DEFORMASYON, DAĞ
BÖLÜM 9 OLUŞUMU
1
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Deformasyon kayaçların şekil veya hacim ya da her ikisinde birden olan
değişimler için kullanılan genel bir terimdir. Bir başka deyişle kayaçlar, gerilimin
sonucunda kırılır ya da kıvrılır. Gerilme, belirli bir kayaç alanına uygulanan kuvvet
olarak ifade edilir.
Gerilme ve Yamulma
Genellikle santimetre kare başına düşen kilogram (kg/cm2) cinsinden ifade edilen
gerilme, belirli bir kayaç alanına uygulanan kuvvettir. Örneğin buzla kaplı bir gölde
yürüyen kişinin uyguladığı gerilim ya da kuvvet, kişinin ağırlığı ile ayaklarının
altındaki alanın bir fonksiyonudur. Gerilme, buzun bükülerek ya da çatlayarak
deforme olduğu ölçüde büyük olmazsa buzun iç dayanımı gerilmeye karşı koyar.
2
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Gerilme birim alan başına düşen kuvvet olduğu halde, uygulanan kuvvetlerin
yönüne bağlı olarak üç çeşit gerilim vardır;
1) sıkıştırma, 2) genişleme ya da germe ve 3) kesme ya da makaslama.
Gerilme ve olası deformasyon türleri. (a) Sıkıştırma, kayaç tabakalarının kıvrılma ya da
faydalanmayla kısalmasına yol açar. (b) Genişleme, kayaç tabakalarını uzatarak faylanmaya
neden olur. (c) Makaslama gerilimi, tabakaların yakın aralıklı düzlemler boyunca yer
3
değiştirmesiyle deformasyona neden olur.Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Kayaçlar gerilmeye başlangıçta esnek deformasyonla
yanıt verirler ve gerilim
kalktığında eski şekillerine
geri dönerler (B).
“A “ eğrisinde olduğu gibi
esnek
sınır
aşıldığında
kayaçlar, kalıcı deformasyon olan plastik şekilde
deforme olurlar. Kayaçların
kırılmadan önce sergilediği
plastik deformasyon miktarı
ise
sünekliklerine
bağlı
olarak
değişir.
Sünek
olduklarında önemli ölçüde
plastik deformasyon gösterirken (A eğrisi), kırılgan
olduklarında
kırılmayla
yenilmeden önce çok az ya
da hiç plastik deformasyon
göstermezler.
4
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
5
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Doğrultu yatay bir düzlemin eğik bir düzlemle kesişmesi sonucunda oluşan bir
çizginin yönüdür. Yukardaki kayaç tabakalarının yüzeyleri eğimli yüzeylerdir, oysa
su yüzeyi yatay bir düzlemdir. Su yüzeyi ile kayaç tabakasının eğimli yüzeyinin
kesişmesiyle oluşan çizginin yönü doğrultudur. Doğrultu değeri pusulanın kuzeyle
yaptığı açı ölçülerek belirlenir. Eğim, eğilmiş bir düzlemin yataydan sapma
değeridir, bu yüzden eğim doğrultu yönüne dik konumda ölçülmelidir.
6
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
DEFORMASYON VE JEOLOJİK YAPILAR
Deformasyon ve eşanlamlı olan yamulma kayaçların şeklinde ya da
hacmindeki değişikliklerdir. Kayaçlar deformasyon sırasında kıvrımlanır ya da
kırılır, ya da her ikisi birden olabilir. Deformasyon sonucunda olan bu
özelliklerin her birine jeolojik yapı adı verilir. Bu yapıların en önemlileri:
Kıvrımlar, eklemler ve faylardır.
Kıvrımlar
7
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
8
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Eksen, eksen düzlemi ve kıvrım kanatları gösterilen senklinal ve antiklinal.
9
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
10
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
11
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Aşınmış antiklinal ve senklinallerin, kıvrımlı kayaç tabakalarının doğrultu, eğim
ve göreceli yaşlarıyla belirlenmesi.
12
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Asimetrik (bakışımsız) kıvrım
13
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Devrik kıvrım
14
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Yatık kıvrım
15
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Yatık zig-zag kıvrım
16
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
(a) Dalımlı bir kıvrım. (b) Dalımlı kıvrımların yüzey ve düşey kesitteki görünümleri.
Her kıvrımın ortasındaki uzun ok, dalımlı antiklinal ve senklinalleri gösterirken
kullanılan standart jeolojik simgedir. Çizginin ucundaki ok dalım yönünü gösteriyor.
17
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Çift dalımlı antiklinalin havadan görünümü
18
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Dalımlı kıvrımın haritası (üstte),
blok diyagramı (altta)
hava fotoğrafı
19
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
(a) Bir dom ve (b) bir havza. Domdaki en yaşlı kayaçların, domun merkezinde
bulunduğuna ve tüm kayaçların merkezdeki bir noktadan dışa doğru eğimlenirken,
havzada en genç kayaçların merkezde yer aldığına ve tüm kayaçların içe doğru
merkezde bir noktaya eğimlendiğine dikkat ediniz.
20
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
monoklinal
21
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Eklemler
Kayaçlar kıvrılmanın yanı sıra kırılmayla da kalıcı biçimde deforme olur.
Yeryüzüne yakın yerlerde bulunan kayaçların kırılgan olup gerilim altında çoğunlukla
kırılma ile yenilir. Bundan dolayı, yüzeye yakın hemen tüm kayaçlar sıkıştırma,
genişleme ve makaslamaya karşılık oluşan eklemleri vardır. Bunlar ufak
çatlaklardan bölgesel ölçekte izlenebilen birkaç kilometreye kadar değişebilir ve
genellikle iki ya da üç belirgin takım halinde dizilir. Jeoloji haritalarıyla eklemlerin ve
eklem takımlarının çoğunlukla büyük kıvrımlar ve faylar gibi diğer jeolojik yapılarla
ilişkili olduğu açığa çıkmıştır.
Kırılgan davranış gösteren eklemlerin plastik deformasyona uğramış kıvrımlı
kayaçlarda bu kadar yaygın olması garip görünebilir. Bir antiklinalin doruğu bunun
nasıl olabildiğini gösteren iyi bir örnektir. Her ne kadar antiklinaller sıkışma ile
oluşuyorsa da kayaç tabakaları, kıvrım sırtlarına dik açılma gelişecek şekilde
kemerleşir. Eklemler de kıvrımlı bir tabakanın üst kesiminde kıvrımın uzun eksenine
paralel olarak oluşurlar. Önceki bölümlerde diğer iki eklem türünün üzerinde
durmuştuk; sütun eklemleri ve levha eklemleri. Sütun
eklemleri bazı lav akıntıları ve bazı plütonlarda oluşur. Soğuyan magma
büzüldüğünde, çokgen şekilli çatlak dizgilerini oluşturan açılma gerilimleri gelişir.
Levha eklemleri ise basınç rahatlamasına karşılık olarak oluşur.
22
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
23
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Kuruma eklemlerı
Bunlar, killi ve karbonatlı çamurlar gibi sulu tortulların suyunu kaybetmesi sonrasında
karalarda çökelmiş sedimentlerde gelişim gösteren eklemlerdir. Özellikle sıcak
bölgelerde, gölsel ortamlarda çökelleri sağlayan su, ortamdan uzaklaştığı veya suyun
buharlaştığı zamanlarda, çökeller üzerinde gelişen eklemlerdir. Şiddetli yağmurlardan
sonra yatay killi-çamurlu tarla toprağı üstünde gelişen eklemlerde, birer kuruma
eklemidir.
24
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Soğuma eklemleri
Özellikle mağmatik kayaçlardan bazalt gibi akıcı lavlarda, bunların soğuması ve
büzülmesi aşamasında gelişen eklemlerdir. Bunlar çoğunlukla sütun şeklindedirler
ve enine kesitlerinde beşgen veya altıgen şeklinde görülürler
25
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Tabaka Eklemleri
(Basınç Azalması/Rahatlaması ile Oluşan Eklemler)
Kavisli genleşme çatlakları: aşağı yukarı topoğrafyaya paralel gelişirler ve genelde
büyük yuvarlak kayaç domları oluştururlar. Özellikle tabaka veya şistozitenin
olmadığı kayaçlarda, dolayısıyla da derinlik kayaçlarında (plütonlarda) yaygındır;
kayaç soğanın katmanlarına benzer bir şekilde tabaka eklemler tarafından kesilirler.
Bu eklemler bir kayaç kütlesinin üzerinden onu dengede tutan basıncın çeşitli
nedenlerle kalkması sonucu kütlenin genişlemesi ile oluşur.
26
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
(i) gömülü sokulum kütleleri (batolitler): yüksek basınçta durağandır
(ii) yükselme ⇒ erozyon ⇒ basınç serbest kalır / salınır kayaçlardaki içsel
enerji genleme ile salıverilir
(iii) tabaka eklemlerin oluşması: topoğrafyaya paralel büyük kırıklar/
çatlaklar (genelde yeryüzeyine bir kaç yüz metrelik bir mesafede!).
(iv) eksfoliasyon: tabaka eklemlerle sınırlı kaya dilimleri kırılır,
kopar ve kayar ⇒ eksfoliasyon domları
27
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Faylar
Kıvrımların varlığı genellikle sıkışmayı kanıtlarsa da, faylar hem sıkışma, hem çekme
hem de kesme kuvvetleri altında oluşabilirler. Bu kuvvetler özellikle plaka sınırlarında
etkin ve şiddetlidirler. Çarpışan plakaların sınırlarında gelişen dağ kuşaklarında veya
birbirlerinden uzaklaşan plakaların arasındaki rift vadilerinde fayları bulmak doğaldır.
Kuzey Anadolu fayı gibi faylarında ise, iki plaka yanyana önemli ölçülerde kayabilirler.
Plakaların iç kesimlerinde de kuvvetler etkin olabilirler, ve plaka sınırlarından uzak ve
plaka içindeki yerlerde faylanmalar oluşturabilirler.
Fayın oluştuğu kırık yüzeyine fay yüzeyi – düzlemi denir. Tabakalarda olduğu gibi,
fay yüzeyinin de doğrultu ve eğimi vardır. Bu yüzeyin her iki tarafında bulunan fay
bloklarının birbirlerine göre fay yüzeyi üzerinde yaptıkları hareketlerin, doğrultu veya
eğim yönüne yakınlığına göre sırası ile doğrultu atımlı veya eğim atımlı faylar
tanımlanır. Doğrultu atımlı bir fayda (strike-slip fault), fay hareketleri yataydır. Bir
fayın atımının hem eğim hem de doğrultu yönünde bileşenleri varsa, bu faya verev
atımlı (oblik atımlı) fay denir. Eğim atımlı faylar, sıkışma kuvvetleri neticesinde
oluşmuşsa ters fay, çekme kuvvetleri ile oluşmuşsa normal fay adını alır. Ters fayda,
fay yüzeyinin üzerinde yeralan jeolojik formasyonlar altta yeralanlara göre yukarı
doğru çıkmışlardır. Normal bir fayda ise, fay yüzeyi üstündeki formasyonlar alttakilere
göre aşağıya doğru ilerlemişlerdir (ötelenmişlerdir). Doğrultu atımlı bir fayın bir tarafı,
diğerine göre sola doğru gitmişse faya “sol yönlü doğrultu atımlı fay” denir, sağa doğru
gitmişse faya “sağ yönlü doğrultu atımlı fay” denir. Bir ters fayın açısı çok düşük ise
(0°-10°), bu faya örtü fayı veya nap (fransızca nappe; ingilizce thrust fault) adı verilir.
Örtü fayları, önemli deformasyon geçirmiş dağ kuşaklarına (örneğin Toroslar, Alpler)
28
has yapılardır.
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
29
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Normal Fay
Tavan blok eğim aşağı hareket ederken göreceli olarak taban blok eğim yukarı
hareket eder. Eğimleri 45o den büyük, 90o den küçüktür; genelde 60o dir.
Düşük açılı normal faylar 30o veya daha düşük eğimlidirler. Hareket vektörü
fayın doğrultusuna dik, eğim yönüne paraleldir.
30
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
31
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
32
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
33
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
34
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Ters Fay
Tavan blok eğim yukarı hareket ederken göreceli olarak taban blok eğim aşağı
hareket eder. 45o den büyüktür. Düşük açılı ters fayların eğimi genelde 30o
civarındadır ve Bindirme Fayı adı verilir. Hareket vektörü fayın doğrultusuna
dik, eğim yönüne paraleldir
35
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Bindirme Fayı
Örtü fayı/şaryaj/nap
36
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Doğrultu-atımlı Fay
Hareket vektörü fayın doğrultusuna paralel, eğim yönüne diktir
37
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
38
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
www.geology.cwu.edu/facstaff/charlier/courses/g360/ppt/lecture18_strikeslipfault1.ppt
39
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Verev-atımlı Fay
Hareket yanal ve eğim atım birleşimidir: fay düzlemi boyunca hem eğim atım
hemde doğrultu atım vardır. Hareket vektörü fayın doğrultusuna verevdir; sapma
açısı 90o den küçük 00o den büyüktür. Dolayısıyla, hem eğim hem de yana-atımlı
fayların adlandırma kriterleri kullanılır ve baskın hareket fay için sıfat olarak
değerlendirilir: sağ-yanal bileşenli normal fay; ters bileşenli sol-yanal fay gibi.
40
Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları
Download

Deformasyon