Embed Size (px)
Citation preview
INS13204
GENEL JEOFİZİK VE
JEOLOJİ
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
e-posta : [email protected]
Web : http://personel.klu.edu.tr/orhan.arkoc
1
BÖLÜM 2
DÜNYANIN (YERKÜRE) İÇ YAPISI, LEVHA TEKTONİĞİ ,
YER KABUĞUNU OLUŞTURAN MADDELER ve
MİNERALLER
2
2.1. Giriş
• Dünyanın gelişiminde etkili olan süreçlerden, birinci bölümde anlatılan
jeodinamo ve levha tektoniği (plâka tektoniği)sistemleri iç süreçler
olarak tanımlanır.
• Bu sistemler temelde, sıcaklığın dünyanın merkezinden dışarı doğru
göreceli olarak azalması ve buna bağlı olarak dünyanın iç çekirdeği ile
üzerindeki katmanları arasında doğan sıcaklık farkından kaynaklanırlar.
3
• Söz konusu sıcaklık farkı, dünyanın dış çekirdek ve manto katmanlarında yer
alan akışkan malzemelerin derinden yukarıya doğru hareket etmesine ve
böylece konveksiyon(taşınım) akımları (convection currents) adı verilen
büyük iletim sistemlerinin oluşmasına neden olurlar.
• Dış çekirdek, ağırlıklı olarak ergimi demir elementinden oluştuğundan dolayı,
bu alandaki konveksiyon akımları, mantodakine oranla çok daha hızlıdır.
• Elektrik iletkenliği yüksek olan ergimiş demir bileşenli dış çekirdekte oluşan
bu hızlı konveksiyon akımları, iç ve dış çekirdeğin dönüş hızları arasındaki
farklılığa da bağlı olarak katmanlar arasında doğal bir dinamonun (Dinamo,
hareket enerjisini içindeki mıknatıs ve bobin sayesinde elektrik enerjisine
dönüştüren bir araçtır) oluşmasına neden olur.
4
• Jeodinamo sistemini oluşturan bu ilişki sonucunda, ekseni dünyanın
ekseninden 11o lik bir farklılığa sahip olan doğal bir mıknatıslanma ve
buna bağlı olarak da dünyanın manyetik alanı meydana gelir.
5
• Konveksiyon akımlarının ikincisi ise daha çok
silikat bileşenli mağmadan oluşan Manto
tabakası içerisinde meydana gelir.
• Dış çekirdeğin ana bileşeni olan ergimiş
demire oranla, elektriklenme ve akmaya karşı
çok daha dirençli olan silikat bileşenli
malzeme içerisinde gelişen konveksiyon
akımları, bu bölümün temel konusu olan levha
tektoniği sistemini oluştururlar.
6
7
Jeodinamo, Levha Tektoniği
• Levha tektoniği sistemi çerçevesinde dünyada meydana gelen dinamik
olaylar, jeolojik dönemler içerisinde kıtaların (levha parçaları) birbirlerine
göre hareket etmelerine neden olur.
• Alman meteorolog Alfred Wegener (1880-1930) tarafından günümüzden
yaklaşık yüz yıl kadar önce ortaya atılan “kıtaların kayması” teorisinin,
daha sonraki çalışmalarla ortaya konulmuş olan temel hareket
mekanizmasını oluşturan bu sisteme göre; litosfer ile astenosfer arasındaki
ilişkiye bağlı olarak kıtalar birbirlerine göre uzaklaşmakta, yakınlaşmakta
veya yanal yönde hareket etmektedirler.
8
• Bu hareketlerin sonucunda uzaklaşan kıtalar arasında yeni okyanuslar
gelişirken, yakınlaşan kıtalar arasında kalan okyanuslar yok olmakta ve
kıtaların çarpışma zonları boyunca büyük da kuşakları meydana
gelmektedir.
• Dünyanın bu iç dinamiği sonucu, okyanuslar ve dağ kuşakları gibi jeolojik
dönemler içerisinde çok yavaş olarak gelişen oluşumlar meydana gelirken,
bu dinamik kendini ayrıca depremler ve volkanik faaliyetler gibi anî ve
olaylarla da göstermektedir.
10
2.2. Dünyanın (Yerküre) İç Yapısı
11
Yerin şekli, geometrik yönden tam bir küre
olmayıp, ekvator bölgesi yerin kendi ekseni
etrafında dönmesi nedeniyle biraz şişkin,
kutuplar bölgesi ise basıkçadır.
Kutupları birleştiren eksen ile ekvatordan
geçen çap arasında 42,77 km’lik bir boyut
farkı vardır.
• Ortalama olarak 6.371 km’lik bir yarıçapa sahip olan dünya, değişik fiziksel
ve kimyasal özelliklere sahip katmanlardan oluşur.
• Söz konusu katmanlar, yaklaşık yüz yıl kadar önce dünya çapında bir
sismograf ağının kurulmasının ardından, bir titreşim hareketi olan depremler
sırasında oluşan P ve S dalgalarının küresel anlamda kaydedilmesi sonucu
belirlenebilmiştir (Bölüm 8).
12
• P ve S dalgalarının kaydedilemediği ve bu nedenle “gölge zonları”
olarak adlandırılan bölgelerin oluşması nedeniyle dünyanın çekirdeği
olduğu sonucuna varılmış ve S dalgaları sıvı ortamdan geçemediklerinden
dolayı dünyanın dış çekirdeğinin sıvı nitelikte olduğu düşünülmüştür.
13
• Bu sonuç, söz konusu dalgaların yer altında değişikliğe uğruyor
olduğunun ve dolayısıyla yer altında bu değişikliği yaratabilecek bazı
katmanların bulunması gerektiği sonucunun ortaya çıkmasını sağlamıştır.
• Daha sonra yapılan ayrıntılı sismolojik çalışmalar sonucunda, çekirdeğin
sıvı olan dış katmanı içerisinde katı bir iç çekirdeğin bulunduğu
belirlenmiştir.
14
• Sismograf istasyonlarının sayılarının artması ve laboratuar ortamlarında
yapılan deneysel çalışmalar, dünyanın oluşturduğu katmanları ve bunların
sismik (deprem veya yer titreşimine ilişkin) özelliklerinin daha da detaylı
olarak anlaşılabilmesini sağlamıştır.
• Bu çalışmalara volkanik kayaçlar üzerinde yapılan araştırmalar ve
astronomi araştırmalarından elde edilen verilerin de katılması ile
katmanların fiziksel ve kimyasal özellikleri hakkında da bilgi edinme
imkânı bulunmuştur.
15
• Söz konusu araştırmaların sonuçlarına göre; Dış
çekirdek yeryüzünden 2.890 km derinlikten
itibaren başlamakta ve bu derinlik dış çekirdek
ile üzerinde yer alan Alt Manto sınırını teşkil
etmektedir.
• Alt Manto-Dış Çekirdek arası bu sınıra
Gutenberg Süreksizliği denmektedir.
• Burada; cisimlerin fiziksel durumlarında büyük değişiklik olmakta,
yoğunluk 5,5 gr/cm3 ten 10 gr/cm3 e yükselmekte, P-dalgalarının
hızı 13,6 km/sn’den 8,1 km/sn’ye düşmekte, sismik S-dalgaları ise
sıvı ortam nedeniyle bu sınır bölgesini geçememekte (ihmal
edilebilir düzeyde) ve dış çekirdek içine girememektedir.
16
• Dünyanın 2.891 km derinlikten itibaren
başlayan ve dünyanın jenarötürü ve kuzey-
güney kutbu oluşturarak manyetik alan
üretme (Kutup Daireleri içinde yer alan
kuzey/arktik ve güney/antarktik kutup ışıkları,
auroras) görevini üstlenen Dış Çekirdek,
2.891 km ilâ 5.150 km derinlikler arasında
yer almakta ve sıvı (ergimiş) akışkan nitelik
taşımaktadır.
17
• İç çekirdek ise yaklaşık 5.150 km ilâ yerin
merkezini oluşturan 6.371 km derinlik
arasını oluşturur.
• İç çekirdek, 4.500°C – 6.000°C arası
yüksek sıcaklık ve yeryüzüne nazaran birkaç
milyon kata ulaşan yüksek basınç etkisiyle
katı özelliğindedir.
• Manyetizma, manto akımları, kıtalar yani
dünyayı şekillendiren, onu canlı kılan
mekanizmanın merkezi, dünyanın
çekirdeğidir.
18
• Demir ve nikel gibi dünyanın merkezinde
yer alabilecek kadar yüksek yoğunluğa
sahip elementlerden oluşan çekirdeğin
etrafı, yaklaşık 2.890 km kalınlığındaki
ve içinde konveksiyon akımlarının
gözlendiği iki kısımdan oluşan Manto
katmanı (yaklaşık 35-40 km ilâ 2.891 km
arası) ile kaplanmış durumdadır.
19
• Mantoyu oluşturan kayaçların
yoğunlukları derine doğru artar.
• Bu durum sismik dalga hızının
artmasına neden olur.
• Bu nedenle Manto
• Alt Manto
• Üst Manto
olmak üzere iki kısma ayrılır.
20
• Sismik dalga hızları, alt manto ile altında
yer alan sıvı nitelikli dış çekirdek
arasındaki sınırda anî değişiklikler
gösterir.
• Dış çekirdeğin üstünde, yeryüzünden 700
km ilâ 2.890 km (Gutenberg Süreksizliği)
derinlikler arasında yer alan alt manto
göreceli olarak daha homojen bir davranış
gösterir.
21
• Alt manto üzerindeki kesim ise Üst
mantoyu (yaklaşık 35 km ilâ 700 km
arası) oluşturur.
• Üst Manto;
• Astenosfer
• Litosfer (Kabuk(kıtasal-okyanusal))
olmak üzere bölümlere ayrılır.
22
• Yeryüzünden 100 km ilâ 400 km
derinlikler arasındaki (bazen 700
km derinliğe kadar da uzanabilen)
üst mantonun üst kesimlerini
oluşturan oldukça plâstik zona
Astenosfer (yumuşak küre) adı
verilir.
23
• Astenosferin üzerinde, yer
kabuğunun üst katmanında 100
km kalınlığındaki litosfer ve
litosfere ait katı özellikte kıtasal
ve okyanusal kabuk bulunur.
24
• Yer kabuğunun ortalama kalınlığı;
• kıtaların altında kıtasal kabuk
(asidik kökenli, Sial, Fe-Al, ~2,7
g/cm3) ortalama 40 km (maks 90
km),
• okyanusların altında okyanusal
kabuk (bazik kökenli, Sima, Fe-Mg,
~2,9 g/cm3 ) 5 km ilâ 10 km
arasındadır.
• Kıtasal kabuk, okyanusal kabuğa
oranla daha kalındır.
25
• Kabuğun bu iki faklı parçası, yoğunluğu 3,3
gr/cm3 olan litosferik manto üzerinde yer alırlar.
• Daha düşük yoğunluklu olan kıtasal kabuk, genel
olarak 40-45 km’lik kalınlığı ile okyanusal
kabuktan çok daha büyük bir hacme sahiptir.
• Yoğunlukları birbirinden farklı olan bu iki farklı
tür kabuk, sahip oldukları kalınlık farkının,
yoğunluk farkını dengelemesi nedeniyle yan yana
durabilirler.
• Farklı kalınlık ve yoğunluğa sahip olan okyanusal
ve kıtasal kabuğun manto üzerinde bir denge
hâlinde yan yana durabilmesine izostatik denge
adı verilir.
26
• Bu dengenin yeryüzündeki etkisine
bakılacak olursa yoğun ve ince olan
okyanusal kabuk, az yoğun fakat kalın
olan kıtasal kabuğa göre daha alçak
alanları oluşturur.
• Söz konusu alçak alanlar deniz
düzeyinin altında yer aldıklarından
dolayı su ile kaplıdır ve coğrafik olarak
okyanusları oluştururlar.
• Buna karşın, kalın kıtasal kabuğun yer
aldığı bölgeler, yeryüzündeki da
kuşaklarını meydana getirir.
• Bu iki bölgenin arasındaki geçi zonları
ise düşük yükseltideki düzlükleri veya
denizleri oluşturur.
27
• Dünyanın en üst katmanlarını sıvı ve gaz hâllerinde bulunan hidrosfer ve
atmosfer katları oluşturur. Biyosfer olarak adlandırılan ve içerisinde
insanın da yer aldığı bölüm ise litosfer de dâhil olmak üzere her üç
katmanı da kapsar.
• Atmosfer ve hidrosfer kaynaklı faktörler litosfer ve astenosfer
katmanlarında meydana gelen tektonik aktivitenin oluşturduğu temel
yeryüzü şekillenmesi üzerinde ayrıştırıcı, aşındırıcı, taşıyıcı ve biriktirici
etkiler yaratırlar.
• Böylece levha tektoniği sistemi altında gelişen yüksek dağ kuşakları ve
alçak okyanus tabanları, iklim sistemi tarafından kontrol edilen atmosferik
ve hidrosferik ayrıştırıcılar, aşındırıcılar-taşıyıcılar (nem, sıcaklık farkı,
yağmur, buzul, rüzgâr) tarafından aşındırılıp alçaltılmak veya doldurulup
yükseltilmek suretiyle dengelenmeye çalışır.
28
2.3. LEVHA TEKTONİĞİ (1)
(Konveksiyon Akımları ve Levha Kavramları)
29
• Yeryüzünde etkilerini gözlemlediğimiz litosfer ve astenosfer arasındaki
levha tektoniği sisteminin kökeninde, dünyanın sıcak olan merkezi ile
soğuk olan dış yüzeyi arasındaki sıcaklık farkı ve suyun varlığı
yatmaktadır.
• Yer kabuğunda derinlere doğru inildikçe, sıcaklık yükselmektedir.
• Tektonik plâka sınırları dışında; yerküresinde sıcaklığın 1°C
yükselebilmesi için, yeryüzünden inilmesi (m olarak) gereken derinliğe
jeotermik derece denir.
• Kıtasal litosferdeki sıcaklık artışı yeryüzünden derinlere doğru inildikçe
her 1 km’de ortalama 30°C artar, daha derinlere doğru ise bu sıcaklık
artışı gittikçe azalır.
• Yer içinde oluşan ısının yaklaşık % 50-70’i manto ve çekirdek
tabakasındaki radyoaktif parçalanma (bozunma) süreçleriyle, geri kalanı
ise dünyanın ilk oluşumundan arta kalan ısıdan oluşmaktadır.
30
• Sıcaklık farkı, mantonun plâstik davranış gösteren bölümünde, kaynayan bir
suyun ısısını bırakmak üzere soğuk alana (yukarıya) doğru hareket etmesine
benzer. Bunun ardından yukarıda soğuyan malzeme aşağı doğru batar ve bu
hareketler bir döngünün oluşmasına neden olur.
• Konveksiyon akımı (ısı transferi) adı verilen mantodaki bu büyük döngü
litosferdeki hareketin kökenini oluşturur.
31
• Konveksiyon akımı (ısı transferi) adı verilen
mantodaki bu büyük döngü litosferdeki
hareketin kökenini oluşturur.
• Litosfer, dünya (yerküre) içerisindeki
konveksiyon akımlarının etkisi ile parçalara
ayrılır.
• Ayrılan her bir parça üzerindeki kıtasal
kabuğu da birlikte taşıyarak astenosfer
üzerinde birbirine göre farklı yönlere kayarak
hareket eder.
• Bu hareketin hızı yılda yaklaşık 5 cm’yi
bulmaktadır. Bunun günümüzdeki en önemli
örneğini Afrika ve Güney Amerika arasında
yer alan Atlantik Okyanusu oluşturmaktadır.
32
• Litosferin ve litosfere ait üst
kısmında yer alan kıtasal kabuk
ile birlikte, astenosfer üzerinde
birbirlerinden bağımsız olarak
farklı hız ve yönlerde
hareketlere sahip parçalara
levha adı verilir.
33
• Yerküredeki başlıca levhalar, Amerika (Kuzey Amerika ve Güney Amerika); Avrasya; Afrika; Antarktika; Hint-Avustralya ve sadece okyanusal kökenli kayalardan (okyanusal litosfer) oluşan Pasifik Levhası’dır.
• Yeryüzü toplam 13 adet büyük ve bunların dışında Nazka, Karayip, Arap ve Anadolu Levhası gibi daha küçük boyutlu pek çok levhalardan oluşan bir mozaik yapıdadır.
• Türkiye’nin büyük bir kısmı Anadolu Levhası içinde yer almakta, kuzey ve doğusu Avrasya, güneydoğusu Arabistan ve güneybatısı da Afrika Levhası ile sınırlanmaktadır.
34
2.4. LEVHA TEKTONİĞİ (2)
(Levha Hareketleri, Sınırları, Kıta ve Okyanus Oluşumları)
35
• Astenosfer üzerinde yerkürenin dinamiğine bağlı olarak hareket eden
levhaların sınırlarında;
uzaklaşma, yakınlaşma ve yanal yönde (transform) hareketler gelişir.
• Uzaklaşan levha sınırlarındaki evrim, konveksiyon akımlarının yukarı ve zıt yönlerdeki hareketiyle litosfere doğru yapmış olduğu basıncın litosferde bir gerilme ve domlaşma meydana getirmesi ile başlar.
• Bu durum litosferin kırılıp parçalara ayrılarak birbirlerinden uzaklaşmaya başlayan yeni levhalara bölünmesine neden olur.
• Bu levhalar arasındaki etkileşim nedeni ile kayarak birbirlerine zıt yönde iki yana doğru açılır ve açılma sınırı boyunca tabanda oluşan boşluk, yükselen mağma ile doldurulur.
36
• Levhaların birbirlerinden ayrılmaları devam
ettikçe iki levha arasında gittikçe genişleyen
bir çöküntü alanı (rift vâdisi) gelişmeye
başlar.
• Okyanuslaşmanın başlangıç evresini
oluşturan ve her iki yana doğru açılmaya
başlayan vâdilerde oluşan kırık ve graben
zonlarına rift denir.
• Uzaklaşan ya da diverjan(ıraksayan) levha
sınırı adı verilen bu sınırlar boyunca levha
daha küçük parçalara ayrılır ve yeni levhalar
söz konusu sınırlar boyunca birbirlerinden
uzaklaşırlar.
37
38
• Riftleşmenin devam etmesiyle Uzaklaşan Levha sınırları ve okyanus
gelişimi ile ilgili olarak yeryüzündeki diğer bir örnek, Afrika ile Amerika
arasında bulunan gelişimine yaklaşık 200 milyonu aşkın yıldır devam eden
Atlantik Okyanusu’dur.
39
40
• Yer kabuğunun bu dinamiği içerisinde uzaklaşan levha sınırları boyunca
litosfere yeni malzeme eklenirken, yakınlaşan levha sınırları boyunca ise
bunu karşılayacak nitelikte eski litosfer parçaları birbirinin altına dalarak
mantoya karışır.
• Bu dinamik süreç içerisinde levhaların yer değiştirmeleri sırasında
birbirlerine göre yaptıkları yanal hareketler de bulunmaktadır.
• Bu yanal hareketlerin oluşturduğu levha sınırları boyunca, mantodan
herhangi bir malzeme kazanımı veya kaybı yaşanmaz.
• Litosferin parçaları (levhalar) arasındaki bu yanal hareketlerin
oluşturduğu sınıra transform levha sınırları adı verilir.
41
• Bu levhaları sınırlayan hat boyunca iki levhanın birbirine göre yanal yönlü
hareketleri sonucu oluşan faylar, okyanusal transform faylar olarak
adlandırılır.
42
• Okyanus oluşum aşamalarının olgunluk döneminde, okyanus orta sırtı
boyunca yüzeye çıkan manto malzemesi her iki yana doğru simetrik
olarak yayılarak genişler ve üzeri denizel çökellerle kaplı bir tabana sahip
geniş bir okyanusun oluşmasına neden olur.
43
• Okyanusların evrim sürecinde ise, okyanusal litosferin, kıtasal veya bir
başka okyanusal litosfer altına dalarak yok olması, okyanusu sınırlayan
kıtaların karşı karşıya gelmesi ve bir kıta-kıta çarpışması ile yok olmaları
gibi süreçler gözlenir.
44
• Kıta-kıta
çarpışmasıyla
büyük dağ kuşakları
oluşur.
45
• Konveksiyon akımları ile litosfer tabakasının ayrılıp aradaki boşluğun da
mantodan sağlanan malzeme ile sıvanarak yeni bir litosfer parçasının
üretimi sonucu mantoda oluşan malzeme kaybı, litosferin başka
alanlarındaki sıkışma, daralma ve bunların sonucunda bir bölümünün
astenosfer içerisine dalıp, kaybolan manto malzemesinin yerine eklenmesi
ile dengelenir.
• Levhaların (litosfer parçaları) birbirine yaklaşarak oluşturdukları bu
sıkışmalı sınırlara yakınlaşan (konverjan) levha sınırları adı verilir.
46
• Dalma batma zonu olarak da
tanımlanan bu tür sıkışmalı sınırlar
boyunca yoğun olan manto
malzemesinden yapılmış olan okyanus
kabuğu, kıta veya bir başka okyanus
kabuğunun altına, astenosferin
içerisine doğru dalıp-batar.
47
48
49
50
2.5. Aktif Volkanizma ve Volkanik Dağ Kuşakları
51
• Yerkürenin en üst katmanlarını oluşturan katı nitelikli litosfer ve plâstik
özellikli astenosfer arasındaki malzeme alışverişi sırasında, astenosferden
yükselen manto malzemesine mağma adı verilir.
• Mağma, litosferdeki süreksizlikler boyunca yukarı doğru yükselimini
sürdürür. Bu yükselim, yer kabuğunun derin bölgelerinde, orta sığ
derinliklerde veya yeryüzünde sona erebilir.
• Mağmanın yeryüzüne kadar ulaşarak yüzeye püskürdüğü bölgelerde
volkanik kayaçlar oluşurlar. Bu kayaçların dönemsel olarak
püskürmeleri sonucunda yüzeye çıktıkları noktadaki volkanik malzeme
birikimi konik bir dağın oluşmasını sağlar.
• Günümüzde gerçekleşen aktif volkanizma ve buna bağlı olarak gelişen
volkanik dağ kuşakları en yaygın olarak yakınlaşan levha sınırları
boyunca gözlenirler.
• Yakınlaşan levha sınırları boyunca dalıp-batan okyanusal kabuğun,
üzerindeki levhada gerçekleşen bu volkanizmanın oluşturduğu dağ kuşağı,
kıtaların üzerinde ise kıta kenarı volkanik yayı, okyanusların üzerinde
ise ada yayı adını alır.
52
• Bu oluşumla dünya üzerindeki
dağ, plato ve ovalar, verimli
alanlar meydana gelmektedir.
• Levha sınırlarından uzakta,
bağımsız gelişen yoğun
volkanik aktivitenin devamlı
geliştiği noktasal alanlar ise
sıcak nokta (hot spot) olarak
adlandırılır.
53
2.6. YER KABUĞUNU OLUŞTURAN MADDELER ve
MİNERALLER
• Yer kabuğu, demir(Fe) ve magnezyumca(Mg) zengin okyanusal ve
alüminyumca(Al) zengin kıtasal kabuktan oluşmaktadır.
54
• Yerkürenin tamamında ve gerekse yer kabuğunda en yüksek oranda
bulunan element oksijendir. Oksijen, minerallerin içerisinde oksit* olarak
yer alır.
• Oksijenden sonra tüm yerküre ve yer kabuğunda en yüksek oranda
bulunan element silisyum (Si +2)dur.
• Silisyum, genelde oksijen ile bileşik hâlde silikat olarak bulunur.• (*Oksit, içeriğinde en az bir adet oksijen atomu ve en az bir adet başka element içeren bileşiklere verilen
genel isimdir.)
55
• Kimyasal yapıya uygun dizilen atomlar önce;
• elementleri,
• elementler geometrik yapı gösteren *kristal ağına göre dizilmiş kristalleri,
kristaller mineralleri,
• mineraller de yer kabuğundaki kayaçları oluştururlar.
• Geniş bir tanım ile yerküredeki elementlerin birleşiminden
MİNERALLER oluşmaktadır diyebiliriz.
56
• Kristaller, kendisini meydana getiren atom ve
moleküllerin içyapı ve diziliminin bir sonucu
olarak düz yüzeylerle sınırlanmış , muntazam
geometrik şekil gösteren katı cisimlerdir.
• Bir kristalin iç yapısı (belli sıcaklık ve basınç altında)
daima aynı sayıda ve aynı cinslerdeki atomu
karakteristik bir düzen içerisinde içeren ve birim
hücre denilen bir yapı ünitesinin üç boyutlu
olarak tekrarlanmasından meydana gelerek 7
kristal sisteminden bir tanesinde
kristallenmektedir.
57
Kristal Sistemleri
58
• Kübik
• Hegzagonal
• Trigonal (Rombohedral)
• Tetragonal
• Rombusal (Ortorombik)
• Monoklinik
• Triklinik
• link
• Mineraller, doğada elementlerin belirli bir kimyasal bileşimi ve atomik
düzeni sonucu oluşan, homojen, belirli bir kristal yapısına sahip olan,
inorganik ve katı hâlde bulunan kristalli cisimlerdir.
• Minerallerden silis camı ve opal (SiO2n.H2O) gibi bazıları amorf*,
çoğunluğu ise kristal durumundadır.
• Mineraller altın, elmas gibi tek bir elementten veya kuvars (SiO2), pirit
(FeS2), feldspat (ortoklas-KAlSi3O8) gibi birden fazla elementten
oluşabilir.
• Bir mineral ne kadar küçük parçalara bölünürse bölünsün, parçasında
bütünün özelliklerini taşır.• (*şekilsiz, kristalleşmemiş)
59
• Doğada minerallerin tamamına yakını kristal, çok az bir kısmı amorf
mineral şeklinde bulunmaktadır.
• Minerallerin büyük çoğunluğu ergimiş silikatlı madde (mağma) veya
eriyiklerin kristalleşmeleri ile oluşurlar.
• Mineral kristalleşmesi, ortamdaki basınç ve sıcaklığın azalması sonucu
oluşmaya başlar.
• Kristal yapısının iyi gelişebilmesi için ortamdaki basınç ve sıcaklığın
dereceli olarak azalması gerekir.
• Yavaş olarak basınç ve sıcaklığın azaldığı ortamlarda yer alan mağmatik-
derinlik kayaçlarının büyük kristalli olmalarının nedeni budur.
60
• Eğer basınç ve sıcaklık hızla azalırsa, kristal yapıları iyi gelişemez ve ufak
kristaller meydana gelir.
• Basınç ve sıcaklıktaki düşüş çok hızlı olursa kristalleşme hiç meydana
gelmez, çok hızlı soğuma ile kristalleşmenin oluşmadığı tüm “camsal
doku”dan oluşan amorf volkanik cam (obsidiyen) veya opal, kalsedon
gibi amorf yapılar gelişir.
61
• Doğada bir veya birden fazla mineralin birleşmesi ile
kayaçlar oluşur.
• Mağmatik kayaçların oluşumu sırasında, bu
minerallerden kayaçla birlikte katılaşmış olanlarına
primer (birincil) mineraller adı verilir.
62
• Primer mineraller içerisinde, kayaçları oluşturan veya kayacın ana
bileşeni olan bu minerallere esas mineraller adı verilir.
• Bu mineraller kayacın içerisinde bol miktarda bulunur ve ona asıl
özelliğini verirler.
• Silis (örn. kuvars);
• Feldspat (örn. ortoklas);
• Feldspatoid (örn. lösit);
• Mika [örn. beyaz mika (muskovit) ve siyah mika (biyotit)];
• Piroksen (örn. ojit);
• Amfibol (örn. hornblend) ve Olivin grubu (örn. forsterit) mineraller
• mağmatik kökenli kayaçların esas mineral gruplarını oluştururlar.
63
• Primer mineral grubu içerisinde esas mineraller dışında yer alan tâli
mineraller de mağmatik kayacın doğrudan oluşumu sırasında kayaç ile
birlikte kristalleşmişlerdir.
• Ancak esas minerallere oranla kayacın içerisinde sıkça rastlanmalarına
rağmen, miktar olarak çok azdırlar ve oksitler, sülfürler, fosfatlar, titanatlar bu
grupta yer alırlar.
64
• Mağmatik kayaçlar içerisinde primer mineraller dışında, içinde bulundukları
kayacın katılaşmasından sonra meydana gelmiş olan mineraller de bulunur.
• Bu tür minerallere sekonder (ikincil) mineraller adı verilir.
• Mağmatizma sonrası ayrışım olayları veya başkalaşım nedeniyle oluşan
mineraller bu gruba girerler.
65
• İkincil(Sekonder) mineral grupları;
• Klorit Grubu:
• Serpantin Grubu:
• Karbonat Grubu:
• Epidot Grubu:
• Kaolen Grubu:
• Montmorillonit Grubu:
• Zeolit Grubu:
• Mika Grubu:
66
• Ayrıca mağmatik kayaçlarda volkanik bacalarda mağmaya yakın olan
kayaçlar ısınarak, kayaçların bazıları kısmen veya tamamen ergir
(asimilasyon).
• Bu eriyik içine komşu kayaçlardan, kayaca karışmış yabancı mineraller
veya katı yabancı kayaç parçaları da (=inklüzyon) bulunmaktadır.
67
68
Mineral Grupları
Birincil (Primer) Mineraller İkincil (Sekonder) Mineraller
Esas Mineraller Tali Mineraller
Yabancı Mineraller
• Silis (örn. kuvars);
• Feldspat (örn. ortoklas);
• Feldspatoid (örn. lösit);
• Mika [örn. beyaz mika
(muskovit) ve siyah
mika (biyotit)];
• Piroksen (örn. ojit);
• Amfibol (örn. hornblend)
ve Olivin grubu (örn.
forsterit) mineraller
• Klorit Grubu:
• Serpantin Grubu:
• Karbonat Grubu:
• Epidot Grubu:
• Kaolen Grubu:
• Montmorillonit Grubu:
• Zeolit Grubu:
• Mika Grubu:
2.6.1. Minerallerin özellikleri
• a. Fiziksel özellikler: Minerallerin fiziksel özellikleri: görünüm, renk,
• sertlik, dilinim, özgül ağırlık, çizgi rengi, parlaklık, saydamlık, kırık şekli,
• kırılganlık, ikizlenme, radyoaktivite, manyetik ve elektriksel özellikler olarak
• sayılabilir.
69
• b. Fizyolojik özellikler: Minerallerin tad ve kokusu. Örnek: Tuz (halit)
• tatma duyusu ile kükürt veya arsenik kendine has kokuları ile tanınır.
• c. Kristal şekli: Mineraller kübik, tetragonal, hekzagonal, rombusal,
monoklinal, triklinal sistemlerde kristalleşirler veya kristalsiz (amorf)
yapıda olabilirler.
• d. Kimyasal özellikler: Kendilerine özgü bir kimyasal bileşimleri, farklı
ergime dereceleri ve kimyasal özellikleri olan mineraller atmosfer ve
çevre ko ulları altında kimyasal yol ile duraylılıkları bozulup ayrışır veya
ayrılan kısımlar tekrar birleşebilir, yeni minerallere dönüşebilirler.
70
• e. Optik özellikler: Minerallerin ince kesitlerde polarizan mikroskop
altında tespit edilen kristolagrafik özellikleridir.
• Polarizan mikroskopta; minerallerin, opak olup olmadıkları, izotrop veya
anizotropluğu, sönme açıları, uzanım işaretleri, tek ve çift optik eksenli
minerallerin optik şekli ve işaretleri, optik eksenler açısının saptanması
gibi değişik optik şekiller incelenerek, mineral isimlendirilmesi, oluşum
ortamı, diğer mineraller ile ilişkisi ve minerallerden oluşan kümenin doku
özellikleri belirlenmektedir.
71
Mineral Sertliği
• Fiziksel özelliklerden “sertlik”, minerallerin çizilmeye karşı gösterdikleri
direnç olarak tanımlanır.
• Özellikle mühendislik çalışmalarında kazılabilme kırılabilme-patlatılabilme-
öğütülebilme açısından minerallerin sertliği oldukça önemlidir.
• Minerallerin sertlik derecesini belirleyebilmek için Mohs, Schmidt, Knoop,
Shore gibi pek çok sertlik skalası ve tanımlaması bulunmakla birlikte
bunlardan en çok kullanılanı Mohs Sertlik Skalası’dır.
• Viyana’lı Mineralog Friedrich Mohs (1773-1839) tarafından 1812 yılında
hazırlanan Mohs Sertlik Skalası’na göre 10 mineralin sertliği, en yumuşak
mineralden sert olana doğru sıralanmış, Rosiwal Mutlak Sertlik değerleriyle
karşılaştırılmıştır (Tablo 2.1).
72
73
74
75
INS13204
GENEL JEOFİZİK VE
JEOLOJİ
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
e-posta : [email protected]
Web : http://personel.klu.edu.tr/orhan.arkoc
76
