EKLEMLER (JOINTS&VEINS)

Transkript

1 DERS 9 GEVREK DEFORMASYON 1/69 EKLEMLER (JOINTS&VEINS) 2/69 1

2 ÇATLAK/KIRIK (Fractus kırılmış) Eklem özel bir kırık türü; Eklemler genelde üzerlerinde makaslama hareketine bağlı olarak (düzlem üzerinde) gözle görülebilir miktarda ötelenme gelişmeyen kırıklar veya çatlaklardır. Doğada oluşan kırık ve çatlaklarda her zaman belli bir miktarda ötelenme mutlaka vardır. Burada önemli olan ötelenmenin gözle görülebilir bir miktara ulaşmasıdır. 3/69 ÇATLAK/KIRIK (Fractus kırılmış) Eklemlerin büyüklükleri el örneği boyutundan onlarca metreye kadar değişebilir. Bazı eklem türleri üzerinde ötelenme oluşur ve makaslanma / kesme eklemleri adını alırlar; fakat üzerlerindeki atım genelde gözle görünmediğinden fay olarak tanımlanmazlar. Bununla birlikte özellikle genişleme eklemleri boyunca hareket makaslamaya bağlı yani kırık düzlemi boyunca olmayıp, genelde açılma şeklinde düzleme dik gelişir. Bu tip eklemler fişur/yarık (fissure) olarak adlandırılırlar ve yer yüzünün üst kesimlerinde daha çok - gerilmeye, - uzamaya ve çekip-ayırmaya veya - çok aşırı sıkıştırılmış sıvı basıncına (gözenek suyu basıncı) bağlı olarak da gelişirler. 4/69 2

3 ÇATLAK/KIRIK (Fractus kırılmış) Kayacı oluşturan taneler arasındaki bağın kopması o kayacın kırılmasına, dolayısıyla kırık düzlemlerinin oluşmasına neden olur. Bu kırık sistemleri kayaçları bir bakıma parçalara bölmüştür. Bu kırıklar boyunca gözle görülebilen bir hareket varsa bu kırıklara fay, eğer yoksa veya çok az bir hareket varsa bu kırıklara eklem adı verilir. - eklemler genelde çizgisel veya eğrisel izleri vardır; - genelde değişik istikametlerde gelişmiş yapılardır -eklemlerin yüzeylerine EKLEM DUVARI, duvarlar arasındaki boşluğa/mesafeyede açıklık/aralık(aperture) adı verilir. - her bir eklem arasındaki mesafeyede aralık/spacing adı verilir. - eklemlerin boyutları mikroskopik ölçekten yüzlerce metreye kadar değişir. 5/69 ÇATLAK/KIRIK (Fractus kırılmış) Eklemler şu mekanizmalar sonucu oluşabilirler: - bölgesel deformasyon - yükselme (uplift), basınç azalması veya yük azalması (unloading) - soğumaya bağlı olarak katılaşım kayaçlarının Eklemlerin Önemi 1. Eklemler bulunduğu bölgenin yapısal evriminin aydınlatılmasında, bölgeyi etkileyen kuvvetlerin yönünün ve doğrultusunun belirlenmesinde son derece önemlidir. Gerilme- deformasyon analizi yapmamızda yardımcı olurlar. 2. Uygulamalı çalışmalarda ise eklemlerin sayı ve yönelimleri son derece önemlidir. Bunların istatiksel olarak derlenmeleri, diyagramlarda yorumlanmaları işimizi planlamamıza ve yönlendirmemize yardımcı olur. 6/69 3

4 ÇATLAK/KIRIK (Fractus kırılmış) Eklemler boyunca genelde hareket olmaz ve atım gelişmez. Ancak eğer eklem boyunca hareket, ötelenme (offset) var ise buna ayırma (separation) adı verilir: (1) Makaslama ayırımı (shear separation) eklem yüzeyine paralel hareket sonucu gelişir (2) Açılma ayırımı (dilation separation) eklem yüzeylerine dik hareket sonucu gelişen açılma 7/69 Sıkıştırma Stres Alanlarında Gelişen Eklemler (Joints in compressive Stress Fields) Basınç (compression) altında eklemler eşlenik (conjugate) yapılar olarak gelişirler; eklemler arasındaki dar açının açıortayı sıkışma (s1) yönünü verir. Kesme (makaslama) eklemleri oluklu, çizikli, parlatılmış kayma düzlemleri ile karakterize olur; kimi durumlarda bu eklemler boyunca hareket, kayma (deplasman) gelişir /69 4

5 Çekme Stres Alanlarında Gelişen Eklemler (Joints in Tensile Stress Fields) Çekme ortamlarında (tension), eklemler sıkışma (σ1) yönüne paralel, fakat genişleme /çekme kuvvetlerine (σ3) dik gelişirler. Tansiyon eklemleri genellikle pürüzlü yüzeylerdir; iri taneli kayaçlarda eklem yüzeyleri çok daha fazla pürüzlü olabilir. 9/69 EKLEMLERİN SINIFLANDIRILMASI (1) Oluşum Mekanizması / Tektonik Kuvvetlerle İlişkili (Based on Modes of Formation; Separation) - çekme (extension/dilation/tension) eklemeleri: eklem duvarlarına dik açılma (a) - makaslama (shear) eklemler: eklem yüzeyine paralel kayma (b) - karma (kırma/çekme/makaslama) (hybrid) eklemler (c) 10/69 5

6 EKLEMLER Open Mode joints filled with secondary material (veins) 11/69 EKLEMLER Eğer makaslama ayrımı (shear separation) 1 cm den daha az ise eklem mikrofay olarak da adlandırılabilinir. TANSİYON çatlakları eklemin dolgulu olup olmasına ve eklem açıklığının genilişğine göre farklı isimlerle anılır: (a) eğer dolgu var ise DAMAR; (b) eğer açıklı 20 cm den (i) geniş ise YARIK (fissure); yarık damarı (fissure vein) (ii) küçük ise GEŞ adı verilir; geş damarı (gash vein) 12/69 6

7 EKLEMLER Fissures (conduits for lava) 13/69 EKLEMLER Quartz vein in a gneiss 14/69 7

8 EKLEMLER (2) Şekli, Kökeni ve Desenine Göre (Based on Shape, Origin and Pattern) (A) Sistematik / Düzenli Eklemler iyi, gelişmiş, düzlemsel, paralel ve eşit aralıklı eklemler. Büyük ölçekli jeolojik yapılarda bir den fazla düzenli eklem seti oluşabilir. Eklem Seti eğer çok sayıda eklemin geometrileri Benzer ise bu çatlaklar hep birlikte eklem SETİ oluşturur. Eklemler genelde setler halinde gelişir ve setler birbirleri ile düzenli bir ilişki sunarlar. (B) Sistematik Olmayan / Düzensiz Eklemler düzensiz dağılımları olan, genelde komşu eklemler le paralel ilişki sunmayan ve düzlemsel olmayan eklemler. Düzenli eklemler Düzensiz eklemler Düzenli eklemler 15/69 EKLEMLER S S NS NS S S S NS NS NS NS sistematik (S) and sistematik olmayan (NS) 16/69 8

9 JOINTS Eklem Seti ve Eklem Sistemini gösteren diyagram: (A) sistematik eklem setinin geometrisi; (B) sistematik olmayan / düzensiz eklemler ve sistematik eklemlerde sonlanmaları; (C) Sürekli gibi görünen eklem zonları ki bu zonların gerçek eklemlere göre daha uzun, bölgesel yayılımı var; (D) karşılıklı olarak birbirini kesen iki eklem seti. Her bir setteki eklemler diğer setteki eklemleri kesiyor. Eklemler arasında uyumlu bir ilişki yok! Twiss & Moores /69 EKLEMLER Kesişen eklemler Eklem Sistemi oluşturur. Eğer iki eklem seti arasındaki açı 30 60o ise eşlenik (conjugate) eklemleri tanımlarlar. a 18/69 9

10 EKLEMLER Eğer iki eklem seti birbirlerine dik ise ortogonal (dik) eklemleri tanımlarlar. 19/69 EKLEMLER Ortam ve Eklem Oluşum Mekanizmalarına Göre (Based on Environment and Mechanism of Joints) A. Tektonik Eklemler: sıkışma kuvvetlerine bağlı olarak yaklaşık 3 km derinliklerde oluşurlar. B. Hidrolik Eklemler: dikey sıkıştırma sonucu oluşur; üsk kıta kabuğunda yaklaşık 6 km lik derinlerde oluşur, bu derinlikte suyun kaçması engellenir sonuçta çok kenarlı genişleme çatlakları oluturan yüksek gözenek basıncı gelişir genişleme her yönde gelişir C. Yük boşalması & Basınç Azalması Eklemleri: yeryüzüne yakın mesafeler ayrışma ve erozyonun kaya yükünü ortandan kaldırması sonucu oluşurlar termal elastik büzülme ve genişleme 20/69 10

11 EKLEMLER Tabaka Eklemler ve Yapraklı Dökülme 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. 21/69 EKLEMLER Tabaka Eklemler ve Yapraklı Dökülme Eklemleri (Basınç Azalması/Rahatlaması ile Oluşan Eklemler) i. gömülü sokulum kütleleri (batolitler): yüksek basınçta durağandır; ii. yükselme erozyon basınç serbest kalır / salınır; iii. kayaçlardaki içsel enerji genleşme ile salıverilir; iv. tabaka eklemlerin oluşması: topoğrafyaya paralel büyük kırıklar/çatlaklar (genelde yeryüzeyine bir kaç yüz metrelik bir mesafede!). v. ekfoliasyon: tabaka eklemlerle sınırlı kaya dilimleri kırılır, kopar ve kayar ekfoliasyon domları removal of overburden exhumation of pluton creates sheeting joints cooling pluton generates vertical tension 22/69 11

12 EKLEMLER Bald hills! 23/69 EKLEMLER Sütun Eklemler Mağmatik kayaçlarda, özellikle tabular magmatik sokulumlar, dayk veya siller, veya kalın lav akıntılarında magma veya lavın soğuması ve büzülmesi aşamasında gelişen eklemlerdir. Bunlar çoğunlukla sütun şeklinde oluşurlar; enine kesitlerinde beşgen veya altıgen şeklinde görülürler. 24/69 12

13 EKLEMLER Sütun Eklemler Özellikle lav akıntısı durduğunda soğur, büzülür ve bunun sonucu gelişen kuvvetler kırıkların/eklemlerin oluşmasına yol açar. Bu eklemler soğuyan lavın yüzeyinde çokgen şekilli (çoğunlukla altıgen) çatlaklar oluşturur. Bu çatlaklar ana soğuma yüzeyine dik olan uzun eksenli paralel sütunlar oluşturarak aşağı doğru genişler. 25/69 EKLEMLER Sütun Eklemler 26/69 13

14 EKLEMLER Çamur (Kuruma) Eklemleri sedimanlar sıkılaşması ve kuruması ile eş zamanlı olarak büzüşür ve bunun sonucu birbirini kesen çatlaklar oluşur! Bunlar, killi ve karbonatlı çamurlar gibi sulu tortulların suyunu kaybetmesi sonrasında karalarda çökelmiş sedimentlerde gelişim gösteren eklemlerdir. Özellikle sıcak bölgelerde, içindeki suyun ortamdan uzaklaştığı veya buharlaştığı zamanlarda, kilce zengin çökeller kurur ve kurumayla birlikte büzüşür ve birbirini kesen çatlaklar oluşur! dönemsel kurumaların mümkün olduğu (i) akarsu taşkın düzlükleri üzerinde, (ii) göl kıyısı yakınında yada (iii) gelgitte deniz kıyılarında çamurlu çökellerin açığa çıktığı yerlerde oluşan sedimanlarda gelişir. 27/69 EKLEMLER Çamur (Kuruma) Eklemleri Şiddetli yağmurlardan sonra yatay killiçamurlu tarla toprağı üstünde gelişen eklemlerde, birer kuruma eklemidir. 28/69 14

15 VEINS (DAMARLAR) Kan damarlarına olan benzeriliklerinden dolayı bu yapılar damar olarak adlandırılmıştır. Kan damarları boru şeklinde olmasına karşın kayaçlardaki damarlar aslında mostra görünümü olarak düzlemsel veya tabaka şeklinde yapılar olup, sadece kesitlerde boru şeklinde görüler. Bu bağlamda damarlar, içi mineral ve/veya minerallerle doldurulmuş çatlak/kırıklardır. Damarlar çatlak/kırık içinden geçen akışkanlardan çökelmiş bir veya daha fazla mineralin kristtelleri ile doldurulmuş kayaçlarda sınırlı hacimlerdir. Damarlar çözünmüş mineraller taşıyan akışkanların kayaç içinden geçerken bir tür hidrolik akma (hydraulic flow) mekanizması sonucu oluşmuş yapılardır. Bu genelde hidrotermal dolaşımın sonucudur. Damarların klasik olarak kayaçlardaki düzlemsel çatlakların duvarlarına dik kristal büyümesi sonucu oluştuğu düşünülmüş, kristallerin oluşan boşluğa doğru çıkıntı yaptığı düşünülmüştür! 29/69 VEINS (DAMARLAR) 30/69 15

16 VEINS (DAMARLAR) Lifli damarlar çok önemli ve kullanışlıdır çünkü ilerleyen (progresif) deformasyon hakkında önemli bilgileri kayıt ederler. son ürünler açısından iki tip lifli damar gelişir: sintaksial (syntaxial) ve antitaksial (antitaxial) sintaksial damarlar genelde damar dolgusu ile duvar kayacı bileşimlerinin aynı olduğu durumlarda oluşurlar. örnek: kuvars kumtaşı içinde kuvars damarı antitaksial damarlar ise damar dolgusu ile ana/duvar kayacı bileşimlerinin farklı olması durumunda gelişirler. örnek: kuvars kumtaşı içinde kalsit damarları 31/69 VEINS (DAMARLAR) Antitaksial Damarlar çatlak oluşumu ve ardışık açılmalar lifler ile damar duvarı asındaki sınırda oluşur. damarlar bir merkezden dışa doğru büyürler. en genç mineral tanesi damar/duvar kayacı sınırındadır. damar dolgusu mineraller genelde duvar kayacında ya yoktur ya da çok az miktarda bulunur. 32/69 16

17 VEINS (DAMARLAR) Sintaksial Damarlar damarı oluşturan lifler duvar kayacındaki mineral tanelerinin yüzeyinde başlar. mineraller içe, ortanca (medyan) çizgisine doğru büyür. çatlak oluşumunun ardışık aşamaları medyan çizgisinde oluşur. medyan çizgisi boyunca, ayrı lifler buluşur. duvar kayacı boyunca, damar mineralleri ve damar kayacı taneleri buluşur. aynı bileşime sahip devamlı kristaller oluşur her bir lif büyümesi aşaması inklüzyon izleri ile sınırlanır 33/69 VEINS (DAMARLAR) Sintaksial Damarlar vein fill is usually same mineral composition as the wall rock. Cracking occurs in the center of the veins 34/69 17

18 VEINS (DAMARLAR) 35/69 VEINS (DAMARLAR) 36/69 18

19 VEINS (DAMARLAR) 37/69 VEINS Mineralisation and Veining Veins are of prime importance to mineral deposits, because they are the source of mineralisation either in or proximal to the veins. Typical examples include gold lodes, as well as skarn mineralisation. Hydrofracture breccias are classic targets for ore exploration as there is plenty of fluid flow and open space to deposit ore minerals. Ores related to hydrothermal mineralisation which are associated with vein material may be composed of vein material and/or the rock in which the vein is hosted. Gold-bearing veins: In many of the gold mines exploited during the gold rushes of the 19th century, vein material alone was typically sought as ore material. In most modern mines, ore material is primarily composed of the veins and some component of the wall rocks which surrounds the veins. 38/69 19

20 VEINS (DAMARLAR) Mineralleşme ve Damar Oluşumu Damarların ekonomik önemi olan mineralleşme ve cevherleşmesinde çok önemli bir yere sahiptir: altın veya skarn mineralleşmesi. Hidroçatlak breşleri genelde mineral aralamalarında en önemli hedef alanlarını oluşturur ki bu alanlarda cevher oluşumunu sağlayacak çok miktarda sıvı akımı ve boş alanlar mevcuttur. Hidrotermal mineralleşmesi de damar oluşumuna neden olmaktadır. Altın içeren damarlar: 19 yüzyılda yapılan yoğun maden aramalarında damarlar altın için en önemli hatta tek kaynak olarak kabul edilmekteydi! Gelinen bu aşamada cevher malzemesi için damarlar hala birincil unsur ancak onları içinde barındıran kayaçlarda da önemli miktarda saçılmış cevher bulunmaktadır. 39/69 VEINS (DAMARLAR) 40/69 20

21 41/69 42/69 21

22 43/69 44/69 22

23 45/69 46/69 23

24 47/69 48/69 24

25 49/69 50/69 25

26 51/69 52/69 26

27 53/69 54/69 27