YERYUVARININ GÖRÜNÜMÜİç ve Dış Olaylar: Yeryuvarının bugünkü görünümü iki grup olayın milyarlarca yıl birlikte sürdürdükleri işlemlerinin bir sonucudur.

Birinci grupta yer alan iç olaylar “yapıcı” nitelikte olup yerkabuğunun büyük ölçüdeki “mimari yapısı”nı ve “iç dokusunu” oluştururlar. Bunlar;

volkanizma, metamorfizma, tektonik deformasyon, orojenez, epirojenez,

konveksiyon, kıtaların kayması ve depremler gibi olaylardır.

Bu olaylar yerkabuğunun temel taşları durumunda olan kıtaları, okyanusları, sıradağları ve volkanları meydana getirirler. Bunlara neden olan etkenler; bizzat yerin içinde bulunan sıcaklık, çekim, magnetizma, radyoaktivite gibi enerji kaynakları olduğundan, onlara “iç olaylar” denilmiştir.

Yeryuvarı görünümünü oluşturan ikinci grup olaylar, yerkabuğunu dışarıdan etkileyen, yeryüzünün “düzleştirilmesini”, onun insanlar için yararlı bir duruma getirilmesini amaçlayan olaylardır.

Bunların başlıcaları;

Atmosferin etkisi altında meydana gelen toprak oluşumu, yağmur ve kar şeklindeki yağışların, akarsuların, rüzgarların, buzulların deniz dalgalarının aşındırma, taşıma ve biriktirme işlemleri;

karalarda ve deniz diplerindeki kütle hareketleri, karalar üzerinde, kıyılarda, göllerde ve denizlerin çeşitli bölgelerinde meydana gelen çökelme-tortullaşma (sedimantasyon) olayları;

yumuşak ve gevşek tortulların katı-sert tabakalar haline gelmesi (taşlaşma), fosilleşme, kömürleşme ve petrol-doğal gaz oluşumu (diyajenez) gibi olaylardır.

Bu olaylara neden olan enerji kaynağı, bu kez yeryuvarının dışında, tüm gezegenleri etkileyen ısı ve ışın biçimindeki güneş enerjisidir. Bu yüzden de onlara “dış olaylar” denilmiştir.

JEOLOJİNİN TANIMI ve KONUSU

Yerbilim anlamına gelen jeoloji, Yunanca Geo: Yer, arz ve Logos: Bilim, bilgi sözlerinden alınmıştır ve Fransızca’da karşılığı olan “Geologie” kelimesinin Fransızca okunuş şekli ile dilimize geçmiştir.

Jeoloji, geniş anlamı ile, yerküresinin Güneş sistemi içindeki durumundan, onun fiziksel özelliği ve kimyasal bileşiminden, iç ve dış kuvvetler etkisi ile uğradığı değişikliklerden, beş milyar senelik süre içindeki oluşum ve gelişiminden, canlıların ilk yaradılışından günümüze kadar geçirmiş oldukları evrimlerinden söz eden tarihsel bir doğal bilimdir. Diğer doğal bilimler olan fizik, kimya ve biyoloji ile sıkı bir bağıntısı vardır.

Jeoloji, dar anlamda, bütün yeryuvarının değil, özellikle ortalama kalınlığı 35 km olan katı yer kabuğunun bilimidir. Bu kabuğun bileşimi, yapısı, organik ve inorganik gelişimi, iç ve dış etkenlerle uğradığı değişiklikler ve kapsadığı her çeşit yeraltı servetleri onun başlıca konularıdır.

Bu şekli ile jeoloji, yeryüzünü ve yeryüzü ile insan toplulukları ilişkisini inceleyen Coğrafya’dan ve yerküresini tüm olarak fiziksel yöntemlerle araştıran Jeofizik’den ayrılır.

Jeoloji, her şeyden önce bir gözlem bilimidir, o kitaplardan laboratuarlardan çok doğanın bizzat kendisinden öğrenilir.

Jeologlar, dünyamızı anlamak, onun sayısız problemlerine çözüm yolu bulmak için okyanus diplerinden yüksek dağların zirvelerine kadar her yeri incelerler; sıcak çöller, derin vadiler, buzla kaplı soğuk bölgeler ve yanardağlar onların çalışma alanlarıdır.

Jeoloji, bir bilim olarak yer kabuğunu incelerken, bu kabuk içerisine gizlenmiş bulunan maden, su, kömür ve petrol gibi çeşitli yeraltı servetlerine de özel bir ilgi gösterir, bunların oluşum ve dağılışlarını inceler. Bundan başka, yeraltı sularının aranmasında, baraj, tünel, yol yapımında jeolojinin ana prensiplerinden yararlanılır.

Yeryuvarının bilimsel olarak incelenmesi ve araştırılması, dar anlamda jeoloji, geniş anlamda jeoloji bilimleri veya yerbilimleri ile sağlanmaktadır. Jeolojinin kapsadığı bilim dalları şunlardır:

a) Mineraloji: Petrografi ve maden yatakları, yer kabuğunu oluşturan maddelerden, mineral, kayaç ve madenlerden;

b) Genel jeoloji: İç ve dış kuvvetlerin etkisi altında yer kabuğunda meydana gelen değişikliklerden;

c) Yapısal jeoloji ve tektonik: Yer kabuğunun büyük bölümünü oluşturan tabakanın (sedimanter kayaçlar) deniz ve göllerde ilk çökelmeleri esnasında yatay konumda bulunurlar. Daha sonraları çeşitli kuvvetlerin etkisiyle bu yatay durumları bozulabilir. Böylece bu kayaçlar eğimli, kıvrımlı veya kırıklı bir yapı kazanabilir. İşte yapısal jeoloji yer kabuğunda meydana gelen bu tür değişiklikleri ve yapısal bozuklukları inceler.

d) Tarihsel Jeoloji veya Stratigrafi: Kabuğun yer tarihi boyunca geçirdiği inorganik ve organik gelişimiyle ele alır.

e) Paleontoloji; eski zamanlarda yaşamış bulunan her türlü canlıların yaşayış biçimleri ve özellikleriyle ilgilenir. Canlı kalıntılarından (fosil) yararlanarak tabaka ve kayaçların yaşlarının ortaya konmasına yardımcı olur.

Paleontolojinin kaynağı eskiden yaşamış hayvan ve bitki fosilleridir.

Hayvan fosillerine “fauna”, bitki fosillerine “flora” ismi verilir. Bu canlıların sert kısımları kaya içerisinde izler bırakır. Herhangi bir canlı dünyada belirli bir zamanda yaygın olarak yaşamış ve kalıntıları yaygın olarak kalmışsa bu fosillere “karakteristik fosil” denir.

Fosil: Jeolojik zamanlarda yaşamış her türlü canlı, hayvan ve bitki kalıntısına denir.

f) Paleocoğrafya ve Paleoklimatoloji: Eski jeolojik devirlerdeki yeryüzünün coğrafik durumundan ve iklim değişikliklerinden söz eder.

Paleocoğrafya: Yeryüzünün eski biçimiyle ilgilenen eski devirlerdeki dağ ve denizlerin sınırlarını ortaya koymaya çalışan ve jeoloji ile yakından ilgilenen bir daldır.

Fiziki Coğrafya: Yeryüzünün bugünkü şeklini inceleyen kıta, deniz, akarsu ve benzer konuları açıklayan bir bilim dalıdır.

Pedoloji: Toprakların gelişimini ve oluşumunu inceleyen bir bilim dalıdır.

Jeofizik: Yerkürenin genel yapısına etki eden kuvvetlerle ilgilidir. Özellikle yerkürenin görünmeyen bölümlerini fizik yöntemleri ile inceler. Bunlar; elektrik, mağnetik, sismik ve gravite gibi yöntemlerdir.

Jeokimya: Yer kabuğunu oluşturan maddeleri kimyasal yollarla inceleyen jeoloji dalıdır. Yer kabuğundaki çeşitli elementleri bulunuş biçim ve özelliklerini, bunların dağılım alanlarını, bileşiklerini ve karışma özelliklerini inceler.

g) Bölgesel Jeoloji: Bir ülkenin veya bir kıtanın jeolojik gelişmesinden bahseder.

Uygulamalı Jeoloji: Yer kabuğunda doğal olarak bulunankayaç ve minerallerin fiziksel ve kimyasal özellikleriniekonomik yönden inceler.a) Ekonomik Jeoloji: Kısaca yeraltı kaynaklarının aranıp bulunmasını amaçlar. Madenlerin bulunmasını maden jeolojisi, yeraltı suyunun aranmasını hidrojeoloji, petrol ve kömür jeolojisi gibi bir takım kollara ayrılır.b) Mühendislik Jeolojisi: Mühendislik yapıları ile ilgili hertürlü büyük-küçük yatırım ve yapıya ilişkin işlerle ilgilenir.Örneğin; temel, baraj, köprü, tünel, yol etütleri içinmühendislik jeolojisi ilk adımı atar.

Genel Jeoloji: Jeolojik olaylar, yer kabuğunun yapısını ve görünümünü sürekli olarak değiştirirler. Fakat senelerce görmediğimiz dağlık bir araziden çevremize dikkat ederek geçecek olursak, bitkilerin, hayvanların ve insan eserlerinin değişmiş olduklarını fark ettiğimiz halde, doğanın cansız olan jeolojik kısmında herhangi bir değişikliğin meydana gelmiş olduğunu anlayamayız, taş ve kayaları hep yerli yerinde ve değişmez sanırız. Halbuki yeryüzü de devamlı olarak değişmektedir.

Eğer biz bu değişikliğin farkında olamıyorsak, her şeyden önce gözlemlerimizin yeterli olmayışından ve de değişikliğin çok yavaş gelişmesinden, diğer bir değişle jeolojik olayların hızının çok küçük olmasından ileri gelmektedir.

Aslında yerkabuğu iki grup faktörün etkisi altında bulunmakta, şekil ve yapısını 4.5-5 milyar yıldan beri sürekli olarak değiştirmektedir.

Bu faktörlerden bir kısmı, bizzat yerin içinden doğar, ısı, çekim ve radyoaktivite gibi yerin kendi enerji kaynaklarından beslenir.

Diğer grup ise, iklim, rüzgarlar, yağışlar, akarsular ve buzullar gibi yerküresinin dışında bulunurlar ve kökenleri güneş enerjisidir.

Birinci grup faktörler; yer kabuğunun gelişmesini, şekil ve madde değişikliğini, volkanları, depremleri ve sıradağları meydana getirirler.

İkinci grup ise; yerin dış görünüşünü ortaya çıkarır ve yükseklikleri yontarak aşındırmak, bu malzeme ile çukurları doldurmak yolu ile yeryüzünü düzleştirmeye çalışır.

Her iki grup faktörün yerkabuğu içerisinde ve üzerindeki faaliyetleri ile bunların etkisi altında meydana gelen değişiklikler, Genel Jeoloji’nin başlıca konularını oluştururlar. Bu bilim dalına “Fiziksel Jeoloji” veya “Dinamik Jeoloji” de denir.

TARİHÇE

İnsanlar sert taşları yontarak aygıtlar yapmaya başladıkları zamandan beri jeoloji ile uğraşmaktadırlar.

Uygarlık tarihinin “taş devri, tunç devri, demir devri, kömür ve petrol devirleri gibi jeolojik kavramlara bölünmüş olması, insanların çok eski zamanlardan beri bu bilim dalı ile yakından ilgilendiklerini gösterir.

Daha klasik ilk çağda, yer kabuğundaki taş ve toprakların zamanla değişikliğe uğradıkları biliniyordu. Ünlü tarihçi Heredot (M.Ö.500), Nil Nehri’nin, denizin eski bir körfezini çamur ve mil sürükleyerek doldurduğunu ve delta haline getirdiğini fark etmişti.

Jeolojinin başlangıcı taş devrine kadar inerse de, gelişmesi çok yavaş olmuş ancak 17.yüzyılda ve 18. yüzyılın başında bir bilim olarak ortaya çıkabilmiştir.

İlkçağın HERODOT, STRABON ve PLİNİUS gibi doğa bilginleri; TALES, XENOFON, EFLATUN, ARİSTO, FİSAGOR gibi matematikçi ve filozofları;

Ortaçağın İBNİSİNA, Leonardo da VİNCİ gibi düşünür ve sanatçılar jeoloji ile ilgilenmişlerdir.

AGRİCOLA (1494-1555), FUCHSEL 81722-1773) ve STENO (1638-1687) madencilikten elde edilen sonuçları yerin iç yapısına da uygulamışlardır.

18. yy. modern jeolojinin kuruluş çağıdır. İskoçyalı James HUTTON (1726-1797) ve Alman A.G.WERNER (1749-1817) bu bilimin kurucuları olarak tanınmaktadır.

HUTTON , jeolojik olayların çok uzun sürelerde meydana geldiğini, yeryüzündeki kayaçların, denizin yükselmesi veya alçalması sonucu, çökelme ve tortullaşma ile meydana geldiğini, çeşitli yeryüzü şekillerinin yer içerisindeki kuvvetlerin etkisi ile meydana gelmiş olduklarını anlamıştır. Bu suretle stratigrafi ve tektonik kavramlarını birbirinden ayırmış, jeolojiye modern şeklini vermiştir.

A.WERNER ise, bu fikirlere karşı gelerek, her cins kayacın ilk büyük okyanus içinde oluştuğunu, volkanların kömürün yanması ile meydana geldiğini savunmuştur.

19. yy. jeolojinin gelişme dönemidir. Bu devrin kurucu bilginleri arasında Ch.LYELL (1797-1875), E.de BEAUMONT (1798-1874) J.HALL (1811-1898), M.BERTRAND, E.SUESS (1831-1914), A.WEGNER (1880-1930) ve Paleontoloji alanında, A.LAMARK (1744-1829) ve G.CUVIER (1767-1832) bulunmaktadır.

Bu dönemde W.SMITH (1761-1839), fosillerin yer tarihi boyunca yaşamış hayvan ve bitki artıkları olduğunu saptamış ve fosil sistematiği meydana getirmiştir.

Yerküresinin Şekli ve Boyutları

Yerin şekli, geometri yönünden tam bir küre olmayıp, ekvator bölgesi biraz şişkin, kutuplar bölgesi ise basıkçadır. Kutupları birleştiren eksen ile ekvatordan geçen çap arasında 43 km’lik bir boyut farkı vardır. Ekvator yarıçapı kutuplardan geçen yarıçaptan 21.5 km daha uzundur.

Yerküresinin kutuplarının basık, ekvatorunun şişkin olması, yerin kendi ekseni etrafındaki günlük dönmesinin bir sonucudur. Yeryüzünün kati şeklinin tayini için jeodezi ilmi uğraşır.

Yerin şekli için kullanılan “jeoid” ve “sferoid” değimleri jeodezi bakımından özel anlamlar taşır. Şöyle ki: Çeküllere her noktada dik olan bir yüzeyin meydana getirdiği şekle geoid (jeoid) denir.

Bu şekil, yaklaşık olarak okyanuslar seviyesindeki bir yerküresini temsil eder ve okyanuslarda tam su seviyesinden, kıtalarda ise bu seviyenin biraz üzerinden geçer.

Bir dönme elipsoidi durumunda olan sferoid teorik ve matematiksel bir şekil olup, küçük ekseni yerin kutuplarından geçtiği farz edilen bir elipsin bu eksen etrafında dönmesi sonucu meydana gelir ve yanlara doğru yoğunluk farkı göstermeyen, homojen, sıvı bir yerküresidir.

Geoid ve Sferoidin karşılıklı ilişkileri ve normal yeryüzüne göre durumları

A- Kıta ve okyanus kesimlerindeki genel görünüm.

B- Norveç kıyısındaki çok abartılmış durum.

Sferoid, okyanusta deniz seviyesi üzerinde, dolayısıyla geçidin biraz üstünde, kıtalarda ise geoidin biraz altında bulunur.

-Yerküresinin ekvator yarıçapı: 6378.4 km (a)

-Kutuplar yarıçapı: 6356.9 km (b)

-Ortalama yarıçap: 6371 km

-Ekvator çevresi: 40.077 km

-Kutuplar çevresi (boylam dairesi): 40.009 km

-Basıklık oranı: a-b/a: 1/297

Yeryüzü

Yaklaşık olarak 3/4’ü su ile örtülü olan ve 500 milyon km2’ lik bir alan kaplayan yeryüzünde karalar ve deniz dipleri, deniz seviyesine kıyasla farklı yükseklik ve değişik derinliklerden oluşan bir yüzey meydana getirirler.

Karalarda 8 000 m’ yi aşan dağ zirveleri, denizlerde ise 11 000 m’ yi geçen okyanus çukurları vardır. Bu sınır değerler arasında, değişik seviyelerde kara ve deniz bölgeleri bulunur.

Şekil 2. Kıta ve okyanus diplerinin karakteristik bölgelerine ait dikey kesitler.

Yeryüzünün farklı seviyelerinden geçen hipsografik eğri (Şekil 2) incelendiğinde; yüksek dağlık bölgelerle derin okyanus çukurlarının küçük ve dar sahalar içinde kaldıkları, buna karşın karalarda ortalama yüksekliği 1000 m’ye yaklaşan “kıta platformu” ile, denizlerde ortalama derinliği yaklaşık 4000 m olan “derin deniz platformunun” çok geniş alanlar kapladığı görülür.

Ayrıca, kıtalarla okyanuslar arasında, derinlikleri 200 metreyi geçmeyen (ort. 135 m) sığ denizler yer alır. Bu denizlerin çok az meyilli olan (1o-2o) dip kısımlarına “kıta sahanlığı” veya “şelf” denir.

Kıta sahanlığı bölgesinden okyanus dibine geçiş “kıta yamacı” denilen şelfe kıyasla daha fazla meyil ile (2o-10o) derinleşen eğik bir düzlem boyunca meydana gelir ve asıl okyanus dipleri (abisal düzlükler) bu kısımdan sonra başlar.

Okyanusların tabanı, düz ve arızasız değildir. Denizaltı dağları, denizaltı kanyonları, okyanus sırtları ve okyanus çukurları gibi binlerce m’lik seviye farkı gösteren engebeler okyanus tabanını büyük ölçüde şekillendirirler.

En yüksek dağlarla en derin okyanus çukurları arasında yeryüzünün değişik seviyelerini gösteren eğri.

Yerkabuğu ve Yer içi

Yeryuvarı değişik bileşimli kayaçlardan oluşmuş katı bir kabuk ile çevrilmiştir.

Ortalama kalınlığı karalarda 35 km ve okyanus diplerinde 8-10 km olan yerkabuğu kimyasal ve mineralojik bileşimleri birbirinden açıkça farklı olan iki grup kayaçtan meydana gelmiştir.

Birinci grupta; granit, kumtaşı, kireçtaşı gibi ortalama yoğunlukları 2.7 gr/cm3 olan hafif kayaçlar bulunur.

Bunlar silisyumoksit (%65-75 SiO2) ve alüminyum oksitçe (Al2O3) zengin kayaçlardır ve geniş kapsamlı bir terim olan “sial” kelimesi ile tanımlanırlar.

İkinci grupta ise, bazalt cinsinden koyu renkli ve ağır kayaçlar yer alır.

Bunlar, yoğunlukları 2.8-3.0 gr/cm3 arasında bulunan bazik kayaçlardır (SiO2 %50 kadar).

Bunlara ayrıca yoğunluğu 3.4 gr/cm3 olan daha ağır ve daha bazik (ultrabazik) kayaçlar (SiO2 oranı:%40-45) da katılır.

Bunların bileşimlerinde demiroksit ve magnezyum oksit önemli bir yer tutar.

Bu nedenle, bu grup kayaçlar için “magnezyum oksitce zengin” anlamına gelen “sima” deyimi kullanılır.

Kabuk ile Manto arasındaki sınır bir süreksizlik yüzeyi olup, bu sınıra “Mohorovicic süreksizliği” kısaca MOHO denir.

Moho’nun derinliği kıtalarda, yüksek dağlık bölgeler altında 35-40 km okyanuslar altında ise 8-10 km’dir.

Bu sınır altında cisimlerin yoğunluğu 2.9’dan 3.3 gr/cm3 ve sismik P dalgalarının hızı 7.2 km/sn’den 8.1 km/sn’ye yükselir.

Katı kayaçlardan oluşmuş kısımlar kabuk altında 70-100 km derinliklere kadar uzanır.

Burası “litosfer” adı verilen taşküreyi meydana getirir.

Daha altta ise “Astenosfer” denilen yumuşak Üst Manto bölgesi bulunur.

Litosferi ve astenosferi içine alan Üst Manto bölgesi 700 km derinliklere kadar iner.

Yer içinin 700 km ile 2890 (2900) km derinlikleri arasında kalan kısmına Alt Manto denir. Buranın bileşimi Üst Manto’dan farklıdır.

Alt Manto ile Üst Manto arasında geçiş zonu manto bölgesinin kalınlığı 2000 km kadardır.

Manto bölgesinde, yerkabuğunda meydana gelen büyük olayların, deniz tabanı yayılmaları, kıtaların kayması, kıvrımlı dağ oluşumu ve büyük depremlerin, volkanik olayların meydana gelmesine neden olan kuvvetlerin ve enerjilerin kaynağı durumundadır.

Yerkabuğu ve mantonun üst kısmının basitleştirilmiş kesiti. Burada yeryüzü şekli ile kabuk yapısı arasındaki ilişki görülmektedir.

Yeryüzünden 2890 km derinlikte Manto’dan Çekirdeğe geçilir. Bu sınıra “WİECHERT-GUTENBERG süreksizliği” denir.

Çekirdeğin 5150 km derinliğe kadar olan kısmına “Dış Çekirdek”, buradan yer merkezine (6371 km) kadar olan kısmına da “İç Çekirdek” denir. Dış çekirdek ile iç çekirdek arasında “LEHMAN süreksizliği” vardır.

Dış çekirdeğin esas maddesinin ergimiş halde Fe/Ni karışımı (% 90-92 Fe, % 10-8 Ni), iç çekirdeğin ise kristal halde Fe/Ni karışımı olduğu bilinmektedir.

Yerin iç yapısı, fiziksel ve kimyasal özellikleri, çeşitli deprem dalgalarının yer içindeki yayılma özellikleri ile incelenir ve bu yoldan yer içi daha iyi bölümlere ayrılır.

Yerküresinin kabuk, manto ve çekirdekten oluşan iç yapısını ve bunların kalınlıkları ile fiziksel özelliklerini gösteren diyagram.

YERİÇİNİN SICAKLIĞIYerin sıcaklığı, yaklaşık olarak 30 m derinlikte hissedilmeye başlar ve buradan sonra derinlere inildikçe sıcaklık artar. Maden ocaklarında, tünel ve petrol kuyularında bu sıcaklık en iyi şekilde duyulur ve miktarı ölçülür.

Yeryuvarı bir ısı makinesi gibidir. Yerin iç kısmından yeryüzüne doğru sürekli bir ısı akımı (ısı akışı) vardır.

Yer içindeki ısı, güneşten gelen ısıya kıyasla bu kadar az olmasına rağmen, bir çok volkanlar, depremler ve dağ oluşumu için gerekli enerjinin kaynağını meydana getirir.

Yeryuvarının litosfer ve Üst Manto bölgesindeki yüksek radyoaktivite ile daha derinlerde etken olan gravitasyon enerjisinin termal enerjiye dönüşümü, yer içi ısısının ve sıcaklığının başlıca kaynaklarıdır.

En çok rastlanan mağmatik kayaçlardaki radyoaktif ısı üretimi, bunların içerdikleri radyojenik Uranyum, Toryum ve Potasyum’un miktarlarına göre değişmektedir. En fazla radyoaktif element içeren granit ve granitik kayaç grupları en çok ısı üretirler.

Günlük yaşantımızda yer ısısının farkında olmayışımızın nedeni, yer kabuğunun ısı iletkenliğinin düşük olması, ısının yeryüzüne çok yavaş gelmesidir.

Kayaçların ısı iletkenliği çok zayıftır; onlar kötü iletkendir.

100 km kalınlıktaki bir lav akıntısı, yaklaşık 300 yılda soğur; belirli bir ısının 400 km genişlikteki bir kayaç kütlesinin bir yüzünden öbür yüzüne geçmesi için 5 milyar yıl gerekir.

Yer sıcaklığının derinlikle artma hızına “jeotermik gradyan” denir. Volkanik olmayan bölgelerde jeotermik gradyan, ortalama olarak 100 m derinlik için 2o-3oC veya km başına yaklaşık 30oC’dir.

Yerin içinden yeryüzüne doğru akan ısı enerjisine “yerin ısı akısı” denir. Bunun değeri, jeotermik gradyana bağlı olduğu gibi, ısının içinden geçtiği kayaç kütlesinin ısı iletkenliğine de bağlıdır.

Avrupa’nın ısı akısı haritası.

Isı akısının deniz tabanındaki görünümü. Okyanus sırtı üzerinde yüksek değerde, okyanus çukurunda ise düşük değerde ısı akısı gözlenir. Litosferin ergidiği ve sıcak malzemenin yükseldiği derinlikler üzerinde yine yüksek değerlerde ısı akısı saptanmıştır.

Jeotermik gradyan; deyim anlamı olarak her km derinlik başına sıcaklığın değişim miktarıdır.

Jeotermik derece; ısının bir dereceye yükselmesi için bilinmesi gereken derinlik olup, ortalama 300 m’dir. Yer ısısı derecesine aşağıdaki faktörler etki eder.

a) Geçilen tabakaların iletkenliği veya yalıtkanlığı

b) Kayaçların cinsleri

c) Tabakaların şistozite dereceleri

d) Bölgede volkanik faaliyetin olup olmadığı

e) Radyoaktif minerallerin yokluğu ya da varlığı 

YERÇEKİMİ ve İZOSTAZİSerbestçe salınım yapan bir sarkacın sürekli hareketi, boşluğa bırakılan veya havaya fırlatılan bir cismin yeryüzüne düşmesi, yeryuvarının bir çekim kuvvetine sahip olduğunun açık belirtileridir. Yerçekiminin değeri, çekim kuvvetinin ivmesi ile belirtilir ve “g” ile gösterilir.

Yeryuvarı, geometrik olarak tam bir küre olmadığından (kutupları basık-ekvator bölgesi şişkin olduğundan), yerçekimi ivmesi (g) nin kutuplardaki değeri, ekvatordaki değerinden fazladır

Yaklaşık olarak, kutuplarda 983, ekvatorda 978 gal’dir.

Yeryüzünde bir noktadaki çekim kuvveti şu noktalara bağlıdır.

a) Bu noktanın yer merkezine olan uzaklığına,b) Noktanın deniz seviyesine göre yüksekliğine,c) Noktayı çevreleyen maddelerin yoğunluğuna bağlıdır.

Cisimlerin ağırlığı yeryüzünden uzaklaştıkça azalmaktadır.

Yer kabuğunun kütleleri ve yoğunlukları birbirinden farklı büyük parçaları arasındaki denge durumuna “izostazi” denir.

Bu söz Yunanca’da isostasios: Eşit durum, dengeli olma anlamına gelir. İlk kez, 1889’da Amerika’lı C.E.HUTTON tarafından kullanılmıştır.

Bu prensibe göre, yüksek dağlık bölgeler çevrelerindeki basık araziye nazaran daha hafif maddelerden meydana gelmişlerdir.

İzostazi, aynı zamanda, hafif maddelerden oluşmuş dağlık bölgelerin daha yoğun bir temel üzerinde yüzmekte olduğunu ve dağların, yükseklikleri ile orantılı derin “kökleri bulunduğu gerçeğini de belirtir. Böylece yüksek dağlar, kuzey denizlerinde yüzen Aysbergler gibidir. Büyük ve derin kökleri yeraltında, küçük ve sivri tepeleri ise yerüstünde bulunur.

Şöyle ki; ortalama yoğunluğu 2.7 gr/cm3 olan Sial maddelerinden oluşmuş dağ şeritleri, yoğunluğu 3.0 gr/cm3 olan plastik Sima kayaçları içine gömülmüşlerdir.

Dağ kütlesinin tüm hacminin 9/10’unu kök, 1/10’unu ise, yüksek zirveler oluşturur. Tıpkı su içinde yüzen buz kütleleri gibi.

İzostazi kavramı 19 ve 20.yy’da Pratt ve Airy’e göre farklı biçimlerde yorumlanmıştır.

Yeryüzünün büyük ölçüdeki reliefi (sıradağlar ve okyanuslar) yer kabuğundaki yoğunluk farklarından ve dolayısıyla izostazinin varoluşundan ileri gelmektedir. Vadiler ve tepeler gibi küçük engebelerin meydana gelişi ise, kayaçların aşınmaya karşı gösterdikleri farklı dirençlerinin bir sonucudur.

Dağlar ve yüksek kara parçaları, yoğunluğu çevreye kıyasla daha az olan hafif maddelerden; alçak seviyelerdeki düzlükler ve okyanus tabanları ise, yoğunluğu fazla olan ağır kayaçlardan meydana gelmişlerdir. Yer kabuğunun bu farklı yoğunluktaki büyük parçaları belirli bir derinlikte, yoğunluğun her tarafta eşit olduğu bir denge düzeyi üzerinde sıralanırlar.

PRATT’a göre (1859);

Yüksek dağ şeritleri yüzen bloklar durumundadır. Bunların aynı zamanda derin kökleri vardır. Yüksek dağların altındaki malzemenin yoğunluğu ile alçak ovaların altındaki maddelerin yoğunluğu aynı olabilir. Yer kabuğunu oluşturan blokların kalınlıklarının değişik olması, yeryüzündeki seviye farklarını meydana getirmeye yeterlidir.

AIRY’e göre ise (1855);

Yerkabuğundaki izostasi durumunun PRATT ve AIRY’ye göre yoğunluk farklarından, AIRY’e göre ise çeşitli blokların derinlik farklılıklarından ileri gelmektedir.

İzostazi ve Jeolojik Olaylar

Jeolojik olaylarla yerküresinde birçok değişiklikler meydana gelir. Bu olay da gravitasyonun oluşmasına neden olduğu izostazik dengeyi bozar. Vadilerin kazınması, aşınmalar ve alçalmalar gibi. Kabuğun bir bölümündeki yükü azaltır, diğer bir kısımdaki yükü ise artırır.

Bu basınç farklarından dolayı, simada bir materyal akıntısı başlar. Üzerine yeni yükler gelmiş kısım çöker, üzerinden yük kalkmış olan kısım ise yükselir. Bu şekilde izostazik denge yeniden tesis olunur. Sedimantasyon, yer kabuğu hareketi ve mağmatik faaliyetler izostatik dengeyi bozar.

Yeryuvarının Kimyasal Bileşimi

Yerin başlangıçtaki bileşimi genellikle tüm evrenin bileşimine benzemekte ise de, yeryuvarının milyonlarca yıl süregelen evrimi sırasında kimyasal bileşimi diferansiyasyon olayları ile değişmiş ve böylece uçucu elementler büyük ölçüde yerden ayrılmış ve uzaklaşmışlardır.

Diğer yönden, yerin kimyasal bileşimi, çoğunlukla Manto ve Çekirdeğin bileşimlerinden oluşur.

Yerin çekirdeğinin çoğunlukla demirden ve buna az miktarda (%8-10) karışan Ni, C, Si ve S gibi hafif elementlerden oluştuğu genellikle kabul edilmektedir. Ayrıca, çekirdekte erimiş-çözünmüş halde MgO’nun da bulunduğu sanılmaktadır (Şekil….).

Mantonun bileşiminde ise, Mg ve Fe’in silikatları ve oksitleri ile bunlara ikincil olarak katılan Al, Ca, Na, K ve benzerlerinin silikat ve oksitleri yer almaktadır.

Mantonun çekirdeğe nazaran en belirgin özelliği, manto bileşiminde oksijen oranının yüksek oluşudur.

Mantonun bileşimi 3 kısım ultramafik kayaç ve bir kısım bazalttan oluşmuş bir karışımdır.

Üst mantonun ortalama bileşiminde %60-70 olivin, %15-20 enstatit ve diyopsit yer alır. Üst manto, yoğunluğu ve elastik özelliği bakımından peridotit ve eklojit gibi kayaçlara benzemektedir. Manto da az da olsa, U, Th ve K gibi radyoaktif elementler de bulunur.

Yer kabuğunun bileşimi hakkında daha çok ve daha kesin bilgiler vardır. Yer kabuğunun kütlesi manto kütlesinin yaklaşık olarak %0.6’sı kadar olmasına rağmen, kabukta U, Ba, Rb ve az da olsa Sr, mantoya göre daha fazladır.

Kıtasal kabuğun ortalama bileşimi, granitik değil, ara bileşimlidir. Okyanus tabanlarında ince bir sediment örtü altındaki “okyanusal kabuk”un kimyasal-mineralojik bileşimi ise, kıtasal kabuğun bileşiminden oldukça farklıdır. Burada daha çok, bazalt ve serpantinit türünde kayaçlar bulunur. Ancak okyanus diplerindeki bazaltlar kıtalardakinden farklıdır; bunlar alüminyumca zengin, fakat potasyum bakımından fakir “toleyitik” bazaltlardır.GOLDSCHMIDT elementlerin yerküresindeki dağılışını, jeokimyasal sınıflandırma yöntemlerine göre 3 grupta toplamıştır.

a) Siderofil elementler: Bunlar metalik demirle birlikte bulunma eğilimi gösteren, atomik özelliği nedeniyle diğer elementlerle kimyasal bileşimler yapmaya elverişli olmayan, nabit metal halinde elementlerdir.

Başlıca örnekleri; Fe, Co, Ni, Pt, Au, Mo, Sn, C, P, Ge, Os’dır. Bunlar daha çok yerin çekirdeğinde bulunurlar.

b) Kalkofil elementler: Bunlar, kükürtle kolayca birleşme eğilimi gösteren, kükürte karşı kimyasal yakınlığı olan elementlerdir. Genellikle sülfürleri meydana getirirler ve en çok yerin manto kısmında bulunurlar;

Başlıca örnekleri: S, Cu, Zn, Pb, As, Sb, Bi, Ag, Hg ve Cd’dır.

c) Litofil elementler: Bunlar oksijenle kolayca birleşme eğilimi gösteren, oksijene karşı kimyasal yakınlığı fazla olan elementlerdir. Çoğunlukla oksitleri ve silikatları meydana getirirler ve en çok yer kabuğunun bileşimine katılırlar.

Başlıca örnekleri şunlardır: O, Si-Al, Fe, Mg, Na, K, Li, Ca, Mn, Sr, Ba, Ti, W, Cr, Zr, F, Rb, Be.

YER KABUĞUNU OLUŞTURAN MADDELER

Mineraller, doğada bulunan, belirli kimyasal bileşimi ve muntazam atomik düzeni olan homojen ve çoğunlukla katı cisimlerdir. Canlı organizmada hücre gibi, cansız doğada mineral en küçük bir birim oluşturur.

Mineraller yan yana gelerek kayaçları, kayaçlarda yan yana gelerek dağları ve kıtaları meydana getirirler. Doğada 2000 çeşit mineral vardır.

Ancak bunlardan çok az sayıda olanları (12-15 tanesi) kayaçların bileşimine girmekte, bu sayıdan biraz daha fazla olanları ekonomik değer taşıyan cevherleri oluşturmakta, geri kalan çok sayıdaki örnekleri ise, yerkabuğu ve manto içinde az miktarda dağılmış durumda bulunurlar.

Yerküresinin asıl elemanları minerallerdir. Mineraller yer kabuğunda kimyasal elemanlar veya bileşimler halinde, doğal şekilde bulunur. Yerküresinin %99’unu oluşturan kayaçların bileşimindeki en önemli elementler ve oksitler şunlardır;

Elementler % Oksitler % O 47.0 SiO2 59.07

Si 29.5 Al2O3 15.22

Al 8.05 Fe2O3 3.10

Fe 4.65 FeO 3.71

Ca 2.96 MgO 3.45

Na 2.50 Na2O 3.71

K 2.50 K2O 3.11

Mg 1.87 TiO2 1.03

Diğer 0.97 H2O 1.30

Yer kabuğunu oluşturan kayaçların yapılarını, oluşum biçimlerini, fiziksel özelliklerini inceleyebilmek için önce onları oluşturan mineralleri ve bunların özelliklerini tanımak gerekir. Bir minerali tanımak için onun özelliklerini benzerlerinden nasıl ve hangi özellikleriyle ayırt edilebileceğini bilmek gerekir. 2000 kadar mineralin ancak 1000 kadarı tanımlanmıştır.

Minerallerden civa ve su gibi birkaçı sıvı halde, silis camı ve opal gibi bazıları da amorf (şekilsiz)’dır.

Minerallerin çoğunluğu kristal durumundadır. Kristallerin düzgün yüzeylerle çevrilmiş geometrik şekilleri ve muntazam, periyodik olarak sıralanmış düzenli bir atomik yapıları vardır.

Kuvars, tuz, jips, kalsit en çok rastlanan kristal halde minerallerdir. Elmas (C), Zümrüt (BeAl2(SiO3)6), yakut (Al2O3) ve topaz (Al2SiO4) gibi kıymetli renkli taşlar (mücevherler)’da kristaller için en güzel örneklerdir.

Kristallerin asıl özelliği, çok düzenli bir iç yapıya sahip olmalarıdır. Bu yapı ve strüktür, kristali oluşturan kimyasal elementlerin tek-tek atomlarının veya atom gruplarının muntazam-periyodik bir düzen içinde çizgisel, düzlemsel veya üç boyutlu-hacimsel olarak sıralanmaları, dizilmeleri ile meydana gelmektedir.

Minerallerin Özellikleri

a) Fiziksel özellikler, b) Kimyasal özellikler olmak üzere 2 grupta toplanır.

Minerallerin fiziksel özellikleri olarak şunlar sayılabilir: Renk, çizgi rengi, parlaklık, saydamlık derecesi, kristal şekilleri, dilinim, sertlik ve yoğunluk gibi.

Kristal Şekilleri

Kristaller, az-çok düzgün yüzeylerle çevrilmiş muntazam geometrik şekillerdir. İki yüzeyin (veya kristal yüzünün) arakesiti bir kristal kenarını, üç yüzeyin birleşme noktası ise kristalin bir köşesini meydana getirir.

Kristallerde, muntazam ve periyodik yapının sonucu olarak, belirgin bir simetri düzeni de gelişmiş bulunmaktadır. Bu düzen, simetri düzlemi, simetri ekseni ve simetri merkezi olarak adlandırılan simetri elemanları ile gerçekleşir.

Bir kristalin benzer yüzeyleri kenarları ve köşeleri, kristalin merkezinden geçtiği farz olunan simetri düzlemlerine nazaran aynı uzaklıkta aynadaki yansıma durumunda bulunurlar.

Küp şeklindeki bir tuz (NaCl) kristalinde bu nitelikte 9 simetri düzlemi vardır.

Simetri ekseni de kristalin merkezinden geçer ve bu eksen etrafında kristal 360o döndürüldüğünde birbirine benzer yüzeyler ve kenarlar 2, 3, 4 veya 6 kez tekrarlanır ve buna göre de eksenlere iki, üç, dört ve altı dönümlü simetri ekseni adı verilir. Beş dönümlü eksen kristallerde mevcut değildir, çünkü eşit kenarlı beşgenler kapalı bir şekil yapamazlar aralarında boşluklar kalır.

Bir kristalde her bir yüzeye paralel eşit durumda diğer bir yüzey var ise, kristalde bir simetri merkezi vardır denir ve bir + işareti ile gösterilir.

Uzayda üç eksenli (x, y, z) bir koordinat sistemine göre dizilen kafes noktaları üç doğrultuda periyodik olarak sıralanmış çok sayıda birim hücreler meydana getirirler. Böyle bir birim hücrenin x, y, z doğrultularında a, b, c gibi eksenleri ve bunlar arasında α, β, γ gibi eksenler arası açılar bulunur.

Kristaller merkezlerinden geçtiği faz olunan eksenlerin durumlarına ve bunlar arasındaki açıların değerlerine göre 7 sistem halinde şekillenirler . Şimdi bu 7 kristal şeklin özelliklerini kısaca açıklayalım.

a) Kübik sistem: Bu sistemde a, b, c eksenleri birbirine eşitboyda ve aralarındaki α, β ve γ açıları da birbirinin aynı olup90o’dir.

Simetri unsurları olarak; 3 tane dört dönümlü, 4 tane 3dönümlü ve 6 tane 2 dönümlü olmak üzere toplam 13 simetri ekseni, 9 simetri düzlemi ve 1 simetri merkezi bulunur.

Pirit, galen,kaya tuzu, magnetit, lösit ve elmas bu sisteminholoedri sınıfına giren başlıca örnekleridir.

b) Tetragonal sistem: a ve b eksenleri birbirine eşit, fakatc ekseni bunlardan daha uzundur. α, β, γ açıları ise birbirininaynı olup 90o’dirler. c ekseni a ve b’ nin oluşturduğu düzlemediktir.

Simetri elemanları olarak: 1 tane dört dönümlü, 4 tane 2 dönümlü simetri eksenleri, 5 adet simetri düzlemi ve 1 simetri merkezi bulunur. Başlıca holoedri örnekleri; zirkon (ZrSiO4), rutil(TiO2) ve kassiterit (SnO2)’tir.

c) Heksagonal sistem: Bu sistemde üç yatay (a1, a2, a3) ve bir dikey (c) olmak üzere dört kristalografik eksen vardır. Bunlardan a1, a2, a3 birbirine eşit boyda, c ise daha uzundur ve onların oluşturduğu düzleme diktir. a1, a2, a3 yatay eksenler arasında 120o’lik ve bunlarla c ekseni arasında 90o’lik açılar bulunur. α=β=90o, γ=120o’dir.

Beril (Be3Al2Si6O18), apatit (Ca5(PO4)3 (F, Cl, OH), molibdenit (MoS2) ve grafit (C)’tir.

d) Trigonal veya Romboedrik sistem: 4 kristal ekseni bulunur. Heksagonal da olduğu gibi, bunlardan üçü (a1, a2, a3) birbirine eşit, dördüncü c ekseni ise diğerlerinden büyüktür. Dikey durumda olan c ekseni ile diğer üç eksen arasındaki açılar 90o, a1, a2, a3 yatay eksenler arasındaki açılar 120o’ dir. Örneğin; kalsit, kuvars ve turmalin.

e) Ortorombik (rombusal) sistem: Üç kristalografik eksen a, b, c birbirinden farklı boylarda, aralarındaki açılar ise (α, β, γ) birbirine eşit olup 90o’dir.

Sistemin holoedri sınıfında 3 tane 2 dönümlü simetri ekseni, 3 simetri düzlemi ve 1 simetri merkezi bulunur.

Başlıca örnekleri, kükürt (S), aragonit, topaz, olivin.

Kübik ve tetragonal kristal sistemlerinin simetri özellikleri.

Heksagonal ve trigonal (romboedrik) kristal sistemlerinin örnekleri.

Ortorombik, monoklinik ve triklinik kristal sistemlerinin simetri özellikleri.

d) Trigonal veya Romboedrik sistem: 4 kristal ekseni bulunur. Heksagonal da olduğu gibi, bunlardan üçü (a1, a2, a3) birbirine eşit, dördüncü c ekseni ise diğerlerinden büyüktür. c ekseni ile diğer üç eksen arasındaki açılar 90o, a1, a2, a3 yatay eksenler arasındaki açılar 120o’dir.

Örneğin; kalsit, kuvars ve turmalin.

e) Ortorombik (rombusal) sistem: Üç kristalografik eksen a, b, c birbirinden farklı boylarda, aralarındaki açılar ise (α, β, γ) birbirine eşit olup 90o’dir.

Bu sınıfın başlıca örnekleri; kükürt (S), aragonit, topaz, olivin.

f) Monoklinik sistem: Burada birbirinden farklı boylarda üç kristallografik eksen (a, b, c) vardır.

Ayrıca a ekseni ile dik durumlu c ekseni arasındaki β açısı 90o’den büyük, a ekseni öne doğru eğiktir. Diğer α ve γ açıları ise 90o’dir.

Jips, ortoz, muskovit, biyotit, ojit, epidot, boraks gibi.

g) Triklinik sistem: a, b, c kristallografik eksenler birbirinden farklı boylarda ve aralarındaki α, β, γ açıları da birbirinden ve 90o’den farklı değerlerde bulunur.

Anortit, albit, rodonit, vollastonit ve turkuaz.

Minerallerin Fiziksel Özellikleri

Minerallerin tanınmasında, onların kristal şekilleri ve atomik yapıları yanında, fiziksel özelliklerinden de yararlanılır.

Bu özelliklerin başlıcaları; parlaklık, renk, çizgi rengi, sertlik, parlaklık, saydamlık, dilinim ve özgül ağırlıktır.

Radyoaktivite, magnetik ve elektrik özelliği, erime ve ergime dereceleri de, mineralleri birbirinden ayıran diğer önemli faktörlerdir.

a) Sertlik: Minerallerin aşınmaya ve çizilmeye karşı dayanıklı oluşlarıdır.

Sertlik derecesi en basit bir yöntem olan 10 basamaklı MOHS-sertlik cetvelindeki mineralleri ile kıyaslama yoluyla saptanır.

Bazı minerallerde sertlik, kristal yönlerine göre değişir.

Örneğin, triklinik sistemde kristallenen kyanit (disten) mineralinde (Al2SiO5) sertlik derecesi, kristalin uzun ekseni boyunca 4-5 olduğu halde, buna dik yönde 6-7’dir.

Yaklaşık sertlik tayini için, pratik olarak sertlikleri önceden bilinen aşağıdaki maddeler, sertliği saptamak istenen mineralle kıyaslanır.

MOHS-cetvelinde yer alan 10 mineralin sertlik dereceleri şöyledir:

Mineralin Adı Bileşimi Sertlik Derecesi ----------------- --------------------- -------------------Talk Mg3(OH)2Si4O10 1Jips CaSO42H2O 2Kalsit CaCO3 3Fluorit CaF2 4Apatit Ca5F(PO4)3 5Feldispat KAlSi3O8 6Kuvars SiO2 7Topaz Al2(F,OH)2SiO4 8 Korund Al2O3 9 Elmas C 10

b) Dilinim veya Klivaj: Minerallerin belirli yüzeyler boyunca kolaylıkla ayrılmaları veya bölünmeleri özelliğidir.

Dilinim öncelikle, atomik dizilişi çok sıkı olan kafes düzlemleri arasında oluşur ve dilinim düzlemi küp yüzeylerine; kalsitte romboedr yüzeylerine hornblendde prizma yüzeylerine, mika ve topazda taban yüzeylere, jipste ise klinopinakoid yüzeye paraleldir.

Piroksenleri amfibollerden, çeşitli feldspatları birbirlerinden ayırt ederken, bunların dilinim şekillerinden ve özellikle dilinim açılarından yararlanılır.

Dilinim, değişik minerallerde farklı derecelerde gelişir ve çok belirgin, çok iyi, iyi, orta, kötü deyimleri ile tanımlanır.

Kayaçların bileşimine giren başlıca mineraller ve özellikleri.

Devam..

Örneğin, kalsitte çok iyi romboedrik bir dilinim vardır. Buna karşın, kuvars ve olivin de dilinim çok kötüdür. Örneğin, uraninit, autonit.

c) Radyoaktivite: Minerallerdeki radyoaktivite, bunlar içerisinde küçük oranlarda bulunan uranyum (U) ve toryum (Th)’dan ileri gelir. Potasyum (K) ve rubidyum (Rb) gibi bir kısım elementlerde de az miktarlarda radyoaktivite yer alır.

Örneğin, Uraninit,Autonit.

Radyoaktif mineraller içindeki uranyum ve toryum atomları, çevre şartlarından ve içinde bulundukları bileşimin niteliğinden etkilenmeksizin, sabit bir hızla ve çeşitli ışınlar yaymak suretiyle bozunurlar ve bu sırada yeni ürünler meydana getirirler.

Radyoaktif mineraller, fotoğraf filmi üzerinde bıraktıkları ışınım etkisinden veya Geiger sayıcısı ve sentilometre gibi aygıtlar yardımı ile tanınırlar.

KAYAÇLARKayaçlar, mineral topluluklarıdır. Ya çeşitli minerallerin veya mineral ve taş parçacıklarının bir araya gelmesinden, ya da tek bir mineralin çok sayıda birikmesinden meydana gelirler.

Granit ve bazalt çeşitli minerallerden, kumtaşı değişik kum tanelerinden, mermer ve kuvarsit tek bir mineralden oluşmuş kayaçlardır.

Kayaçlar oluşumları sırasındaki doğal ortamı yansıtan bir çeşit belgelerdir.

Yer kabuğunun jeolojik gelişmesinin izleri bu çeşit kayaçlar üzerinde işlenmiştir. Bu nedenle onlar, yer tarihinin doğal belgeleri sayılır; kayaçların jeolojideki önemleri de buradan gelir.

Kayaçlar oluşum şartlarına ve kökenlerine göre, mağmatik, tortul ve metamorfik olmak üzere, başlıca üç gruba ayrılır.

Kökenlerine göre 3 ana gruba ayrılan kayaçlardan mağmatik ve metamorfik kayaçlar yerküresinin %95’ini oluştururlar. Bu kayaçların yüzeyde görünen kısımları ancak %25 kadardır.

Mağmatik Kayaçlar

Ergimiş halde bir silikat hamuru durumunda olan mağmanın yer kabuğunun derinliklerinde veya yeryüzünde soğuyarak katılaşması sonucu meydana gelen kayaçlardır. Bunlar genel karakterleri ile kristallerden oluşmuş kütle halinde kayalardır.

Mağma: Yer içinde bulunan gazlarla doymuş yüksek basınç ve sıcaklıkta olan ergimiş bir silikat karışımıdır. Mağma, yerin derinliklerinde ve yüzeyinde hareket edebilir. Mağmanın yerin derinliklerindeki hareketine “plütonizma”, yeryüzündeki hareketine ise “volkanizma” adı verilir.

Mağmanın hareket biçimi, viskozitesiyle doğru orantılıdır. Asit mağmaların (SiO2 oranı %66’dan fazla) viskozitesi yüksektir ve çok ağır akarlar.

Buna karşın, bazik mağmalar (SiO2 %52-45 veya daha az) daha akıcıdırlar.

Her iki tip mağmada oluşan kayaçlar çeşitli kristallerden yapılmışlardır. Bu kristallerin mağma tipine göre oluşum ısıları da farklıdır.

Mağmatik kayaçların oluşumunda ve bu kayaçların değişik yapı ve doku kazanmalarında mağmanın hareketinin ve yerleşme derinliğinin önemi büyüktür.

Derinlik Kayaçları

Mağmanın soğuması ve katılaşması, derinlerde yavaş yavaş meydana geldiği zaman, tam kristalli plütonik kayaçlar oluşur. Bunlar tam kristalli, taneli, yalnız kristallerden oluşmuş kayaçlardır.

Örneğin, granit, siyenit, gabro.

Derinlik kayaçları, kristalli olmalarından dolayı holokristalin bir doku kazanmışlardır. Taneler birbirine iyice kenetlenmiş oldukları için oldukça serttirler ve zor kırılırlar.

Damar Kayaçları

Mağmanın yeryüzüne yakın derinliklerinde yarık ve çatlaklar içerisinde soğuyup katılaşmasıyla oluşmasına “damar kayaçları” adı verilir.

Bunlar, derinlik kayaçları ile yüzey kayaçları arasında bir geçiş safhası oluştururlar ve genellikle porfir veya porfirit şeklinde adlandırılırlar.

Bunların karakteristik özelliği, hamur maddelerinin camsı değil, küçük kristalli (mikrokristalin) oluşu ve diğer kayaçların yarık ve çatlakları içerisinde yer almış bulunmalarıdır.

Örneğin; granit porfir, siyenit porfir.

Yüzey KayaçlarıMağmatik kayaçların diğer bir türü olan yüzey kayaçları (volkanik) mağmanın yüzeyde veya yüzeye yakın yerlerde çok hızlı soğuması sonucu oluşurlar. Bu kayaçları oluşturan mağma yarıklardan veya yanardağlardan püskürtme sonucu yüzeye çıkarlar.

Lav adı verilen ve yüzeye çıkan bu ergimiş haldeki silikat karışımları, bünyelerinde bulunan uçucu maddeleri ve gazları kaybederek aniden kristalleşirler. Bunlar yarı kristalli, porfirik yapılıdır. Çoğu kez gözle görülebilen çeşitli kristaller, kristal olmayan, genellikle camsı bir hamur içinde dağılmış, serpilmiş durumda bulunurlar. Örneğin; andezit, riyolit, bazalt gibi.

Mağmatik kayaçların arazi üzerindeki görünümleri

Siyenitin arazideki görünümü

Mağmatik Kayaçların Genel Özellikleri

Mağmatik kayaçlar, ergimiş silikat karışımı halinde olan mağmanın çeşitli derinlikte katılaşması ile oluştuğu için sedimanter serilerle hiçbir ilişkisi yoktur, Yani fosilsizdir.

Mağmanın çeşitli ısıda katılaşmasıyla bu kayaçlar meydana geldiği için kristalli veya yarı kristalli olabilirler.

Tabakalı bir yapıları yoktur. Yalnız soğumadan dolayı sütun şeklinde bir yapı kazanabilirler.

Mağmatik kayaçlar, kütle halindedir. Litosferin altında uyumlu veya uyumsuz şekilde yerleşebildikleri gibi yüzeyde lav akıntıları halinde de olabilirler.

Mağmatik kayaçlarda viskozite yoktur sadece bazı kayaç tiplerinde akıntı izlerine rastlanabilir veya bazı yüzey kayaçları soğan kabuğu gibi soyulabilirler.

Mağmatik kayaçların sınıflaması

Bazı mağmatik kayaçların yaklaşık ortalama kimyasal bileşimleri

Tortul Kayaçlar

İkinci grubu teşkil eden tortul kayaçlar, tortullaşma veya sedimantasyon sonucu meydana gelirler. Genellikle tabakalıdırlar ve çoğu kez fosil içerirler.

Oluşumu: Bunun için 7 işlemin geçtiği kabul edilir.

1. Ayrışma: Daha önceden oluşmuş kayaçların yeryüzünde atmosfer etkisi ile meydana gelen olayları kapsar. Bozulma deyimi ayrışma için kullanılır. 2 tür ayrışma vardır.

1.1. Fiziksel Ayrışma: Kayaçların bileşiminde önemli bir değişiklik oluşturmadan parçalanmasıdır. Fiziksel ayrışma şu nedenlerle olabilir.

1.1.a) Sıcaklık etkisiyle ayrışma: Buna güneş ışınları, ısınma ve soğuma neden olur. Cisimler sıcaklıkla genleşir. Kayaçtaki farklı genleşme nedeniyle kütlede bir basınç oluşur. Basıncın devamlı değişimi ile de ayrışma meydana gelir.

1.1.b) Donma etkisiyle ayrışma: Su donduğunda hacim %9 artar. Kayaç boşluklarındaki su ise büyük itme ve patlama kuvveti doğurur ve böylece basınç oluşur. Bu basınçta kayacı parçalar.

1.1.c) Tuz etkisiyle ayrışma: Kuru iklimlerde zeminde ergimiş halde bulunan tuz kılcal yollarla kayaçlar tarafındanemilir. Bu tuz çatlaklarda kuruyarak kristalleşir. Kristalleşme ise bir itme meydana getirir. Bu itmede kayacın ayrışmasına neden olur.

1.1.d) Fiziksel-biyolojik ayrışma: Bitki köklerinin büyüme basıncı kayacın ayrışmasına neden olur. Toprak hayvanlarının bazılarının biyolojik ayrışmaya faydası vardır.

Solucan ve tarla faresinin toprağı oyması gibi.

1.2. Kimyasal Ayrışma: Genellikle kayalarla yeraltı suyu altındaki ilişkiden doğar. Kimyasal ayrışma, kayacın özelliklerine, iklime, bitki örtüsüne ve zamana bağlıdır. Kimyasal ayrışma, fiziksel ayrışmalara göre daha derinlerde olur.

Kuvars kimyasal ayrışmaya dayanıklı, kireçtaşı ise daha az dayanıklıdır.

1.2.a) Erime etkisiyle ayrışma: Sadece tuzlu kayaçlar için önemlidir. Kaya tuzu, jips gibi mineraller kimyasal olaylar etkisiyle su içinde erir ve ayrışabilir.

1.2.b) Karbonik asit etkisiyle ayrışma: Yağmur suyu havanın CO2’ini alır yani, H2O+CO2-->H2CO3 (karbonik asit) meydana gelir. Bu da zamanla iyonlarına ayrılabilir ve bunlarda zamanla kalsiyum bikarbonat açığa çıkar bu da çok çabuk erir.

H2CO3-->H++HCO3

H++HCO3+CaCO2-->Ca(HCO3)2-->Ca+2HCO3

Bu bakımdan CO2’li sular kireçtaşını kolayca eritir.

1.2.c) Oksidasyon etkisiyle ayrışma: Koyu renkli 2 dereceli demir bileşikleri pek çok mineralde ve kayaçta vardır. Suda erimiş havanın oksijeni 2 değerli demiri oksitleyerek 3 değerli demir bileşikleri yapabilir. Bu da su içeriğiyle kolayca ayrışır. Rengi kırmızı, sarımsı ve kahverengimsi olur.

1.2.d) Biyolojik kimyasal ayrışma: Organizmalar kimyasal ayrışmaya da neden olabilir.

Bakteriler, yosunlar, mantarlar çıplak kaya üzerine yerleşebilir ve bu organizmalar, organik asit gibi etkileyici madde üretirler. Bu maddelerde ayrışmaya neden olurlar.

2. Aşınma: Ayrışma sonucu oluşmuş materyalin dış etkenler yardımıyla yerinden alınması sonucu oluşur.

Bu aşınma etkileri; su, rüzgar ve buzul olabilir. Ayrışma ve aşınma bazen birlikte bazen de birbirini izleyecek şekilde faaliyet gösterirler.

Ayrışma, genellikle çok uzun zaman sonucunda oluştuğu halde aşınma, genellikle kısa zamanda oluşur.

3. Taşınma: Ayrışmış materyalin erimiş kolloidal veya katı halde yerinden alınıp başka yörelere götürülmesi olayıdır.

Taşınmayı oluşturan nedenler; su, rüzgar, buzul ve gravite (yerçekimi)’ dir. Su ve rüzgar, bu nedenlerin başında gelir. Akarsular, en önemli taşıyıcıdırlar.

Akarsu yatak tabanını itme kuvvetiyle etkiler, suyun hızı dolayısıyla tabandaki büyük parçalar birbiri üzerinden kayarlar. Küçük parçalar ise gerek zeminde gerek suyun içerisinde akarsuyun hızına bağlı olarak daha hızlı taşınırlar.

Herhangi bir kayaç parçası akarsu ile sürüklenme esnasında sivri olan kenar ve köşeleri törpülenerek yuvarlaklaşır.Yuvarlaklaşmanın iyi veya kötü gelişmiş olması bu kayacın (parçanın) ana kayadan uzaklığı ile orantılıdır.

Akarsularda kırıntılar, iki tip akıntıyla taşınırlar.

Sakin akıntı (laminer), Çalkantılı akıntı (türbülans).

4. Parçalanma: Akarsularda, buzullarda ve çöllerde tanelerin, birbirine çarparak daha küçük parçalara bölünmesiyle kayaçlar parçalanabilir. Bu parçalar, ufalanarak bazen un gibi küçük zerrelere bölünebilir.

Bu parçalanma olayı üç aşamada olur.

ezilme, ufalanma, öğütme.

5. Çökelme: Çeşitli araçlarla taşınan materyalin taşınma kuvvetinin yerçekimi kuvvetinin altına düşmesi nedeniyle veya kısaca bir yerde birikmesiyle çökelme olayı başlar. Rüzgarlar, kuvvetleri oranında en önde tozlar olmak koşuluyla kırıntıları taşırlar.

Isının çökelmedeki rolü büyüktür. Birçok mineral özellikle tuzlar, kış mevsiminde yani soğukta çökelirler.

CO2 gazı soğuk suda fazla erimez. Halbuki ısının artmasıyla CO2’in sudan çıkması sonucu CaCO3’ta çökelir.

Evaporit: Kapalı havzalarda yeterince beslenemeyen iç denizlerde oluşan tuzlu çökeltiye “evaporit” denir.

En iyi çökelme havzası, denizler ve okyanuslardır.

Denizler ve okyanuslar, derinliklerine göre şu bölgelere ayrılır ve bunlar çökelme koşulları bakımından birbirlerinden farklıdır.

a) Kıyı bölgesi: Sığ, birkaç metre derinliği olan kıyıya yakın bir bölgedir. Kıyı aşındırması, gel-git, sıcaklık ve ışık değişimlerinin kuvvetli etkisi altındadır.

b) Sığ deniz bölgesi: Bu bölge sediment bölgesi gelişi iklim ve canlıların yerleşme açısından karalarla ilişkiyi sürdürebildiği kesimlerdir.

c) Derin deniz bölgesi: Bu bölge, okyanusların karalardan uzak kesimlerini kapsar. Okyanuslar ve denizler, karalarda oluşan ayrışma ürünlerinin en iyi çökelttiği sahalardır. Çökelen malzemenin çoğunluğunu akarsular taşır.

6. Taşlaşma: Tortullaşma havzalarında çökelen sedimentler, detritik parçaların, kristallerin veya organik maddelerin birkaçı veya tümünün karışımı şeklindedir.

Başlangıçta gevşek ve karışık olan bu çökelti, çeşitli etkiler vasıtasıyla yıkayarak taşlaşmaya başlar. İlk durumda gevşek olan taneler, sıkışma sonucu birbirine yaklaşır.

Bu taşlaşma esnasında rol oynayan en önemli etken, hidrostatik basınçtır. Aynı zamanda, tektonik kökenli sıkışmalarda olabilir.

Sıkışma sonucu kayacın gözenekliliği azalır. Sıkışma derinlikle artar. Derinlerdeki sedimentler, üstteki kalınlığın etkisi ile daha kolay sertleşebilir.

Sıkışma olayları sonucunda; kil-kiltaşına, silt-silttaşına, kireç-kireçtaşına, kum-kumtaşına dönüşebilir.

Sedimentler ne kadar sıkışırsa sıkışsın yine de taneler arasında boşluklar kalabilir.

Daha sonra sediment içine sızan bazı eriyiklerden buralara çimento malzemesi (ara madde veya matriks) çökelir. Bu boşluklarda bazı mineraller oluşabilir. Bu çimento maddeleri mineralleri birbirine yapıştırarak kayacın sertleşmesini sağlar.

7. Başkalaşım: Yüksek ısı ve basınç altında kalan sedimentlerde yeni minerallerin oluşması veya eski bileşim veya şekillerin değişmesi olayıdır.

Sedimanter Kayaçların Genel Özelikleri

Tabakalanma gösterirler. Makro ve mikro fosil içerebilirler.

Bu kayaçlar belirli bir sedimantasyon devresi sonucu oluştuğuna göre sınırları tavan ve tabanları bellidir. Çoğunlukla alt ve üst yüzeyi birbirine paraleldir.

Sedimanter kayaçlar bazı koşullar dışında gözle görülebilir mineral veya kristal içermezler.

Yer kabuğunun çok derinliğine kadar inmezler. Genellikle yüzeyde yayılımları çok fazladır.

Yatay ve düşey hareketler sonucu kırıklı ve kıvrımlı bir yapıda olabilirler.

Tortul Kayaların Sınıflaması

Tortul kayaçlar; kökenlerine ve oluşum ortamlarına göre klastik (kırıntılı), organik ve kimyasal olmak üzere üç sınıfa ayrılırlar.

Klastik (kırıntılı) tortul kayaçlar: Çeşitli büyüklüklerde taş ve mineral parçalarının karalarda ve denizlerdeki tortullaşma havzalarında çökelmeleri ile meydana gelen taneli-parçacıklı kayaçlardır.

Değişik boyuttaki tanelerin bir çimento maddesi ile birleşmeleri, birbirlerine kenetlenmeleri sonucu katı ve sıkı halde bulunan çimentolu tortul kayaçlar oluşur;

Örneğin; kumtaşı, konglomera gibi.

Taneleri birbirine bağlayacak ve birleştirecek bir madde bulunmadığı hallerde, taneler serbest kalır ve çimentosuz tortul kayaçlar meydana gelir.Örneğin, kum, çakıl ve kil gibi.Kırıntılı tortul kayaçların sınıflaması ve adlandırılması; tanelerin boyutlarına, türlerine, biçimlerine, yuvarlak ve boylanma derecelerine, homojen ve heterojen oluşlarına ve çimento maddesinin bileşimine göre yapılır .

Tabakalı ve kıvrımlı kumtaşı ve şeyller

Klastik tortul kayaçların bileşimine giren başlıca mineral ve kayaç parçalarının türleri ve bunların yaklaşık olarak % katılma oranları şöyledir:

Kuvars: %35-50

Kil mineralleri (serisit, muskovit, illit, montmorillenit, klorit, kaolenit ve boksit grupları): %25-35.

Metamorfik kayaç parçacıkları (sleyt, fillit, şist, metakuvarsit parçacıkları): %5-15.

Feldispatlar (ortoklaslar plajioklaslardan daha çok): %5-15.

Çörtler (çörtlü kireçtaşlarından gelme): %1-4.

İri mikalar (muskovit, biotit, klorit): %0.1-0.4.Karbonatlar (eski kireçtaşlarından): %0.2-1).Ağır ve duraylı mineraller (magnetit, ilmenit, hematit, limonit, zirkon, turmalin, rutil, granat, apatit, kyanit, staurolit, epidot, hornblend, piroksen): %0.1-1.

b) Organik tortul kayaçlar: Foraminiferler, radiolarialar, algler, süngerler ve özellikle mercanlar gibi taş yapan organizmalardan veya bunların irili-ufaklı parçalarından, kırıntılardan oluşan kayaçlardır. Organizmaların katı kısımları burada taşlaşmış, fosil haline gelmişlerdir.

c) Kimyasal tortul kayaçlar: Doygun eriyiklerin çökelmesi ve tuzlu suların buharlaşması sonucu meydana gelen tortulardır.

Mağaralardaki dikit ve sarkıtlar, deniz kıyılarındaki kireçli ve demirli oolitler, kapalı göl kenarlarındaki tuz birikintileri ve kaynaklar etrafındaki taşlaşmalar (travertenler), kimyasal tortulların başlıca örnekleridir.

Kimyasal tortul kayaçların sınıflaması ve adlandırılması, bu tortuların temel kimyasal bileşimine göre yapılır.

Örneğin; kireçtaşları (esas maddesi CaCO3), dolomitler (esas maddesi CaMg(CO3)2), demirli silisli tortular ve tuzlar gibi.

d) Kireçtaşları veya kalkerler: Karbonatlı kayaçlar tüm tortul kayaçların yaklaşık olarak %25-35’ini meydana getirirler.

Klastik (kırıntılı) tortul kayaçların başlıca örnekleri.

Tortul kayaçlardan

kumtaşlarının

doğadaki görünümü

a) Kalın tabakalı yoğun

kumtaşı ve üzerindeki

kiltaşı seviyesi

b) Kumtaşlarında

tabakalanma

Organik tortul kayaçların başlıca örnekleri

a) Mikrit: Mikrokristalli kalsit hamuru 1-4 mikron çapında taneleri olan ve ince kesitlerde saydam görülmeyen kireç maddesidir.b) Sparit: Çapları 10 mikron ve daha büyük tanelerden oluşur; parlaklığı ve iri kristalleri ile mikrokristalli hamurdan ayrılır. Genellikle gözenekleri dolduran bir çimento durumundadır. Bazen çok hızlı çökelir veya çok ince karbonat zerrelerinin yeniden kristallenmesi sonucu meydana gelirler.a) İntraklastlar: Oluşum sırasında kırılmış-parçalanmış anlamına gelen bu parçalar, çok az katılaşmış, hafifce konsolide olmuş karbonat tortularının akıntılar etkisiyle yerlerinden kopartılarak bir miktar taşındıktan sonra yeniden çökelmeleri sonucunda meydana gelirler. Kırıntıların boyutları, ince kum ile iri çakıl arasında bulunur.

b) Oolitler: 0.1-1.0 mm çapında, ışınsal veya konsantrik yapısı olan tanelerdir. Genellikle bir çekirdek etrafında oluşurlar ve kalsitin hızla çökeldiği dalgalı ve akıntılı sularda gelişirler.c) Fosiller: Çoğu kireçtaşlarının esas elemanlarını oluştururlar. Kayaç yapıcı olanların başlıcaları; algler, foraminiferler, süngerler, mercenler ve Briyozoalar’dır. İkincil olarak da: Brachiopod’lar, Gastropod’lar, Ostracod’lar, Trilobitler ve Echinid’ler çok sayıda kireçtaşlarının bileşimine katılırlar.

d) Pelletler (topaklar): Ortalama 0.03-0.20 mm çapında, iyice yuvarlanmış ve boylanmış agregat halindeki mikrokristalin kalsit tanelerinden oluşur.

Bunlar, belki solucanların veya diğer omurgasız canlıların dışkı topaklarıdır. Bazen yeniden kristallenme ile de meydana gelirler.

Kimyasal tortul kayaçların örnekleri.

Bazı Sedimanter Kayaçların Özellikleri:

Çakıltaşı (konglomera): İrili, ufaklı, yuvarlak çakıllardan oluşan sedimanter kayaç olup, ince taneli çimento ile bağlanmıştır. Diğer bir değimle, yuvarlanmış köşeli yüzeyler göstermeyen çakıl ve kaya bloklarının doğal bir çimento ile çimentolaşmasından oluşur.

Bu doğal çimento, silisli, kireçli ve demiroksitli olabilir. Konglomeraları oluşturan büyük çakıllar nehir ve derin derelerin ağzında kıyılara yakın yerlerde alüvyon yataklarında ve deltalarda yığılır.

Konglomeralardaki çakıllar; çoğunlukla kuvars, kireçtaşı ve kuvarsittir. Yuvarlanmış kayaçlardan oluşan bu çakıllar bazen mağmasal, bazen metamorfik veya sedimanter kökenli olabilirler.

Breş: Çok köşeli parçaların doğal bir çimento ile çimentolanmasından oluşurlar.

Sedimanter, tektonik, volkanik, erime, sedef, kemik breşi gibi çeşitlere ayrılır.

Aglomera: Yuvarlak şekilli volkan bombası, volkanik blok, lapilli gibi piroklastik maddelere tüf karakterinde ince bir hamurla çimentolanmasından oluşurlar.

Kumtaşı: Çimentosuyla tanınan en önemli sedimanter kayaç kumtaşıdır. Genellikle rüzgar, su ve buzulların daha yaşlı kayaçlar üzerinde dağıtıcı etkileriyle oluşur.

Kumtaşları, genellikle kuvars tanelerinin silisle kireç veya demiroksitle bağlanması ve çimentolanması sonucu oluşur.

Silis çimentolu kumtaşları, sert ve dayanıklıdır.

Asıl kumtaşının çimentosu opal, kalsedon ve kuvarstır.

Kum taneleri kuvars, feldspat içerirler.

Kumtaşlarının birçoğu sığ denizlerde veya kıyıya yakın yerlerde oluşurlar.

Genellikle fosil dalga izleri ve sığ sularda yaşayan hayvan kabuklarını içerirler.

Kuvarsit: Kuvarslı kumtaşlarının yine kuvarslı bir çimento ile birleşmesinden oluşurlar. Gözenekleri çok azdır.

Kırık yüzeylerinde yağsı ile camsı parlaklık gösterirler.

Diyajenez ya da başkalaşım sonucu oluşmuşlardır.

Psamit: Kuvars, feldspat ve mikadan oluşurlar. Bu mineraller doğal bir çimento ile tutturulmuştur. Mika pulları seviyeler halinde sıralanmıştır.

Arkoz: Granitlerin mekanik ayrışmasıyla oluşan klastik maddelerin çimentolanmasıyla oluşurlar. Bu nedenle granitlerle aynı mineralleri içerirler. Arkozlar gözenekli kayaçlardır. Renkleri gri, pembe, kırmızımsı ve morumsu olabilir.

Grovak: Kuvars, feldspat taneleri yanında bol miktarda volkanik parça içeren kırıntılı kayaçlardır. Çimento maddesi kildir. Aynı zamanda kloritte içerirler. Taneler genellikle köşeli ve tanelidirler. Klorit içermesinden dolayı rengi yeşil olabilir.

Tüf ve tüfitler: Volkanik kül ve lapillerin göl ya da deniz tabanına çökmesiyle oluşmuşlardır. Köken olarak volkanik kül ve tozlardır. Bileşimine göre;a) Camsal, b) Mineral taneli ve c) Kayaç parçalı tüflerdir.

Tüfitlerin ise boyutları 2 mm ile 30 mm arasında bulunan çeşitli piroklastik maddeler ile kırıntılı elemanların, doğal bir çimento ile birleşmesinden oluşmuşlardır.

Silttaşı: Akarsuların taşkın zamanlarında arazilerde bıraktıkları çamura mil veya silt denir. Bu çamur içinde 0.005 ile 0.05 mm boyutlarında değişen mineral kırıntıları bulunur.

Kiltaşı: Killerin sertleşerek kayaç haline gelmesiyle oluşur ve tane boyutları 0.005 ile 0.05 mm arasındadır. Kil taneleri çok ince olduğu için derin ve sakin sulara doğru sürüklenirler ve buralarda ince tabakalar veya yataklar halinde çökelir.

Renkleri gri, siyah ve donuk kırmızımsıdır. Çok ince taneli olduklarından suyu geçirmezler.

Kil mineralleri granit, siyenit ve andezit gibi feldspat içeren kayaçlardaki feldspatların ayrışımı sonucu oluşurlar.

Bu ayrışım sonucunda önce kaolen sonra bentonit ortaya çıkar daha sonra bunların erozyonlarıyla göl ve deniz diplerine çökelmesiyle killer oluşur.

Bu killer, daha sonra diyajenez sonucu kiltaşına dönüşür.

Killerin Oluşumu Şeyl, killi kireçtaşı, sleyt ve fillit gibi kil içeren

kayaçların, kimyasal bir değişikliğe uğramadan, bulundukları yerde fiziksel olarak ayrışmaları ve ufalanmaları ile,

Feldispatlar ve feldispatı çok kayaçların kimyasal ayrışmaları ve toprak haline gelmeleri sırasında;

Volkan küllerinin (tüflerinin) su altında ayrışmaları sonucu,

Tortuların çökelmesinden sonra deniz diplerinde meydana gelen diyajenetik değişiklikler etkisi ile,

Kalın sediment istifleri altında ve göç eden eriyiklerin etkisi ile meydana gelen diyajenetik ve kısmen metamorfik değişikliklerle ve

Diyajenezden sonraki ayrışma sırasında.

Şeyl: Eğer kiltaşları daha fazla sıkışmaya uğrarsa ince yapraklı ve plaketli bir yapı kazanır. O zaman kayaç şeyl adını alır.

Tipik bir şeyl ince taneli, homojen, kolaylıkla çizilebilen ve ince plaketlere ayrılabilen bir kayaçtır.

Rengi grimsi, gri-beyaz, pembe ve mor olabilir.

Şeyllerin başkalaşıma uğramasıyla sleyt=arduvaz oluşur.

Kireçtaşı: Kireçtaşları her zaman saf CaCO3’tan oluşmazlar.

İçlerinde değişik oranlarda magnezyum karbonat, kil mineralleri, kuvars ve feldspat parçaları, organik maddeler vs. bulunabilir.

Kireçtaşları;

a) Yapı ve dokularına göre,b) İçerdikleri organizmalara göre,c) İçerdikleri diğer mineral ve maddelere göre kireçtaşları inorganik, oolitik ve pizolitik şeklinde sınıflandırılır.

• İnorganik kireçtaşları masif bir yapıdadır. Ca(HCO3)2 ısı ve basıncın düşmesi gibi etkenlerle CaCO3, H2O, CO2 şeklinde ayrılmasıyla çökelir.

• Oolitik kireçtaşı ise, denizin sığ ve dalgalı olan yerlerinde aynı zamanlarda sıcak denizlerde çökelir.

• Pizolitik kireçtaşları 2 mm’den büyük oolit şeklindedir.

Kireçtaşı tüfü ve traverten: CaCO3’lı sıcak su kaynaklarının çökelleridir. Bol miktarda kalsiyum karbonatı eriyik halinde içeren, genellikle gazlı, ılık ve basınçlı suların yeryüzüne çıkınca gazların uçması, basıncın kalkması ve soğumasıyla oluşur. Örneğin; Pamukkale gibi.

Sünger gibi olanlarına da rastlanır bunlardan gözenekli ve bol geçirimli olanlara kireçtaşı tüfü adı verilir. Daha az boşluk içeren ve yoğun olanlara ise traverten denir.

Sarkıt-Dikit: Erimiş halde kireçtaşı içeren basınçlı ve gazlı suların mağara boşluklarına girmesiyle oluşur.

Mağaralara giren bu kalsiyum karbonatlı sular buharlaşarak uzun ve konsantrik yapılı kireçtaşlarını oluşturur.

Eğer bu oluşum aşağıdan yukarıya doğru birikirse dikit, yukarıdan aşağıya doğru oluşursa sarkıt adını alır.

Çakmaktaşı (çört): Kireçtaşı boşlukları içinde oluşur. Bir örtü içinde kimyasal olarak opal, kalsedon ve kuvarsdan ibarettir.

Çakmaktaşı yumrular, ince tabakalar ya da damarlar halindedir. Çok ince kristallidir.

Radyolarit ve Diyatomit: Radyolarit, radyolarya adı verilen tek hücreli hayvanların oluşturduğu, kırmızı renkli, çok sert, asitlerde köpürmez ve çeliği çizen bir kayaçtır.

Diyatomit ise, diatome adı verilen tek hücrelilerin oluşturduğu, beyaz renkli, elde toz bırakan, hafif olan su üzerinde yüzen bir kayaçtır.

Metamorfik (Başkalaşım ) Kayaçlar

Metamorfik kayaçlar tortul veya mağmatik gibi, diğer kayaçların sıcaklık, basınç, gerilme ve kimyasal aktivitesi olan sıvılar etkisi ile değişmeleri, başkalaşmaları sonucu meydana gelirler.

Bu kayacı oluşturan minerallerin yeni bir düzen alması şeklinde başka bir kayaca dönüşmesi olayına başkalaşım denir.

Metamorfizma, yer kabuğunun derinliklerinde hüküm süren değişik fiziksel ve kimyasal şartların etkisi ile kayaçlarda katı halde oluşan mineral değişikliği veya mineral transformasyonu olayıdır.

Mineraller, belirli bir sıcaklık ve basınç altında duraylı durumda bulunurlar. Her mineralin kendine öz bir duraylılık sıcaklığı basıncı vardır. Eğer sıcaklık ve basınç değerinde bir artma, bir değişme olursa, mineralde de değişme başlar.

Mineral aynı kimyasal bileşimde başka bir duraylı minerale dönüşür böylece bir mineral transformasyonu olur.

Başkalaşım kayaçları genellikle üç olay sonucunda meydana gelebilir.

Kontakt (değme) veya termal metamorfizma

Dislokasyon veya kataklastik metamorfizma

Bölgesel termo-dinamo metamorfizma

Çökme veya gömülme metamorfizma.

Bu dört başkalaşım olayında meydana gelen kayaçların mineralojik ve fiziksel özellikleri birbirinden farklı olduğu gibi yapı ve dokuları da birbirine benzemez.

Metamorfik kayaçların bileşimine giren mineraller başlıca iki gruba ayrılır.

a) Kalıntı mineralleri

b) Başkalaşım sırasında oluşan yeni mineraller.

Kalıntı mineralleri, başkalaşıma uğramış olan ilk kayaca ait minerallerin kalıntılarıdır.

Başkalaşım sırasında oluşan yeni mineraller metamorfik kayacın asıl mineralleridir. Bu mineraller metamorfik kayaçlar için karakteristiktir. Örneğin; sillimanit, glakofon, disten vb.

Kontakt veya termal metamorfizma: Metamorfizma olayı büyük ve sıcak bir mağma kütlesinin çevresinde meydana geldiği zaman denir.

Dislokasyon veya kataklastik metamorfizma: Büyük bir fay veya bindirme düzlemi kenarında oluştuğu takdirde meydana gelir.

Bölgesel termo-dinamo metamorfizma: Jeosenklinallerde dağ oluşumu hareketleri (orojenez) ile birlikte meydana gelen metamorfizmaya denir.

Gömülme metamorfizması: Dip kısımlarının yavaş yavaş çökmesi ile onbinlerce metre kalınlıkta tortuların biriktiği jeosenklinallerde gelişen metamorfizmaya denir. Basınç ve sıcaklığın derinlikle değişen değerlerine bağlı olarak meydana gelen metamorfizma çeşitleri şekilde belirtilmiştir.

Metamorfik Kayaçların Genel Özellikleri

1) Genellikle kristalli bir yapıya sahiptirler.

2) Metamorfizma derecesi düşük olan kayaçlar yapraklı bir yapı gösterirler.

3) Metamorfizmaya özgü yeni mineraller içerirler.

4) Primer kayaca ait tabakalı yapı kaybolabilir.

5) Metamorfizma derecesi çok düşük olan kayaçlarda ender olarak fosil bulunabilir.

6) Büyük masifler (kütleler) halinde bulunabilirler.

Başkalaşım Kayaçlarındaki Yapılar ve Dokular

Foliasyon: Metamorfik kayacı oluşturan belirli minerallerin birbirine paralel düzlemler, mercekler veya bandlar teşkil edecek şekilde toplanmaları, sıralanmaları ile meydana gelen bir yapı şeklidir.

Şistozite: Değişik boyuttaki mineral tanelerinin tam paralel veya yarı-paralel biçimde dizilmeleri, sıralanmaları sonucu meydana gelen bir doku (yapı) biçimidir.

Yassı mika kristallerinin paralel dizilişleri ile düzlemsel şistozite, amfibol gibi ince-uzun kristallerin paralel sıralanışları ile de çizgisel şistozite oluşur.

Foliasyonla şistozite çoğu kez birlikte gelişirler ve birbirlerine paraleldirler.

c) Klivaj (dilinim): Kayaçların paralel düzlemler boyunca yaprak veya dilim dilim ayrılması özelliğidir.

d) Lineasyon: Metamorfik kayaçlardaki minerallerin veya yapıların birbirine paralel olarak dizilmesiyle oluşan yapılardır.

Çok genel anlamda metamorfik kayaçlardaki her türlü çizgisel yapılara lineasyon, her türlü düzlemsel yapılara foliasyon adı verilir.

e) Kalem veya çubuk yapısı: Sadece metamorfik kayaçlarda görülen ve genişlikleri bir kaç cm olan paralel sütunlardır.

Dokular;

a) Hornfelsitik doku, b) Granoblastik doku, c) Lepidoblastik doku, d) Heteroblastik doku, e) Nematoblastik doku, f) Porfiroblastik doku

Bazı Metamorfik Kayaçlar ve Özellikleri

Sleyt: İnce yapraklar halinde belirgin foliasyonu olan (sleyt klivajı) bileşiminde en çok muskovit pulları bulunan, şeyllerden ve ince taneli, volkanik tüflerden oluşmuş ve çok hafif metamorfizma geçirmiş bir kayaçtır. Arduvaz veya çatıtaşı olarak da adlandırılır. (Çizelge 4)

Fillit: Sleyte benzeyen, fakat ondan biraz daha fazla değişikliğe uğramış ince taneli, kolaylıkla şistozite düzlemlerine ayrılabilen metamorfik bir kayaçtır.

Bileşiminde en çok parlak serisit pulları ve biraz klorit ile kuvars bulunur. Serisit+klorit toplamı %50’nin üzerindedir.

Kuvars miktarı serisit+klorit toplamından daha fazla olursa, kayaca kuvarsfillit denir.

Şist: Düzlemsel ve çizgisel paralelliği çok iyi gelişmiş, oldukça şiddetli derecede değişikliğe uğramış orta taneli bir kayaçtır.

Bileşimine giren başlıca mineraller mikalar (biyotit, muskovit), klorit ve talk (tremolit)’tır. Bunlar kayacın %50’sinden fazlasını oluştururlar ve gözle görülebilecek boyutta kristaller halinde bulunurlar. Mikaşist, kloritşist, talkşist, yeşilşist gibi.

Yeşilşistin bileşimine serisit, epidot, klorit ve albit girer. Eğer kuvars miktarı fillosilikatlardan daha fazla olursa, bu takdirde kayaca kuvars-mikaşist adı verilir.

Mikaşistler %20’ye kadar feldispat içerirler. %20’den fazla feldispatı bulunan metamorfik kayaçlara genellikle gnays denirse de, mikaşist-gnays arasındaki fark, bileşimden çok doku ile ilgilidir.

Şistler, çekiçle vurulduğunda kolaylıkla cm hatta mm kalınlıkta levhalara ayrılabilirler.

Gnays: Gnayslarda şistler gibi çekiçle vurulduğunda cm veya dm kalınlıkta levhalara veya prizmalara bölünürler. Ayrılma, mika yüzeyleri boyunca meydana gelir.

Gnayslar, orta ve iri taneli, iri kristalli, çoğunlukla açık renkli, kuvars ve feldspatlardan oluşan, ileri derecede değişikliğe uğramış metamorfik kayaçlardır.

Mağmatik kayaçlardan (granit, diyorit ve siyenit) türeyen çeşidine ortognays, sedimanter kayaçlardan (grovak, şeyl, kiltaşı) meydana gelen ve kuvars-biyotit bakımından daha zengin olan türüne de paragnays adı verilir.

Amfibolit: Çoğunlukla hornblend ve plajioklaslardan oluşan ve ana kayacı bazik mağmatikler, tüfler veya marnlar olan orta ve iri taneli kayaçlardır.

Hornblend kristalleri şistlik düzlemleri üzerinde sıralanırlar.

Ayrılma özelliği şistler kadar değildir. Kuvars çok az bulunur veya hiç bulunmaz.

Mermer: Ufak ve iri taneli kalsit veya dolomit kristallerinden meydana gelmiş metamorfik bir kayaçtır.

Genellikle kireçtaşlarının metamorfizması sonucunda oluşurlar.

Bileşimine giren az sayıdaki diğer minerallere göre isimlendirilirler. Örneğin, muskovit-biyotit mermer gibi.

Kuvarsit: %80’den fazla kuvarstan oluşan taneli-kristalli bir kayaçtır. Kuvars taneleri birbiri içine girmiş durumda olup kayaca yüksek bir dayanıklılık verirler. Metamorfik olan bu tür kuvarsitleri metamorfik olmayan, diyajenez sonrası meydana gelen tortul kayaç niteliğindeki kuvarsitten ayırmak gerekir.

Fels: Özel bir kayaç dokusu için kullanılan bir terimdir. Masif-yoğun bir görünümü yansıtır. Örneğin; Q-Albit-Fels, Kalksilikat-fels.

Hornfels: Paralel yapısı olmayan, kırıldığı zaman kolayca parçalanan, eşit boyutta ince tanelerden oluşmuş (granoblastik), bazen iri kirstaller içeren, boynuz gibi sert bir kayaçtır.

Kontak metamorfizmaya uğramış killi kayaçlar ve grovaklar öncelikle bu çeşit bir doku gösterirler.

Metamorfizma geçirmiş oldukları halde, orijinal yapı ve dokuları tanınabilecek durumda olan mağmatik ve sedimanter kayaçlara meta ön eki takılarak adlandırma yapılır.

Örneğin; metabazalt, metagrovak, metadiyorit, metaçakıltaşı.

TABAKALI KAYAÇLARIN GENEL ÖZELLİKLERİ ve YAŞI

Tabaka ve Tabakalanma: Tortuların (tortul kayaçların) bileşim, tane büyüklüğü, renk ve sertlik bakımından birbirinden farklı yataklar halinde üst üste sıralanmasına “tabakalanma” denir.

Bir tabaka, belirli özelliği olan tortul malzemeden oluşur ve iki yüzeyi ile diğer tabakalardan ayrılır. Tabakaların kalınlıkları bir kaç metre ile bir kaç cm arasında değişir.

1 cm’den daha ince olanlara “lamina” denir.

İki komşu tabaka yüzeyi arasındaki sınır düzlemine “tabaka yüzeyi” adı verilir.

1-Homojen tabakalanma: Killi ve kireçli tortularda tabakalar genellikle eşit boyutta aynı cins tanelerden zerrelerden meydana gelirler. Bu çeşit tabakalanmaya “homojen tabakalanma” denir.

2-Heterojen tabakalanma: Kumlu tortularda ise, kum tanelerinin büyüklükleri tabaka içinde her tarafta aynı olmadığı gibi, tanelerin sıralanışları da muntazam değildir; bu çeşit tabakalanmaya “heterojen tabakalanma” adı verilir.

3-Dereceli tabakalanma: Tane boyutları tabakanın alt kısımlarında büyük ve üst kısımlarına doğru gittikçe küçülürse bu çeşit çökelmeye “dereceli tabakalanma” denir.

4-Çapraz tabakalanma: Tanelerin tabaka içindeki sıralanışları tabakanın alt ve üst yüzeylerine paralel olmayıp, bu yüzeylerle açılar yapacak şekilde ise, böyle bir tabakalanmaya da “çapraz tabakalanma” denir. Bunlarda levha, mercek ve kama şeklinde olabilirler. Çapraz tabakalanma, değişik yönlü su akıntılarının veya rüzgarların etkisi altında gelişir.

Büyük ırmakların denize döküldükleri yerde bulunan deltalarda ise, tabakalanma olayı özel bir durum gösterir. Burada birbirinden farklı eğimlerde üç çeşit çapraz yön bulunur.

Kaymalı veya buruşmalı tabakalanma: Yatay olmayan bir zemin üzerinde çökelen tortular zamanla ağırlıkları veya doğal sarsıntılar etkisi ile, bulundukları yerde kayarlar ve bu kayma sırasında üstteki yumuşak plastik tabakalar şekil değiştirirler.

Buna karşın, katılaşmış bulunan alt tabakalar ise, daha az değişikliğe uğrarlar, yalnız kırılır veya parçalanırlar, breş durumuna gelirler.

Tabakalanmanın bu türüne “kaymalı veya buruşmalı tabakalanma” denir. Bu çeşit yapılar tortuların henüz yumuşak, sulu bulundukları sırada meydana gelir. Bunlar sedimantasyon ile yaşıt deformasyonlardır.

Tabaka Yüzeylerindeki Yapı Şekilleri

1- Ripilmark: Tabaka yüzeyleri genellikle düz-pürüzsüz değildir; özellikle üst yüzeyler dalgalı veya girintili-çıkıntılıdır. Tabaka yüzeylerinde görülen önemli yapı şekillerinden birisi “ripilmark” denilen akıntı veya dalga izleridir.

Bunlar gevşek ve taneli tortularda üst yüzeylerin rüzgar, su akıntısı veya deniz dalgaları etkisi ile inişli ve çıkışlı bir şekil almalarıdır.

Ripilmark’ların başlıca iki türü vardır.

1. Asimetrik olanlardır; bunlara “akıntı ripilmarkları” da denir. Bunların az eğimli yamaçları akıntının veya rüzgarın geliş yönünü gösterirler.

2. İkinci tür “simetrik” ripilmarklardır; bunlar deniz dalgalarının iki taraflı ritmik hareketleri etkisi ile meydana gelirler ve bu nedenle “dalga ripilmarkları” olarak da adlandırılırlar:

Dalgalarda olduğu gibi ripilmarkların da bir uzunluğu ve bir yüksekliği vardır.

Simetrik ripilmarkları bulunan bir tabakada ise, ripilmarkların keskin-sivri uçları tabakanın üst yüzünü belirtir.

2- Kuruma çatlakları: Bunlar, killi-çamurlu tortuların uzun süre atmosfer altında kalmaları ve kurumaları sonucu meydana gelirler.

İç kısımları çoğu kez ince kum taneleri ile dolar. Kuruma çatlakları aşağı doğru daralır, kama biçimine girerler.

Bu özellikleri ile içinde bulundukları tabakanın alt ve üst yüzeyinin belirlenmesini sağlarlar.

Kuruma çatlakları olan tabakalarda çatlakların sivri uçları tabakanın alt yüzüne doğru yönelmiş bulunur.

3- Yağmur ve dolu izleri: Yağmur ve dolu taneleri, yumuşak tabaka yüzeyleri üzerine düştükleri zaman, yuvarlak izler, oyuklar meydana getirirler.

Tortu içindeki tuz kristallerinin erimesi ile de tabaka yüzeyinde köşeli çukurlar oluşur.

Kumlu ve killi tabaka sınırlarında oluşan yumruların yuvarlak tarafları kumlu tabakanın alt yüzeyini, killi tabakadaki oyuklar ve çukurluklar bu tabakanın üst yüzeyini belirtirler.

4- Canlı izleri: Kumlu ve killi tabaka sınırlarında, ağırlık, akıntı ve sürüklenme izleri olarak meydana gelen çeşitli şekillerde, tabakaların alt ve üst yüzeyleri ile akıntı yönlerini belirtirler.

Bunlar killi tabakanın, özellikle türbiditlerin alt yüzeylerinde kalem, kaval, kaşık, gaga ve yumru biçiminde kabartılar, çıkıntılar veya dolgular meydana getirirler.

Kumlu ve killi tabaka sınırlarında oluşan yumruların yuvarlak tarafları kumlu tabakanın alt yüzeyini, killi tabakadaki oyuklar ve çukurluklar, bu tabakanın üst yüzeyini belirtirler.

5- Yastık lavlar: Su altında, deniz diplerinde katılaşan yastık şeklindeki pillov lavların kabarık kısımları lav akıntısının üst yüzeyini gösterirler.

Benzer şekilde, boşluklu-gözenekli lav yataklarında, büyük boşluklar lav tabakasının üst tarafında, çok küçük boşluklar ise tabakanın alt kısmında bulunurlar; alt kısım bazen tüm boşluksuz olabilir.

İki kavkılı fosillerde, yassı kavkılar tabakanın alt tarafını, kabarık kavkılar ise üst tarafını belirler.

6- Dereceli veya boylanmalı tabakalanma: Bu tabakalarda iri taneler altta, ufak taneler ise tabakanın üst kısımlarında bulunurlar ve alttaki en iri tanelerle üstteki en ufak taneler arasında yer alan diğer taneler, boyutlarına göre, dereceli-boylanmalı bir sıralanış gösterirler.

7- Çapraz tabakalanma: Çapraz düzlemlerin az eğimli kısımları tabakanın altını, dikce olan ve üzerine gelen tabaka yüzeyi ile belirgin bir açı yapan kısım ise tabakanın üstünü belirtir.

Tabaka serileri veya istifleri

Çok sayıda tabakalar yan-yana veya üst üste bulundukları zaman bir tabaka serisi veya tabaka istifi meydana getirirler.