Bu ders sunumunun hazırlanmasında Prof.Dr. Ali YILMAZ ve Yrd.Doç.Dr. T.Fikret SEZEN’in sunularından yararlanılmıştır

Yapısal jeoloji, gözlenen ve ölçülebilen jeolojik yapıların

irdelenmesidir. Söz konusu yapıların konumu arazide

belirlenip haritaya aktarıldıktan sonra, bu yapıları

oluşturan kuvvetlerin konumu irdelenir. Bu jeolojik

yapıların oluşum yaşları ise ikinci planda yer alır.

Tektonik ise, Yer'in günümüzdeki mimarisini oluşturan

yapısı ile bu yapıyı oluşturan kuvvetlerin birlikte

irdelenmesidir. Ayrıca, tektonik yerkabuğunun yapısı ile

bu yapıyı oluşturan süreçler arasındaki ilişkileri tarihi

gelişim içinde irdeleyen jeolojinin bir koludur.

Yerkabuğunu oluşturan kayalar, yerin canlılığını

da yansıtan çeşitli kuvvetlerin denetimi altındadır.

Bu kuvvetlerin doğal sonucu olarak kırıklar,

kıvrımlar ve faylar gibi çeşitli yapılar oluşur.

Kuvvetlerin yönü ile meydana gelen yapılar

arasında bazı temel ilişkiler vardır. Bu ilişkileri

anlamak için önce kuvvet, basınç, gerilme ve

deformasyon gibi bazı temel kavramların

incelenmesi gereklidir.

Kuvvet (force), duran bir cismi harekete geçiren yada hareket halindeki bir

cismin hızında herhangi bir değişim yaratan vektörel bir niceliktir. Vektörel bir

nicelik olması dolayısıyla kuvvetin yönü ve şiddeti tanımlanabilir. Bu tanımlama,

üç boyutlu bir mekan içinde yapılırsa, kuvvet bileşenlerine de ayrılabilir

Basınç (pressure), cismin dışından kaynaklanan kuvvetin bir biçimi olup,

kayaların, hacim ve biçim yönüyle fiziksel özelliklerini değiştirir. Aynı zamanda

basınç, birim alanı etkileyen yük olarak tanımlanabilir.

Gerilme (stress), ise cisme dıştan gelen bir kuvvete karşı gelişen iç kuvvettir.

Bu çerçevede gerilme, yada gerilim birim alanı etkileyen vektörel kuvvet olarak

tanımlanmaktadır.

Deformasyon cisimleri etkileyen dış kuvvetlerle iç kuvvetlerin çatışmasının bir

yansıması olarak oluşur. Yani deformasyon, katı bir cismi etkileyen kuvvetler

nedeniyle, cismin boyutlarında ve şeklinde meydana gelen değişim olarak

tanımlanır.

Bir cismi etkileyen kuvvet bileşenlerine ayrıldığı gibi, bu kuvvetin cisimde

yarattığı gerilme ve deformasyon da üç boyutlu bir mekanda bileşenlerine

ayrılarak irdelenebilir.

Kuvvet, vektörel ve nicelikseldir.

Gerilme ve deformasyon da kuvvetin bileşenleri doğrultusunda sayısal

değerlerle ifade edilebilir.

Gerilme elipsoidi ile deformasyon elipsoidinin temel unsurları

Yerkabuğu tekdüze (homojen) olmadığı için gerilme ve deformasyondan farklı biçimlerde etkilenmektedir. Örneğin kırılgan (rijit) cisimler, pek fazla bir biçim değişimine uğramadan kırılmaya uğrarlar. Buna kireçtaşı, granit, mermer örnek verilebilir.

Bazı cisimler ise kırılmadan burulma bükülme, yamulma gibi biçim değişimine uğrarlar. Plastik davranışlar sunan killi-kumlu kayaların gösterdiği bu tür deformasyona sünümlü deformasyon adı verilir.

Gerilme ile deformasyon arasındaki ilişkiler

Deneysel olarak yapılan ölçümlerde,

deformasyonun gerilmeye oranı, kayanın

dayanımlığını belirler ve buna da elastisite

modülü (Young modülü) denir.

E= F/D,

(E: elstisite modülü, F: gerilme, D: deformasyon.)

TABAKALI KAYAÇLARIN TEKTONİK DEFORMASYONLARI

Tabakalı sedimanter kayaçlar, ilksel yatay konumlarını bazen koruyabilmekte; çoğunlukla eğim kazanmış, kıvrımlanmış, kırılmış veya kaymış olarak gözlemlenmektedirler

Burada ele alınan tektonik terimi, tektonikos=yapıya has sözcüğünden gelmektedir. Tektonik deformasyon da yapı ve şekil değişikliği demektir. Bu olay, yerkabuğundaki etkili olan farklı yönlü basınç ve gerilmelerin oluşturduğu tektonik hareketlerin bir sonucu olarak oluşur. Tektonik ile yaklaşık eş anlamlı olarak kullanılan diastrofizm terimi ise, sıradağlar ve kıtaların oluşumu, şiddetli volkanizma, kara ve denizlerin yer değiştirmesi gibi büyük ölçüdeki yerkabuğu hareketlerini ifade eder.

Günlük yaşamımız içinde değişmez olarak bildiğimiz yerkabuğu, aslında sürekli bir hareket ve madde değişimi içindedir; yerkabuğundaki farklı parçalar, birbirine göre yatay ve dikey olarak yer ve şekil değiştirirler. Ancak, bu olaylar genelde çok yavaş geliştiğinden, bizler tarafından doğrudan algılanamazlar. Yerkabuğundaki bu hareket ve şekil değişiklikleri, duyarlı aletler yardımıyla ölçülebilmekte, boyutları ve hızları saptanabilmektedir. Yerkabuğunda uzun süreli gelişen ve bizim doğrudan algılayamadığımız değişikliklerin yanında, çok kısa süreli gelişen ve yeryüzünde bizim doğrudan algıladığımız değişikliklere neden olan bazı olaylar da görülür; deprem ve volkanik faaliyetler gibi. Bugün olduğu gibi, milyarlarca yıllık geçmiş tarihimizde de bu değişimler süregelmiştir; yeryüzünün bugünkü görünümü, bu sürekli deformasyonun bir sonucudur.

Kayalar, çökelme süreçleri sırasında yatay yada yataya

oldukça yakın bir düzlemde çökelirler. Yani, oluşan

katmanlar ve katmanlarda yer alan çizgisel yapı

elemanları yatay bir düzlemde yer alırlar.

Herhangi bir deformasyona uğrayan yada tektonik

süreçlerden etkilenen katmanlar önce kıvrımlanırlar ve

bu sırada çeşitli kırık ve çatlaklar meydana gelir. Daha

sonra ise faylanmaya uğrarlar.

Bu gelişim sırasında kayaların düzlemsel ve çizgisel

yapı elemanları yataydan farklı bir duruma gelirler, yada

bu elemanlar yatay düzlemle belirli açılar altında

bulunurlar.

Mikro ve makro kıvrımlar

Katmanlanma ve yapraklanma gibi düzlemsel elemanların

kıvrımlanmadan ileri gelen özel konumları onların doğrultusu ve

eğimi ile ifade edilir.

Doğrultu, katmanın yatay düzlemle (su yüzü ile) yaptığı arakesitin

kuzey ile yaptığı açı, eğim ise katmanın yatay düzlemle yaptığı

açı ile tanımlanır.

Kuzey

Eğim yönü

Yatay Düzlem

Düzlemsel ve Çizgisel Yapıların Konumları

Tabaka, klivaj, fay ve çatlak gibi eğimli düzlemsel yapı elemanlarının doğrultusu, bu düzlemlerin yatay düzlemle yaptıkları ara kesitleridir.

Doğrultunun değeri ise bu ara kesitin belli bir noktada, kuzey yönü ile yaptığı açının (90 dereceden

dar açı) derece değeridir.

Bu düzlemlerin eğim yönleri ise, eğimli oldukları coğrafik yöne göre ifade edilir; doğuya, batıya, kuzeydoğuya veya güneybatıya v.s. eğimlidir denir. Eğim değeri de, bu düzlemin doğrultusuna dik; aynı zamanda yatay düzleme dik bir düzlem içerisinde yatay ile yaptığı küçük açının değeridir. Düzlemsel yapıların doğrultusu ile eğim yönü arasında 90’ bir ilişki vardır.

Eğimli düzlem konumu

Eğimli tabakalar: Jeolojik harita ve kesit

Jeolojik harita

kesit

Çizgisel yapılar (Lineations)

Kıvrım ekseni, faylarda gelişen kayma çizikleri, katmanların tabanında izlenen akıntı izleri, bir katmanda çakılların dizilimi gibi çizgisel yapı elemanlarının yatay düzlemde ve coğrafi yönlere göre durumları ise doğrultu ve dalım ile tanımlanır.

Yapı elemanının doğrultusu bu elemanın yatay düzlem üzerindeki izdüşümüdür. Doğrultu değeri ise bu izdüşümün Kuzey ile meydana getirdiği açının derecesi ile ifade edilir.

Dalım ise çizgisel yapı elemanının eğik olduğu yöndür ve değeri, yapı elemanının yer aldığı dikey düzlem üzerinde yatayla yaptığı açının derecesidir

Kıvrım ekseni, iki düzlemin ara kesiti, faylardaki kayma çizikleri, akıntı izleri gibi çizgisel yapı elemanlarının yatay düzlem ile yaptıkları dar açı; o çizgisel yapının dalımı’dır. Bu çizgisel yapıların doğrultusu, yatay düzlem üzerindeki iz düşümlerinin kuzey coğrafik yön ile yaptıkları dar açı ile değerlendirilir. Demek ki, çizgisel yapıların bir doğrultusu, doğrultu değeri, dalım yönü ve dalım açısı (dalım değeri) söz konusudur. Çizgisel yapılardaki doğrultu değeri de, aynı düzlemlerde olduğu gibi yazılıp söylenir;

kuzey 73 doğu (K 73 D). gibi Çizgisel bir yapıda, doğrultu ile dalım yönleri ya aynı yönlüdür; ya da birbirinin 180 derece tersidir.

Şekilde, 1-5 numaralı tabakalardan oluşan antiklinalin ekseni, yatay düzlemle açı yapar şekilde eğik konumludur. Bu eksenin yatay düzlem üzerindeki izdüşümü, onun doğrultusudur. Bu doğrultunun kuzey ile yaptığı açı da doğrultu değerini verir. Kıvrım ekseninin dalım yönü ise onun eğik olduğu yöndür ve değeri, eksenden geçen düşey düzlem üzerinde, yatayla yaptığı açının miktarıdır; şekilde dalım kuzeyedir.

Bu şekil üzerindeki dalımlı çizgisel yapının konumu (eksenin konumu) KG/45K olarak yazılır.

Lineasyon

Fay çizikleri Metamorfik kayaç

Magmatik kayaçta plajiyoklas mineralleri Dalımlı antiklinal ekseni

1 2

3 4

5

K

Lineasyon ölçümü ve diyagramlarda değerlendirme

Tüm düzlemsel ve çizgisel

yapılara ait konumlar, jeolog

pusulası ile ölçülür. Ölçülen

değerler, gül ve kontur

diyagramlarında istatiksel olarak

değerlendirilir ve bu yapıların

oluşmasında etkili olan kuvvetler

ile ilgili yorum yapılır.

KIVRIMLAR

Katmanlı kayaçların dalga biçimini yansıtan deformasyonlarına

kıvrım denir.

Yani kıvrım başlangıçta yatay olan katmanların eğim kazanmış

durumudur.

Kıvrım kubbe biçiminde bir antiklinal ve tekne biçiminde bir

senklinalden meydana gelir.

Antiklinalin ve senklinalin iki kanadı vardır. Kanatların birleştiği

(kesiştiği) yere eksen denir

Kıvrımlar

geometrik özelliklerine göre [simetrik,

asimetrik, izoklinal-devrik ve kanatları paralel,

yatık (recumbent)],

morfolojik özelliklerine göre konsantrik,

benzer, kademeli (en echelon)],

oluşum mekanizması bakımından

(konsantrik, kesme, akma biçiminde)

sınıflandırılabilmektedir.

Monoklinal kıvrım

Tabakalı kayaçların

deformasyonları ile

çeşitli kıvrımlar oluşur.

Bunların en basiti

monoklinal (fleksür)

denilen tek yönlü bir

bükülmedir.

Antiklinal ve senklinal

Tabakaların tekne şeklinde

bükülmeleri ile senklinal,

kubbe şeklinde kıvrılmaları ile

de antiklinal oluşur.

Kıvrım: Kanat, eksen ve eksen düzlemi

Bir senklinal ile onu izleyen

antiklinal, birlikte bir kıvrım

oluştururlar. Antiklinal ve

senklinalin iki kanadı vardır.

Senklinalde bu kanatlar eksene

doğru, antiklinalde ise

eksenden itibaren zıt yönlere

eğimlidirler.

Kanatlar arasındaki açıyı ikiye

bölen sanal düzleme eksen

düzlemi, iki kanadın birleştiği

çizgiye de eksen denir. Eksen

düzlemi, kıvrılmaya katılan

çeşitli tabakaların eksenlerini

birleştiren hayali bir düzlemdir.

Kıvrım: Apeks ve doruk

Kıvrımlarda yaşlı ve genç ilişkisi

Harita ve kesitte asimetrik-dalımsız antiklinal

Kıvrım türleri ve kıvrımlanma

Kıvrımlar genelde

yanal kompresyon

kuvvetlerinin etkisi

ile oluşurlar ve yer

kabuğunda bir

daralmayı,

sıkışmayı işaret

ederler.

Geometrik özelliklerine göre kıvrımlar

Simetrik kıvrımlar

Asimetrik kıvrımlar

Devrik kıvrımlar

İzoklinal kıvrımlar

Yatık kıvrımlar

Dik simetrik kıvrım

Eğik asimetrik kıvrım

Devrik kıvrım

İzoklinal kıvrım

Yatık kıvrım

Dalımlı antiklinal ve senklinal

Ayrıca kıvrım ekseninin bir yöne dalımlı veya yataya paralel olmasına göre

de kıvrımlar sınıflandırılırlar.

Dalımlı kıvrımlar

Dalımlı kıvrımlar: Blok diyagram ve harita 10 ve 11 derecelerle kuzeye dalan

senklinal ve antiklinal eksenleri

nedeniyle 12-24 derecelik eğimlerle

doğuya veya batıya yönelik tabakalar,

katmanlar (1-6 numaralı), kuzeye doğru

yarı kapalı bir antiklinal ve güneye

doğru yarı kapalı bir senklinal

oluşturmuşlardır. Ayrıca, kıvrım

eksenlerine dik, doğu-batı doğrultulu

kesit, blok diyagramın dik yüzeyinde

belirtilmiştir.

Dalımlı kıvrımlar: Appalaş dağları, ABD batısı uydu görüntüsü

Dalımlı antiklinal

Dalımlı antiklinal

Litolojik özelliklerine göre kıvrımlar

Konsantrik (paralel) kıvrımlar

Benzer kıvrımlar

Disharmonik kıvrımlar

Akma (ptigmatik) kıvrımları

Diyapirik kıvrımlar (tuz domları)

Konsantrik (paralel) kıvrımlar

Benzer kıvrımlar

Disharmonik kıvrımlar

Akma (ptigmatik) kıvrımları

Diyapirik kıvrımlar (tuz domları)

Tuz domları, İran

Dom ve basen

Dom

Kıvrım gelişiminde litolojik özelliklere de

bağlı gelişen ikincil yapılar

Klivaj

Budinaj

Lineasyon

Klivaj

Klivaj

Budinaj

Granitik gnaysta budinaj

Metakireçtaşı budinleri

Budinaj oluşumu

Lineasyon

a-lineasyonu

Fay çizikleri

Metakonglomerada deforme çakıllar

KIRIK SİSTEMLERİ VE ÇATLAKLAR

Çoğu kaya türlerinde çeşitli yarık ve çatlaklar izlenir.

Kırılma (Fracturing) ile kayanın tanecikleri arasındaki

bağlılık kopar. Kırılma yüzeyleri, gözle fark edilecek

düzeyde birbirinden ayrılırlar.

Kırılma sonucu meydana gelen açıklık 1mm yada daha

küçük ise kırılma çatlak, 1mm’den daha büyük ise

kırılma yarık adını alır.

Bir gerilme

sisteminde, kıvrım

ekseni ile boyuna,

enine ve verev

çatlakların konumları