ince bir Geç Oligosen aralığına işaret eder.

Bölgesel jeoloji açısından Sincar, dev bir açık hava laboratuvarı olarak en iyi şekilde anlaşılır: güneyindeki Mezopotamya Önçukuru'nun büyük bölümünün altında genellikle deforme olmamış ve derinde uzanan aynı tortul dizilimi yüzeyde korur. Bu nedenle Sincar'da yüzlek veren oluşumlar — özellikle Sincar Formasyonu resifal karbonatları — yer altı havzalarında çalışan petrol jeologları tarafından kullanılan tip kesitlerdir.

[ Fotoğraf eklenecek: Cezire ovasından yükselen Sincar Dağları ]

iv. Hidrokarbon havzaları

Ninova, çoğu Irak araştırmacılığının ilk on yıllarından gelen ağır-petrol keşifleri olmak üzere uzun süredir bilinen bir dizi hidrokarbon birikimini barındırır. Sondaj 1930'larda British Oil Development Ltd altında, Musul'un güneyindeki yüzey antiklinalleri kümesine odaklanarak başladı: Kayyara, Necme, Cavan ve Kasab. Miyosen Fırat ve Cribe kireçtaşlarında ağır petrol (15–20° API), altta yatan Kretase Hartha'da daha hafif petrol keşfedildi. Kayyara'da üretim 1930'larda başladı ve o tarihten beri kesintilerle sürdü. Musul'un 50 km güneyinde KB-GD yönlü bir antiklinal olan henüz geliştirilmemiş Necme sahası 807 milyon varil tahmini rezerv barındırır.

Daha kuzeyde, 1948'den sonraki araştırmalar daha hafif petrolün bulunduğu Ayn Zalah ve Butmah sahalarını keşfetti; burada üretim çatlaklı Geç Kretase Şiraniş marnlı kireçtaşından ve derinlerdeki Triyas Kurra Çine dolomitinden gelir. Vilayet genelinde Irak petrol rezervlerinin tahmini %20'si kuzeyde yer alır (Musul–Kerkük–Hanekin ekseni), ancak güney Irak'ın dev sahaları (Rumeyle, Batı Kurna, Mecnun) kuzeydeki birikimleri gölgede bırakır.

Ninova için iki rezervuar aralığı özel öneme sahiptir: Miyosen Cribe kireçtaşı (Necme, Kayyara, Kasab, Cavan'da ağır petrol) ve Geç Kretase Hartha. Kaynak kayaçları egemen olarak Geç Jura-Erken Kretase denizel karbonatlardır (Sargelu, Necme Formasyonu, Çia Gara); aynı bölgesel mutfak güneydoğudaki Kerkük ve Bai Hassan sahalarını da beslemiştir.

v. Mişrak sülfür yatağı

Musul'un yaklaşık 45 km güneydoğusunda, Dicle'nin batı kıyısında Büyük Zap ile birleştiği yerin yakınında, dünyanın bilinen en büyük yerli-sülfür yataklarından biri yer alır: Mişrak sahası. Yatak yaklaşık 10 km²'lik çift-batımlı bir antiklinali kaplar ve Orta Miyosen Fatha Formasyonu içinde yaklaşık 200 metrelik tipik madencilik derinliklerinde, tahmini 100 ila 250 milyon ton biyoepijenik yerli sülfür barındırır.

Sülfür, bakteriyel sülfat indirgenmesinin ürünüdür. Desulfovibrio desulfuricans cinsinden anaerobik bakteriler, daha derindeki Jurasik kaynak kayaçlardan göç eden hidrokarbon gazları ve çözünen Fatha jips ve anhidritinden gelen sülfat ile beslenerek hidrojen sülfür üretir; bu da yer altı sularıyla temas bölgesinde elemental sülfüre oksitlenir ve oluşum içinde bitümlü marn ile iç içe geçmiş kristal birikimler olarak çöker. Aynı süreç bölge genelindeki Alt Fars (Fatha) Formasyonu boyunca daha hafif biçimde görülür; bunu Hammam el-Alil'in yaklaşık 48 °C'de güçlü bir sülfürlü iz taşıyarak yüzeye çıkan kaplıcaları kanıtlar.

Mişrak'ta ticari madencilik 1972'de devlete ait Mişrak Sülfür Devlet Şirketi tarafından, Polonya değişiklikli Frasch sıcak-su yöntemiyle başladı: yaklaşık 165 °C'deki aşırı ısıtılmış su, sülfürü (erime noktası 112,8 °C) eritmek ve erimiş hâlde yüzeye getirmek için iç içe borular aracılığıyla enjekte edilir. Üretim kapasitesi yılda 1 milyon tona ulaştı; ancak fiili çıktı, bitüm kirliliği ve su kayıpları nedeniyle bu rakama nadiren denk geldi. Tesis biri 2003'te diğeri 2016'da bölgenin Daiş işgali sırasında olmak üzere iki kez felaket boyutunda ateşe verilmiş ve atmosfere çok büyük miktarda kükürt dioksit salınmıştır.

[ Fotoğraf eklenecek: Mişrak sülfür madeni ]

vi. Musul Barajı ve karst temeli

Mişrak sülfürüne ev sahipliği yapan Orta Miyosen Fatha Formasyonu, aynı zamanda Musul Barajı'nın temel kayasıdır — ve barajın en çok tartışılan mühendislik güçlüğünün de kaynağıdır. Buradaki Fatha; jips, anhidrit, marn ve kireçtaşı katmanlarının ardalanmasından oluşur. Bu litolojilerin her biri basınç altında dolaşan yer altı suyunda az çok çözünür; jips ve anhidrit özellikle çözünür. Baraj sahasında karst çözünmesi yapıyı yüzyıllar hatta bin yıllarla geride bırakır: 1982–1983 kazısında çekilen fotoğraflar temel kayasında zaten mevcut olan kapsamlı doğal mağaraları, breşleri ve çökmüş tabakalanmayı gösterir.

Rezervuar 1986'da dolduğunda, hidrolik yük altında sızan su bu çözünmeyi dramatik biçimde hızlandırdı. İlk obruklar aylar içinde sağ kıyıda, dayanaktan yaklaşık 150 metre uzaklıkta ortaya çıktı; baraj ekseni boyunca dört obrukluk doğrusal bir dizi 1992 ile 1998 arasında açıldı; sol topuğun 150 metre mansabında bir başka 15 metre derinliğinde obruk Şubat 2002'de oluştu. Amerika Birleşik Devletleri Kara Kuvvetleri Mühendisleri Kolordusu'nun 2006 risk değerlendirmesi, iç temel erozyonu açısından barajı dünyadaki en tehlikeli büyük baraj olarak tanımladı. 1986'dan beri başlıca azaltma yöntemi, adanmış 2.200 metrelik bir yer altı galerisinden sürekli çimento enjeksiyonudur; İtalyan firma Trevi tarafından 2016 ile 2019 arasında yürütülen büyük bir rehabilitasyon programı, 150 metreden derine inen yenilenmiş bir enjeksiyon perdesi kurdu. Yakın araştırmalar, temeldeki jips çözünürlüğüne uzun vadeli bir çözüm olarak polimer-bazlı kimyasal enjeksiyonları (poliüretan ve akrilik-çimento bileşikleri) test etmiştir.

Kısacası baraj, kendi temeline karşı mühendislenmiştir — 1970'lerin orijinal Iraklı-İtalyan tasarımcılarının fark ettiği ama projeyi tamamlamak için kabullendiği bir durumdur. Musul Barajı'nı yararlı kılan jeolojik konum (Dicle vadisinde yeterli rezervuar kapasitesine sahip bir mansap boğazı) ile onu tehlikeli kılan jeolojik konum (Fatha Formasyonu karstı) aslında tek ve aynı şeydir.

[ Fotoğraf eklenecek: Musul Barajı'nın havadan görünümü ]

vii. Yüzey süreçleri ve jeomorfoloji

Günümüzde vilayeti şekillendiren egemen jeolojik süreçler akarsuyla ilgilidir: Dicle ve yan kolları yumuşak Geç Miyosen–Pliyosen molasını oymayı sürdürür, hem Zagros eteklerindeki tektonik yükselmeyi hem de Kuvaterner iklim döngülerini kayda geçiren alüvyon terasları biriktirir. Musul çevresindeki Dicle terasları en az dört ayrı düzeyi korur; en yükseği günümüz taşkın ovasının yaklaşık 30–40 metre üzerinde yer alır.

Karstik süreçler — Musul Barajı'nın altında işleyen aynı kimya — eteklerin Fatha yüzleklerinde, özellikle Vadi Malleh ve batı Sincar çevresinde küçük mağaralar, dolinler ve obruklar üretir. Aeolian süreçler güney Cezire ve Hatra çevresinde önemlidir; burada aktif kumullar ve deflasyon yüzeyleri yaygındır. Sincar Antiklinali'nin dik kuzey kanadında ve Akre eteklerinde — Sincar Formasyonu kireçtaşının altta yatan Kolosh marnları üzerinde kaydığı yerlerde — aktif heyelanlar haritalanmıştır.

Ninova'da deprem etkinliği bölgesel standartlara göre orta düzeydedir. Vilayet, etkin Zagros cephesinin önülke tarafında yer alır; Irak Zagros Kıvrım-Bindirme Kuşağı içindeki kayıtlı odak derinlikleri tipik olarak 13 ile 25 km arasındadır, görece sığ bir temelin üzerindeki deformasyonu yansıtır. Tarihsel kayıt, Musul bölgesindeki orta büyüklükteki depremlerden söz eder (1939 ve 1949'daki dikkate değer olaylar), ancak yıkıcı büyüklükte olay yoktur. Musul Barajı kendisi mütevazı sismik yüklere karşı tasarlandı; saha araştırması temelde küçük faylar belirledi, ancak yakın baraj alanında önemli bir tektonik etkinlik bildirilmedi.

Kaynaklar

1. Jassim, S.Z. ve Goff, J.C. (ed.) (2006). Geology of Iraq. Brno ve Prag: Dolin ve Moravya Müzesi, 341 s.
2. Fouad, S.F. (2015). "Tectonic map of Iraq, scale 1:1.000.000, third edition." Iraqi Bulletin of Geology and Mining, 11(1), 1–7.
3. Sissakian, V.K. (2013). "Geological evolution of the Iraqi Mesopotamia Foredeep, inner platform and near surroundings of the Arabian Plate." Journal of Asian Earth Sciences, 72, 152–163.
4. Sissakian, V.K. (2005). "The stratigraphy of the exposed Cretaceous rocks in Iraq, as deduced from the results of the regional and detailed geological surveys (GEOSURV 1971–1996)." Iraqi Bulletin of Geology and Mining, 1(1), 1–20.
5. Karim, S.A., Sissakian, V.K. ve Al-Mukhtar, L.E. (2014). "Stratigraphy of the Oligocene–Early Miocene exposed formations in Sinjar area, NW Iraq." Iraqi Bulletin of Geology and Mining, 10(3), 1–30.
6. Numan, N.M.S. ve Al-Azzawi, N.K. (2002). "Progressive versus paroxysmal Alpine folding in Sinjar Anticline, northwestern Iraq." Iraqi Journal of Earth Science, 2(2), 59–69.
7. Edgell, H.S. (2006). Arabian Deserts: Nature, Origin, and Evolution. Dordrecht: Springer, 592 s.
8. Aqrawi, A.A.M., Goff, J.C., Horbury, A.D. ve Sadooni, F.N. (2010). The Petroleum Geology of Iraq. Beaconsfield: Scientific Press, 424 s.
9. Verma, M.K., Ahlbrandt, T.S. ve Al-Gailani, M. (2004). "Petroleum reserves and undiscovered resources in the total petroleum systems of Iraq." GeoArabia, 9(3), 51–74.
10. Adamo, N., Al-Ansari, N., Sissakian, V.K. ve Knutsson, S. (2020). "Mosul Dam: Is it the most dangerous dam in the world?" Geotechnical and Geological Engineering, 38, 5179–5199.
11. U.S. Army Corps of Engineers (2006). Mosul Dam Foundation Risk Assessment. İç rapor.
12. Vargas, J. (2020). "Mosul Dam — A multi-national dam foundation rehabilitation effort." ICOLD Konferans Bildirileri.
13. Al-Sawaf, F.D.S. (1977). "Sulfate reduction and sulfur deposition in the Lower Fars Formation, northern Iraq." Economic Geology, 72(4), 608–618.
14. Brown, M.A., Carlson, R.E. ve Karim, A.M. (1979). "Economic geology of the Mishraq native sulfur deposit, northern Iraq." Economic Geology, 74(2), 484–495.
15. Al-Banna, A.S. ve Mohammed, A.A. (2022). "Mining evaluation of sulfur deposits in the Al-Mishraq area using a geostatistical method." Tikrit Journal of Pure Science, 27(6).
16. Sissakian, V.K. ve Fouad, S.F. (2015). Geological Map of Iraq, ölçek 1:1.000.000, 4. basım. Bağdat: GEOSURV.