T.C. KÜLTÜR VE TURİZM BAKANLIĞI ANKARA ANADOLU MEDENİYETLERİ MÜZESİ MÜDÜRLÜĞÜ ARKEOLOJİK ALANDA TAŞ KORUMA: SAĞLAMLAŞTIRMA YÖNTEMLERİ

Transkript

1 T.C. KÜLTÜR VE TURİZM BAKANLIĞI ANKARA ANADOLU MEDENİYETLERİ MÜZESİ MÜDÜRLÜĞÜ ARKEOLOJİK ALANDA TAŞ KORUMA: SAĞLAMLAŞTIRMA YÖNTEMLERİ UZMANLIK TEZİ Zeynep TİNTİN KASIM ANKARA

2 T.C. KÜLTÜR VE TURİZM BAKANLIĞI ANKARA ANADOLU MEDENİYETLERİ MÜZESİ MÜDÜRLÜĞÜ ARKEOLOJİK ALANDA TAŞ KORUMA: SAĞLAMLAŞTIRMA YÖNTEMLERİ UZMANLIK TEZİ Zeynep TİNTİN Tez Danışmanı Doç.Dr. Yaşar Selçuk ŞENER Kasım 2012 ANKARA

3

4 KÜLTÜR VE TURİZM UZMANLIK TEZİNİN ÇOĞALTILMASI VE YAYIMI İÇİN İZİN BELGESİ Tezi Hazırlayanın Adı Soyadı :Zeynep TİNTİN Tez Konusu :Arkeolojik Alanda Taş Koruma: Sağlamlaştırma Yöntemleri Tez Danışmanı : Doç.Dr. Yaşar Selçuk ŞENER Kültür ve Turizm Uzmanlık Tez çalışmamın, Kültür ve Turizm Bakanlığı tarafından yayımlanarak Milli Kütüphane ve İhtisas Kütüphanesinde her türlü elektronik formatta arşivlenmesini ve kullanıma sunulmasını kabul ediyorum. 9/11/2012

5 SINAV YETERLİK KOMİSYONUNA BEYAN Bu belge ile bu uzmanlık tezindeki bütün bilgilerin akademik kurallara ve etik davranış ilkelerine uygun olarak toplayıp sunduğumu; ayrıca, bu kural ve ilkelerin gereği olarak, çalışmada bana ait olmayan tüm veri, düşünce ve sonuçları andığımı ve kaynağını gösterdiğimi beyan ederim. 9/11/2012 Zeynep Tintin Kültür ve Turizm Uzman Yardımcısı

6 ÖNSÖZ Taş eserler de dahil olmak üzere tüm eserler, ilk oluşumları ve yok olmaları ile sonlanacak bir bozulma sürecinde varlıklarını devam ettirmeye çalışmaktadırlar. Onlara yüklenen kültürel değerler gereği bozulmayı yavaşlatarak ömürlerini uzatmak kültür varlıklarını korumanın temelini oluşturmaktadır. Korumanın temeli çok daha eskilere dayanmakla birlikte, eskiden gerçekleştirilen koruma uygulamaları ile günümüzde uygulanan koruma uygulamaları birçok yönden farklılık göstermektedir. En önemli farkı günümüzde yapılan onarımların kuramsal bir temeli olması, kişisel görüşlere ve o sırada geçerli olan akımlara göre değil belirli ilkelere bağlı bir program çerçevesinde yürütülmesidir. Özellikle gelişen teknolojinin restorasyon alanına sunduğu gelişmiş malzeme ve ekipman olanağı koruma alanındaki ilerlemelerin başında gelmektedir. Daha öncesinden, taş ve türlerini çok iyi tanımadan bozulmaların sınıflandırılması, bozulmanın ve bozulma faktörlerinin eksik veya yanlış tanımlanması beraberinde uygulanan birçok yöntemin uygunsuzluğu ve sonuçları günümüz araştırmacılarını taş koruma alanında yeni malzemeler ve yöntemler geliştirmeye teşvik etmiştir. Yapılan araştırmalar sonucunda, taş eserlerde bozulmaların, mekanizmaların ve belirlenmiş nedenlerinin tanınması ve tanımlanması, koruma ve onarım işlemlerinin doğru planlanmasında büyük önem arz ettiği ortaya koyulmuştur. Geçmişten günümüze koruma işleminde yapılan hataların tekrarlanmaması için günümüz araştırmalarının taş koruma alanında yaptıkları yeniliklerin belirlenmesi, koruma sağlamlaştırma tekniklerinin geliştirilmesi için gerekli literatür bilgilerin bir araya getirilmesi ve bu konuda çalışmalarını sürdürecek araştırmacılar açısından bir kaynak niteliği taşıması amacıyla bu tez konusunu seçtim. Taş restorasyonu ve konservasyon işlemleri başlı başlına tez konusu olabilecek alt başlıklar içermektedir. Kapsamı biraz daha daraltıp belli konuları daha ayrıntılı i

7 sunabilmek için bu tez kapsamında sadece taş ve türleri, bozulma ve taş koruma yöntemlerinden biri olan sağlamlaştırma malzeme ve tekniklerinden bahsedilmiştir. Tez konusunu seçmemde ve tezimin her aşamasında yardımlarıyla bana yön veren ve manevi desteğini esirgemeyen değerli danışmanım sayın Doç. Dr. Yaşar Selçuk ŞENER e sonsuz teşekkürlerimi sunuyorum. Zeynep TİNTİN Kasım 2012 ii

8 İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ i İÇİNDEKİLER... iii SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ.ix TABLOLAR, RESİMLER ve ŞEKİLLER DİZİNİ.xiii GİRİŞ... 1 BİRİNCİ BÖLÜM TAŞ, TAŞIN NİTELİKLERİ VE TAŞ TÜRLERİNİN SINIFLANDIRILMASI 1.1 TAŞ VE NİTELİKLERİ TAŞ TÜRLERİ VE SINIFLANDIRILMASI Mağmatik Kayaçlar Derinlik (Plütonik)Kayaçları Yarı Derinlik Kayaçları Püskürük Kayaçlar Metamorfik Kayaçlar Sedimenter Kayaçlar (Tortul Kayaçlar) Kırıntılı (Ayrık) Tortul Taşları Organik Tortul Kayaçlar Kimyasal Tortul Kayaçlar..18 iii

9 İKİNCİ BÖLÜM TAŞ BOZULMALARI 2. TAŞLARDA BOZULMA TÜRLERİ Kirlilik Patina Yüzeysel Birikim Leke Grafiti Kabuklanma Ufalanma Aşınma Oyuk Oluşumu Çatlak-Kırık Oluşumu Parça kopması Tuzlanma Çiçeklenme Kabuk Altı Çiçeklenme Petek Gözlülük Yapraklaşma Biyolojik Patina...32 ÜÇÜNCÜ BÖLÜM BOZULMA FAKTÖRLERİ 3. TAŞLARDA BOZULMA VE BOZULMA FAKTÖRLERİ 3.1 Taşın Kendi Yapısından Kaynaklanan Bozulmalar Taşın Mineral ve Kimyasal İçeriği Taşın Yapısal Özellikleri Taşın Fiziksel Özellikleri Dış Etkilerden (Çevresel Faktörler) Kaynaklanan Bozulmalar.40 iv

10 3.2.1 Fiziksel Faktörler Petrografik Nedenler Mekanik Etkiler Isı Etkileri Sıcaklık Değişimi Suyun Buza Dönüşmesi(Don etkisi) Atmosferik Etkiler Güneş Etkisi Rüzgar Etkisi Doğal Felaketlerin Etkisi Yangın Etkisi Madeni Malzemenin Korozyonu Komşu Maddelerin Yarattığı Basınç Titreşim Etkileri Hava ve Çevre Kirliliği Atmosferik Kirlilik ve Kaynakları Kirliliklerin Birikim Mekanizmaları..56 I. Kuru Birikim.. 56 II. Nemli (ıslak birikim) Kirleticilerin Eserler Üzerindeki Etkileri..57 I. Toz ve Atmosferik Kirlilikler 58 II. Kükürt Dioksitin Etkileri.59 III. Azotoksitlerin Etkileri.61 IV. Karbon Dioksitin Etkileri...64 V. Asit Yağmurlarının Etkileri VI. Partikül Maddelerin Etkileri...66 VII. Klorürlerin Etkileri 67 VIII. Smog Etkisi Su ve Nem Su Nem Tuz v

11 Tuz Kristalizasyonu Higroskopik Tuzlar ve Dehidrasyon Kristalizasyon Döngüleri Tuzun Taşınması Tuz kaynakları I) Sülfat...84 II) Klorür...86 III) Nitrit ve Nitrat.87 IV) Karbonat Yanlış Restorasyona Bağlı Tahrip Nedenleri Biyolojik Bozulma Faktörleri Biyolojik Bozulma Biyolojik Faktörler Ototroflar Organizmalar. 96 I) Algler...97 II) Likenler...98 III) Kara Yosunları Heterotrof Organizmalar.100 I) Mikroorganizmalar II) Bakteriler..102 III) Siyanobakteriler..103 IV) Mantarlar Gelişmiş Bitkiler Hayvanlar.106 vi

12 DÖRDÜNCÜ BÖLÜM SAĞLAMLAŞTIRMA 4. TAŞ ESERLERDE SAĞLAMLAŞTIRMA Koruma Kavramının Ortaya Çıkışı Sağlamlaştırma Sağlamlaştırıcıdan Beklenen Performans Kriterleri Sağlamlaştırma Etkinliği Sağlamlaştırılmış Taşın Dayanıklılığı Penetrasyon Derinliği Taş Gözenekliliği Nem Transferi Sağlamlaştırıcı ile Taşın Uyumluluğu Sağlamlaştırıcının Görünüm Üzerinde Etkisi Uygulama Güvenliği Performans Gereksinimleri Doğrultusunda Yapılması Gerekli İncelmeler Penetrasyon Derinliği Dayanım Özellikleri Su Emme Özelliği Su Buharı Geçirimlilik Deneyleri Kimyasal Yükleme Tuz Kristallenme Etkilerine Dayanım Deneyleri Görünüş Değişikliği Sağlamlaştırıcı Çeşitleri İnorganik Sağlamlaştırıcılar Silisli Sağlamlaştırıcılar Alkali Silikat Fluosilikatlar Toprak Alkali Hidroksitler Kalsiyum Hidroksit( Kireçsuyu) Baryum Hidroksit..125 vii

13 4.5.2 Doğal Organik Sağlamlaştırıcılar Sentetik Organik Sağlamlaştırıcılar Alkoksisilanlar Etil Silikat Kısmi Polimerize Etil Silikat Trietoksimetilsilan ((CH 3 )Si(OC 2 H 5 ) 3 ) Trimetoksimetilsilan ((CH 3 )Si(OCH 3 ) 3 ) Akrilik Polimerler Akrilik Kopolimerler Uygulama Yöntemleri Sağlamlaştırıcıların Etkinliği İle İlgili Literatür Karşılaştırmaları 143 DEĞERLENDİRME VE SONUÇ 152 KAYNAKÇA..154 ÖZET ABSTRACT 175 ÖZGEÇMİŞ 176 viii

14 SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ (CH 3 )Si(OC 2 H 5 ) 3 Trietoksimetilsilan (CH 3 )Si(OCH 3 ) 3 Trimetoksimetilsilan µ Mikro Al Alüminyum Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 Halloysit ASTM American Society for Testing and Materials (Test ve Malzeme standarları için Amerikan Topluluğu) Ba(OH) 2 Baryum Hidroksit BaCO 3 Baryum Karbonat C 2 H 5 OH Etil Alkol Ca Kalsiyum Ca(HCO 3)2 Kalsiyum Bikarbonat Ca(NO 3 ) 2.4H 2 O - Nitrokalsit Ca(OH) 2 Kalsiyum Hidroksit (Sönmüş kireç) CaCl 2 Kalsiyum Klorür CaCl 2.H 2 O Kalsiyum Klorür Hidrat CaCO 3 Kalsiyum Karbonat (Kalker) CaMg (CO 3 ) 2 Dolomitik kalkerleri CaSO 4.H 2 O Kalsiyum Sülfat Hidrat (Alçıtaşı, jips) cm Santimetre CO Karbonmonoksit CO(NH 2 ) 2 Üre CO 2 Karbondioksit cp centipoise Cr Krom CrO Kromoksit Cu Bakır Çev. Çeviren ix

15 db Desibel DPT Devlet Planlama Teşkilatı EPS Exrasellüler Polimerik Madde Fe Demir Fe 2 O 3 Demir III oksit FeCO 3 Demir Karbonat FeO Demir Oksit ( hematit) g Gram H 2 CO 3 Karbonik Asit H 2 O Hidrojen Dioksit (Su) H 2 SO 3 Sülfüröz Asit H 2 SO 4 Sülfürik Asit HCl Hidroklorük Asit HF Hidrojen Florür HNO 2 Nitroz HNO 3 Nitrikasit HOCl Hipoklorazasit ICOM International Council of Museums (Uluslararası Müzeler Konseyi) ICP Inductively Coupled Plasma (Endükstif Eşleşmiş Plazma) K Potasyum K 2 CO 3 Potasyum Karbonat K 2 CO 3.2H 2 O Potasyum Karbonat Hidrat K 2 SO 3 Potasyum Silikat (Su camı) K 2 SO 4 Potasyum Sülfat KAlSi 3 O 5 Feldspat kg Kilogram m Metre Mg Magnezyum MgCl 2.6H 2 O Magnezyum Klorür Hidrat (bischofite) MgCO 3 Magnezyum Karbonat x

16 MgF 2 Magnezum Florür MgSiF 6 Magnezyum Fluosilikat MgSO 4.H 2 O Magnezyum sülfat hidrat mm Milimetre MMA Metil Metakrilat Monomeri Mn Mangan MTMOS Metil Trimetoksi Silan N 2 O Diazot Monoksit N 2 O 3 Diazot Trioksit N 2 O 4 Diazot tetraoksit N 2 O 5 Diazot Pentaoksit Na Sodyum Na 2 CO 3.10H 2 O Sodyum Karbonat Hidrat (Natron) Na 2 CO 3.H 2 O Thermonatrite Na 2 Si0 3 Sodyum Silikat Na 2 SO 4 Sodyum Sülfat (thenardite) Na 2 SO 4.10H 2 O Sodyumsülfathidrat (Mirabilit) NaCl Sodyum Klorür NaNO 3 Sodyum Nitrat NH 3 Amonyak Ni Nikel NO Azot Monoksit NO 2 Azot Dioksit NO 3 Azot Trioksit O Oksijen O 3 Ozon ºC Satigrat Derece Pb Kurşun ph Power of Hydrogen (Hidrojenin Gücü) PMMA Polimetil Metakrilat PP Polipropilen PU Poliüretan xi

17 PVA Polivinil Asetat PVC Polivinil Klorür RH Bağıl Nem S Doyma Derecesi SEM-EDX Scanning Electron Microscopy- Energy Dispersive X-ray (Taramalı Elektron Mikroskopu-Enerji Dağılımlı X-Ray) Si (OC 2 H 5 ) 4 Etil Silikat Si Silisyum Si(OH) 4 Silisik Asit SiCl 4 Silikon Tetra Klorür SiH 4 Silikon Hidrit SiO 2 Silisyum Dioksit SO 2 Kükürt Dioksit SO 3 Kükürt trioksit SO 4 Sülfat TEI Treatment Efficieny Index (Uygulama Verim İndeksi) TEOS Tetra Etoksi Silan Ti Titanyum UV Ultra Violet (Mor Ötesi) V Vanadium Vb. Ve benzeri Yy Yüzyıl Zn Çinko ZnO Çinko Oksit xii

18 TABLOLAR, RESİMLER ve ŞEKİLLER İkinci Bölümün Tablo, Resim ve Şekilleri Resim 2.1 Tuzların Taş Yüzeyinin Üzerinde ve Altında Çiçeklenmesi Sayfa 30 Üçüncü Bölümün Tablo, Resim ve Şekilleri Şekil 3.1 Taş Üzerinde Bakteriyel Aktivite..Sayfa 105 Tablo 3.1 Bazı Tuzların Denge Nemi Değerleri..Sayfa 78 Tablo 3.2 Taşta Bozulmalara Sebep Olan Çözünebilir Tuz Türleri ve Genel Kaynakları....Sayfa 84 Dördüncü Bölümün Tablo, Resim ve Şekilleri Şekil 4.1 Tetraetoksisilan ın Kimyasal Yapısı..Sayfa 135 Şekil 4.2 Metiltrietoksisilan (MTEOS) ın Kimyasal Yapısı..Sayfa 137 Şekil 4.3 Trimetoksimetilsilan ((CH3)Si(OCH3)3) Kimyasal Yapısı...Sayfa 138 xiii

19 GİRİŞ Arkeolojik taş eserler, birçok tarihi anıt ve binalar doğal hava koşulları, hava kirliliğinin etkisi, kullanımından kaynaklanan bozulma ve uygunsuz koruma işlemleri gibi etkenler sonucu olarak çeşitli tahribatlara maruz kalmaktadırlar. Bozulma durumlarının tam olarak bilinememesi, bozulma mekanizmasının ve nedenlerinin anlaşılamaması gibi sorunlardan dolayı da yanlış koruma yöntemlerine başvurulmaktadır. Kimi zaman yöntem doğru olmasına karşın, uygun olmayan malzemelerin yanlış taşa ve bozulmaya göre seçilmesi, işlemlerin gereksiz yere uygulanması gibi sorunlardan kaynaklanan geri dönüşümsüz problemler ortaya çıkarmıştır. Uygun koruma önlemlerinin temel ilkelerinin planlanmasını da beraberinde getirecek bu çalışma, bu tür sorunların önüne geçilebilmesini sağlayacaktır. Eserler ilk oluşumları ve yok olmaları ile sonlanacak bir bozulma sürecinde varlıklarını devam ettirirler. Onlara yüklenen kültürel değerler gereği bozulmayı yavaşlatarak ömürlerini uzatmak kültür varlıklarını korumanın temelini oluşturur. Bu amaçla yapılan koruma işlemlerinin tarihi çok eskilere dayanmaktadır. Fakat geçmişte yapılan restorasyon işlemleri ile günümüz arasında yapılan restorasyon arasında birçok yönden fark bulunmaktadır. En önemli farkı günümüzde yapılan onarımların kuramsal bir temeli olması, kişisel görüşlere ve o sırada geçerli olan akımlara göre değil belirli ilkelere bağlı yapılmasıdır. Özellikle gelişen teknolojinin restorasyon alanına sunduğu gelişmiş malzeme ve ekipman olanağı koruma alanındaki ilerlemelerin başında gelmektedir. Bu yüzden arkeolojik taş eserlerin restorasyonunda günümüz teknolojisi bozulmaların belirlenmesine, eserlerin daha uzun süre yaşatılabilmesine katkıda bulunabilecek sağlamlaştırma malzeme ve tekniklerini geliştirmeye imkan vermiştir. Bu çalışmada, Türkiye de ve yurt dışında arkeolojik taş eserlerin restorasyonu ve konservasyonu üzerine yapılan araştırmaların sonuçları derlenip sunulmuştur. Böylelikle arkeolojik taş eserlerin konservasyonunda yararlanılabilecek zengin bir kaynak oluşturulabilmek bu tezin amacını oluşturmuştur.

20 Taş dayanıklı bir malzeme olduğundan dolayı binlerce yıldır bina ve anıtlarda kullanılmıştır. Yüzyıllardır ayakta duran, bazıları da toprak altında kalmış bulunan bu eserler çeşitli aşınmalara rağmen günümüze kadar gelebilmişlerdir Bu tahribatlar gerekli önlemler alınmazsa yapının yok olmasına sebep olacak kadar tehlikeli sonuçlar doğurabilir. Tarihi mirasımız içinde önemli bir yere sahip olan eski taş eserlerimizin sürekliliğini sağlayabilmek, koruma, restorasyon yöntem ve tekniklerini saptayabilmek için öncelikle taşlarda meydana gelen yıpranma türlerini ve nedenlerini belirlemek gerekmektedir. Ne yazık ki pek çok taş restorasyonunda, eserlerin bozulma biçimleri yeteri kadar tanımlanamadığından, korunma ve sağlamlaştırma uygulamaları düzgün planlanamamış ve başarısız sonuçlar elde edilmiştir. Bu eserlerin tahrip olmalarının çok çeşitli sebepleri vardır. Bu bozulma sebeplerinin tespit edilmesi, eski taş eserlerin korunması ve onarımlarının yapılabilmesi açısından oldukça önemlidir. Bozulma sebeplerini tespit edebilmek için öncelikle taş eserlerimizde görülen bozulma türlerinin belirlenmesi gerekir. Bunların doğru olarak saptanması sonucunda, eserler üzerinde bu etkileri önleyici tedbirlerin alınması daha kolay hale gelecek ve taş eserlerimizin gelecek nesillere korunarak aktarılması mümkün olacaktır. Eserlerin hak ettiği ilgiyi göremedikleri ve onları koruma adına yapılan hataların uzun vadede eserin ömrü ve kalitesini önemli derecede etkilediği birçok araştırmacı tarafından gözlenenen önemli bir durumdur. Bu yüzden, tez konusu oluşturulurken çıkış noktası, taş eserlerde yapılan konservasyon çalışmaların ilerlemesi ile yeni tekniklerin ve özellikle sağlamlaştırma alanında geliştirilen yeni malzemelerin ortaya konması, böylelikle eserlerin hem korunma hem de kendine has özelliğini uzun yıllar yitirmeden muhafaza etmesi olarak düşünülmüştür. Eserleri olumsuz etkileyen restorasyon ve konservasyon faktörlerinin giderilmesi, bu konuda ki bilgi yoksunlukların anlaşılması ve bu eksiklikler üzerinden ihtiyaç programının belirlenmesi açısından bu konu büyük önem taşımaktadır. Taş eserlerde bozulmalar, mekanizmaları ve belirlenmiş nedenlerinin tanınması ve tanımlanması, koruma ve onarım işlemlerinin doğru planlanmasında çok önemli bir adım teşkil etmektedir. Geçmişten günümüze restorasyon işleminde yapılan 2

21 hataların tekrarlanmaması için günümüz araştırmalarının taş restorasyonu alanında yaptıkları yeniliklerin belirlenmesi, koruma sağlamlaştırma tekniklerinin geliştirilmesi için gerekli literatür bilgilerin bir araya getirilmesi açısından önemlidir. Tezin ana hatlarını belirleyen bölümler, taşın tanımı ve nitelikleri, çeşitlerinin sınıflandırılması, eserlerin bozulma türlerinin sınıflandırılması, bozulma faktörlerinin tanımlanması ve son olarak koruma uygulamalarından biri olan sağlamlaştırmanın tanımlanması olarak belirlenmiştir. Bozulma türüne ve faktörüne bağlı kalarak taşa uygun malzeme kullanımı ile koruma işleminin yapılması, sağlamlaştırma tekniklerinin ayrıntılı incelenmesi ve bu konuda yapılan çalışmaların derlenip bir bütün halinde ortaya konulması bu tezin sınırlarını oluşturmuştur. Taş restorasyonu ve konservasyon işlemleri başlı başlına tez konusu olabilecek alt başlıklar içermektedir. Kapsamı biraz daha daraltıp belli konuları daha ayrıntılı sunabilmek için bu tez kapsamında onarım uygulamalarına yer verilmemiş sadece taş ve türleri, bozulma ve taş koruma uygulamalarından biri olan sağlamlaştırma yöntemi ayrıntılı bir şekilde anlatılmış, sağlamlaştırma malzeme ve tekniklerinden bahsedilmiştir. Bu araştırma konusu akademik bir veri toplama tekniği ile daha önceden yapılmış çalışma ve makaleler taranarak elde edilen verilerin birleştirilmesi ve bütünleştirilmesi şeklinde tamamlanmıştır. Bunun için daha çok Ankara üniversitesinin yabancı kaynaklı online veri tabanları, online bilimsel dergiler, yabancı kaynak kitaplar ve yayınlanmamış yüksek lisans ve doktora tezleri kullanılmıştır (EBSCOhost,Elsevier,E-Book, Science Direct, vb..). Çok kapsamlı makalelerden, Türkiyede gerçekleştirilmiş çeşitli çalışmalardan ve yurtdışı kaynaklardan çeviri yöntemiyle elde edilen veriler derlenerek bir araya getirilmiş ve karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Yapılan bu çalışma ile Bakanlığımız kapsamında gerçekleştirilen çalışmalarda faydalanılabilecek, uygulamaya dönük faydalı bilgiler içeren bir kaynak oluşturulmuştur. 3

22 BİRİNCİ BÖLÜM TAŞ, TAŞIN NİTELİKLERİ VE TAŞ TÜRLERİNİN SINIFLANDIRILMASI 1.1 TAŞ VE NİTELİKLERİ Jeolojik adıyla kayaçlar mineral topluluklarıdır, ya çeşitli minerallerin veya parçacıklarının bir araya gelmesinden ya da bir tek mineralin çok sayıda bir arada birikmesinden meydana gelirler. Dünya nın dış katmanı olan litosfer kayaçlardan oluşmaktadır. Doğal taş deyimi, yerkabuğunda bulunan, değişik kökendeki kaya, kütle, taş gibi her türlü kayaç için kullanılan genel bir tanımdır (Yıldırım, 2007; Lazzarini, 1988). Osmanlıca da senk ya da hacer olarak bilinen taş kelimesi günümüz Türkçe sine Öz Türkçe de kullanılan kaş kelimesinden gelmiştir. Kaş Öz Türkçe de katı toprak, sıkışma sonucunda sertleşmiş toprak demektir. Jeoloji de taş yerine kayaç ve külte sözcükleri de kullanılmaktadır (Dal, 2005; Devellioğlu, 1992). Yerkabuğundan çıkarılarak kullanılan endüstriyel hammaddeler içinde taşların önemli bir yeri vardır. Taş, tarihsel çağlar boyunca insan ile bütünleşen bir malzemedir. İnsan yaşamı, barınmadan korunmaya, duygularını, mesajlarını geleceğe aktarmadan, sonsuz yolculuğunda bedenini emanet etmeye kadar, sağlamlığın, güvenin simgesi olan taş ile iç içedir. Taş, ilkel insandan, günümüzün çağdaş insanına kadar insanın yaşamında şekil ve işlev değiştirerek sürekli kullanılagelmiştir (Yıldırım, 2007). Yer kabuğunu meydana getiren bu kayaçlar oluşum şartlarına ve kökenlerine göre, magmatik, tortul ve metamorfik olmak üzere üç sınıfta toplanırlar (Sırt, 2011; Lazarini, 1988).

23 1.2 TAŞ TÜRLERİ VE SINIFLANDIRILMASI Mağmatik Kayaçlar Yer kabuğunun içinde erimiş ve kızgın halde bulunan, kimyasal bakımından çeşitli gazları içeren silikat karışımına mağma denir. Esas bileşimi; O, Si, K, Ca, Mg, Al, Fe dir. Ayrıca gazlar (CO 2, SO 2, H 2 O buharı) yukarıdaki elemanlara oranla daha az miktarda madenler bulundurur (Erguvanlı, 1994). Magmatik kökenli doğal taşlar, bu magma adı verilen tamamen erimiş silikat sıvısının, yerkabuğunun değişik derinliklerine sokulması ve bazen de yüzeye çıkmaya çalıştığı çatlaklar boyunca veya yüzeye çıktığı alanlarda soğuyarak katılaşması sonucu oluşurlar. Mağmanın yer kabuğu içindeki bu faaliyetine mağmatizma adı verilir. Mağmanın, arzın derinliklerindeki faaliyetine de plütonizma denir. Bu suretle derinlik kayaçları, plütonik kayaçlar, intrusif kayaçlar meydana gelir. (Erguvanlı, 1994). Donma olayının nerede gerçekleştiğine yani yer kabuğunun hangi kesiminde bulunduklarına göre; derinlik taşları, damar taşları ve yüzey taşları olmak üzere gruplanabilirler. Soğuma hızına göre kristal büyüklükleri değişir. Yer kabuğunun içinde soğuma birden bire meydana gelmez ise iri kristalli kayaçlar meydana gelir. Derinlik taşları magmanın yavaş soğuması nedeniyle iri kristalli, damar taşları ise orta derecede soğuma nedeniyle camsı bir hamur içinde dağınık ince kristalli bir yapıya sahiptirler (Erguvanlı, 1994; Küçükkaya, 2004). Yerküresinin belirli derinliklerinde erimiş haldeki mağmanın, herhangi bir yolla yer kabuğunun bir noktasından yeryüzüne ulaşması olayına volkanizma denir. Bundan dolayıda değişik tipte volkanlar ve volkanik kayaçlar meydana gelir. Mağma, henüz yerin derinliklerinde, belirli basınç ve sıcaklık altında bulunduğu zaman, çeşitli gaz ve çözeltileri içeren bir sıvı özelliğindedir. Mağma yeryüzüne ulaşmadan önce, sıvı halde iken, mağma içindeki çeşitli silikatlar kendi aralarında ilişkilere girerek, ortamın fiziko-kimyasal koşulları altında kristalleşmeler oluşur. Böylece mağmada ilk kristaller oluşmaya başlar. Daha sonra herhangi bir yolla, kırık ve kanallar (baca) aracılığı ile yarı kristalleşmiş yarı sıvı magma yeryüzüne ulaştığı 5

24 anda basınç ve sıcaklık gibi fiziko- kimyasal koşullar ani olarak değişir. Bu atmosferik koşullarda yarı kristalleşmiş sıvı magma, ani basınç ve sıcaklık düşmesi ile hızla soğur; yüzeyde ani soğuyan magma yerinde katılaşır. Bunlara lav adı verilir ve Yüzeyde katılaşan lavlar (volkanik kayaçlar) ortam koşulları nedeni ile ani soğuduğundan camsal veya yarı camsal dokular kazanır. Volkanik kayaçlar asidik (açık renkli) ve bazik (koyu renkli) olmak üzere ikiye ayrılırlar. Nötr ve bazik volkanik kayaçlar: Riyolit, Andezit, Bazalt olup sulu ortamlarda metal iyonları çözülür. Özellikle Ca, Mg, Na ve K çözünür ve Zeolitler, kil mineralleri ve diğer sulu mineraller oluşur (Lazzarini, 1988). Mağmanın soğumasıyla kristalizasyon arasında bir bağıntının bulunduğu, soğumanın yavaş yavaş meydana gelmesi ile iri kristalli, birden bire, çok çabuk meydana gelmesi ile camsı veya kriptokristalli kayaçların meydana geldiği bilinmektedir. Teşhis ve tanıma; gözle, mikroskopla, kimyasal analizlerle olabilir. Mağmatik kayaçların tanınması ya mineralojik olarak polarizan mikroskopla veya kimyasal analizlerle mümkündür (Dal, 2005). Mağmatik taşlar; değişik renklerde irili ufaklı kristal ve levhacıkları bir bağlayıcı çimento içinde yayıldığı ve parladığı, homojen izotop ve sert taşlardır. Magmatik kayaçların kimyasal, fiziksel ve mineralojik özellikleri oldukça değişkendir. Bu değişim kayacın dış renginde, kimyasal bileşiminde, mineral bileşiminde ve dokusal özelliklerinde kendini gösterir. Bir başka deyişle ayırıcı özellikleri kristallerinin parlaması, damarsız kırıksız bir kütle içinde değişik renk tabakaları olmayan homojen görünümdedir. Magmatik taşlar, sert olduklarından işlenmeleri ve aşınmaları zor olan taşlardır. Her ne kadar sağlamlık, direnç ve dış etkenlere dayanıklılık bakımından çok elverişli iseler de yontulma güçlükleri ve her yerde bulunmayışları yüzünden tortul taşlara oranla daha az kullanılırlar (Lazzarini, 1988) Derinlik (Plütonik)Kayaçları Derinlik kayaçları, magmanın yerkabuğu derinliklerinde, yavaş soğuma ve tam kristalleşme sonucu oluşan kayaçlardır. Bu kayaçlarda matriks yoktur. Kayaçlar genellikle eşit ve yaklaşık eşit boyutlu, aynı veya farklı cins minerallerden 6

25 oluşmaktadır. Bu minerallerde tam kristalleşme gözlenmektedir. Magmanın soğuma süresi ve yerleşme derinliği arttıkça kayacın mineral iriliği de artar. Taneleri kristaldir, yapıları iridir ve yapıları içerisinde boşluk yoktur. Bunlar içerisinde kuvars, demir, alüminyum, değişik metaller, karbondioksit gazı, kükürt dioksit gazı, su buharı, potasyum, kalsiyum, magnezyum yoğun bir şekilde bulunur (Lazzarini, 1988). Derinlik kayaçları, genellikle çatlak ve kırıklar içerirse de, taze ve ayrışmamış oldukları zaman kırılmaya ve basınca karşı yüksek bir direnç gösterirler (Küçükkaya, 2004). Granitler, Gabro veya norit, Granodiyorit, Peridotit, Kuvarslı Diorit, Dünit, Siyenit, Hornblendit, Monzonit, Proksenit vb. derinlik kayaçları sınıfına giren kayaçlara örnek olarak verilebilir. GRANİT: Plutonik, magmatik kökenli olup, asidik bileşimli bir kayaçtır. İçindeki elemanlar gözle görülebilir büyüklüktedir. Bileşiminde feldspat, kuvars ve mika bulunur. Bünyenin çoğunluğunu feldspat doldurur. En az mika bulunur. Bunun dışında bazı minerallere de az miktarda rastlanır. Beyaz-gri tonlarda, gri-yeşil tonlarda ve kahverengi-kırmızı tonlarda değişik renklerde olabilirler İçinde bulunan minerallerin cins ve miktarlarına göre granit renk alır. Derinlerde soğuduğu için sağlam, aşınmaya, basınca ve ayrışmaya dayanıklıdır. Güzel renkli ve iyi cila tutmaları dolayısıyla granitler inşaatta kaplama taş ve masif olarak kullanılır. Su emme oranı % 0,2 dir. Özgül ağırlığı 2,72 g/cm 3 basınca karşı dirençleri ise kg/cm 2 dir. Şayet parke yapılacaksa kullanılan granitin basınca dayanımı 1200 kg/cm 2 den az olmamalıdır. Aksi taktirde aşınır. Normal granit aşınmadan on binlerce yıl durabilir (Küçükkaya, 2004). İstanbul ve civarındaki eserler, kırmızı, pembe renkli ve iri ortozlu Mısır garnitlerinden yapılmıştır. Bu garnitler Mısır ın Asuan ve Syene dağıldan çıkarılmıştır ve Romalılar, Bizanslılar, Osmanlılar bu garnitlerden yararlanmışlardır. Avrupa da kilise, saray, opera vb. binaların kaplamalarında süs taşı olarak kırmızı renkl ve iri ortozlu granitler kullanılmıştır (Erguvanlı,1994). 7

26 Yarı Derinlik Kayaçları Damar kayaçları, derinlik ve volkanik kayaçlardan yapı, doku ve jeolojik konumları ile ayırt edilebilmektedirler. Tane veya kristal yapıları değişiktir ve bünye içerisinde dağılmış halde bulunur. Damar kenarına doğru tane boyutları, ortadan inceye doğru olup kayaç holo kristalin bir dokuya sahiptir. Bu tip kayaçlarda, koyu renkli mineraller kayaca hakim durumdadır. Bu kayaçlar genellikle kalınlıkları çok değişken damarlar halinde oluşurlar. Örnek olarak diyabaz, aplit, Riyolit, Trakit, Andezit, Dasit, Bazalt verilmektedir (Lazzarini,1988). BAZALT: Bu kayaç kristalli veya camsı volkanik bir kayaçtır. Bileşiğinde plajioklaz, olivin,ojit, tali ve kuvars bulunmaktadır. Koyu siyah renkli hamur içindedir ve bazen içeriğindeki iri mineralleri gözle görülebilir bir doku yapısı gösterir. Bazalt volkan içerisinden yükselirken bünyesindeki gazları arttığı için yapıda boşluklar oluşur. Bu boşluklar hem yüzeydeki hem ağza yakın bazaltlarda çıkabilir. Yoğun ve sert yapıdadırlar. Basınca karşı dirençleri yüksektir. Genelde parke taşı olarak yada mıcır olarak kullanılırlar. Gevşek olan bazalt tüfleri çok gözenekli olup hafif yapı malzemesi seçiminde tercih edilirler. Bazaltlar sert, kompakt ve yoğun taşlardandır ve beşgen, altıgen prizmalar şeklinde akma doğrultusan dik soğuma sonucu oluşmuş çatlarlar içerirler ve bölümlerinden kolayca sütunlar halinde ayrılabilirler (Küçükkaya, 2004). ANDEZİT: Derinlik taşı olan diolitin volkanik tipidir. Doğal yapı malzemelerinden biri de andezit taşıdır. Andezit taşı, mağmatik kayaların dış püskürük taşları grubu içinde yer almaktadır. Dış püskürük taş, genel olarak içinde demir-magnezyumlu minerallere göre de Homblentli, Biyotitli, Ojitli ve Hiperstenli Andezit olarak dört gruba ayrılır. Andezit, dioritin aynı mineral içeren hipokristalin porfirik doku gösteren yüzey taşıdır. Su emmeyen ve suda dağılmayan bir yapıya sahiptir. Sıkı dokulu ve koyu renklidir. Andezitlerin oluşumunda, beraber bulunduğu minerallerin yüzde oranlarına göre kızıl veya koyu kahverengi kristallerin etkisiyle, pembe, gri, açık veya koyu yeşil ile siyahımtırak renkler de bulunabilir (Küçükkaya, 2004). 8

27 Andezitler, bazaltlarla, dasitlerle ve riyolitlerle beraber ada yaylarında, kıta kenarlarında ve organik kuşakların çok eski volkaniklerinde çok miktarda bazaltlarla, az miktarda dasit ve riyolitlerle beraber bulunurlar. Bunun aksine kıtasal kabuktaki andezitlerde, az miktarda bazalt ve çok miktarda dasit ve riyolitler beraber bulunur (Şimşek, 2003). Türkiye, andezit bakımından zengin ülkelerden biridir. Andezit, volkanik kayaç olduğundan Türkiye'nin her bölgesinde yeterince bulunmaktadır. Yeterince kolay ve çok bulunması nedeniyle bina ve bahçe duvarlarında, kolay işlenmesinden dolayı duvarlarda, kaldırımlarda ve zemin üzerine kaplama taşı olarak kullanılmaktadır. Andezitler, bulundukları yörelerin isimleri ile beraber anılmaktadırlar. Parke taşı, döşeme taşı, kaplama taşı yapımında ve yapılarda değişik amaçlı olarak mimari tasarımlarda ve tarihi yapılarda kullanılmaktadır (Şimşek, 2003). SERPANTİN: Magnezyum silikatların ayrışma ürünü olarak meydana gelir. Desen olarak yılan derisine benzediği için Yunanca yılan anlamına gelen serpan sözcüğünden türemiştir. Rengi koyu veya açık yeşildir. Sertliği 3-5 tir. Su aldığı zaman hacimlerinde artma görünür ve bünyelerinde çatlaklar oluşur. Blok verebilen serpantin genelde renginin çarpıcı ve yeşilin değişik tonlarında olması yanında desenleri ile de dikkat çekmektedir. Kullanım ve işleme açısından sert ve zor kesilmesine karşın iyi cila kabul etmektedir. Genelde dış cephe kaplaması, yer döşemesi ve süs eşyası yapımında kullanılır. Eski taş uzmanları serpantinlerin Çanakkale lapseki arasındaki bölgeden çıkarıldığını, eski kolon yapılıp eski eserlerde kullanıldığını ve bu taş ocaklarının yerinin tam olarak tespit edilemediğini belirtmişlerdir (Küçükkaya, 2004). DİYABAZ: Kimyasal olarak yapısında silis, mineral bileşenlerinde labradonit ve piroksen bulunan çok sert ve işlemesi güç bir kayaçtır. Yeşilin değişik tonlarında olabilmekte ve çok iyi cila kabul etmektedir. Heykelcilik ve dış kaplamalarda kullanılmaktadır (Küçükkaya, 2004). 9

28 Püskürük Kayaçları Volkanik kayaçlar, magmanın değişik yüzey koşullarında soğuması ile oluşurlar. Volkanik ürünlerin yüzeyde katılaşmaları, volkanizmanın karakterine, ortam koşullarına bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Bu kayaçlar genelde kimyasal bileşenleri derinlik kayaçlarının yüzey koşullarında oluşmasına bağlı olarak isimlendirilir. Tane ve kristal yapısı daha ufaktır. Hamura benzeyen bünye içerisinde dağılmış kristaller mevcuttur. Karasal oluşumlu volkanlarda masif, breşik, aglomeratik, kolon yapıları, yalancı kolon yapıları, tabakalı yapılar izlenirken, denizsel oluşumlu volkanlarda da, masif, tabakalı, aglomeratik, tortul kayaçlarla ara katkılı lavlar, pillow-lav (yastık lavları) yapılarkun görülmektedir. Doğal taş olarak değerlendirilebilecek volkanik kayaçlar; Tüf ve Agromeralar, andezit, trakit, bazalt, fonolit ve dasitlerdir. Volkanik kayaçların fiziksel özellikleri çok farklı ve genellikle boşluklu olduğundan kullanılmadan ve yapı taşı olarak seçilmeden önce mikroskobik incelemeler ile çatlak ve boşlukların yapısı irdelenmelidir (Küçükkaya, 2004). TÜF ve AGROMERALAR (Yüzey kayacı ) : Volkanların kraterlerinden çıkarak kızgın bir sıvı halinde akan maddelere veya bu kızgın magmanın soğuması ile katılaşan oluşumlara Lâv adı verilir. Volkanlar püskürdüğü zaman lavların içerisinde başka katı maddeler de çıkabilir (Lazzarini, 1988). Bunların ince tanecikli olanlarına volkan külü denir. Volkan külü denilen bu ince zerreli maddelerin yamaçlarda, göl veya denizlerde birikmesi neticesinde meydana gelen oluşuma da Volkanik tüf adı verilir. Tüflerin yapılarında çok küçük boşluklar bulunur, bundan dolayı tüfler hafif doğal yapı taşlarıdır. Bunların çimentolamasıyla volkanik breşler oluşur. Bunlar yapı bakımından diğer tüflere göre farklılık gösterir. İçlerinde fosilde bulunabilir. Fosiller sayesinde tüflerin deniz veya gölde oluştuklarını anlamak mümkündür. Örneğin, göllerde biriken tüfler arasında genelde bitki dalları ve yapraklar veya göl hayvanlarının fosilleri, denizlerde oluşanlar arasında deniz hayvanlarına ait kalıntılar (kabuk vb.) görülür (Küçükkaya,2004). Sonuç olarak fosillerin cinslerine göre ne tür bir taş olduğunu çıkartabiliriz. Tüfler, küçük 10

29 parçalardan oluşan piroklastik kayaçlardır ve sahip olduğu silikatlı mineraller; feldspat, olivin, piroksen, amfibol, kuvars, mika vb. gibidir, (Price ve Cox, 1988; Akalan, 1980). Bazı tüfler içinde büyük hornblend, ojit, idokraz ve lösit mineralleri bulunmaktadır (Küçükkaya, 2004) Türkiye deki, iç Anadolu Bölgesi başta olmak üzere bütün volkanik arazilerde tüflere rastlanır. Özellikle, Ankara, Eskişehir, Kayseri, Konya, Niğde, Nevşehir gibi şehirlerde çeşitli minerallere sahip volkanik tüfler bulunmaktadır. Bu taşlar andezit, dasit ve trakitler arasında veya genelde birlikte bulunurlar. Ocakta iken yumuşak olan bu taşların işlenmeleri kolaydır. Ancak, bu taşlar açık havada kaldıkça ocak suyunun bir kısmını kaybederek daha sert bir duruma gelebilmektedirler. PORFİRLER: Kırmızı ve yeşil renktedir. Aralarında önemli boyut farkı bulunan minerallerden oluşmuş kayaçlardır. Bazı mineraller daha ince büyür ve kristalleşir. Daha sonraki minerallerden oluşan kristaller ise küçük veya olmamış biçimde bulunur. Porfirik doku bazen cam olarakta görünebilir. Bu taşlar Ayasofya ve Beyazıt camiinin sütunlarında Çemberli taştaki kullanılan taşta kırmızı porfirdir. Kapı, kemer, pencere gibi yerlerde de kullanılır (Küçükkaya, 2004) Metamorfik Kayaçlar Metamorfizma kelime anlamı ile başkalaşım demektir. Metamorfitler, orijinal karakterleri yer küresi içindeki çeşitli işlemlerle değişime uğramış olan kayaçlardır. Bu değişimler, doku olarak da adlandırabileceğimiz, minerallerin kendi aralarındaki kısmi değişimleri veya kayacın her türlü ilksel özelliğinin değişimine neden olan yeni mineral oluşumları ve buna bağlı olarak yeni bir kayacın ortaya çıkmasıdır. Bu kayaçlar, magmatik, sedimanter veya eski metamorfik kökenli kayaçların ısı ve basınç altında kalarak başkalaşıma uğramasıyla oluşan kayaçlardır (Lazzarini,1988). Metamorfizmaya uğramış kayaçlar tekrar metamorfizmaya uğrayabilir ve polimetamorfik kayaçlar oluşur. Yapı ve dokularının oluşmasına, ısı, basınç, yönlü kuvvetler ve kayacın cinsi etki eder (Dal, 2005). Basınç, ısı ve kesme kuvvetleri 11

30 sonucunda oluşan metamorfizma sırasında taşların karakteri bozulur. Yapısı, dokusu ve kristal şekli başka olan yeni tip mineraller yani yeni tip külteler meydana gelir. Fakat kültelerin kimyasal bileşimi değişmez. Kalkerler ısı ve basınç altında mermere, kumtaşları kuvarsite, alçı taşı ısı ve basınç altında albatrlara, kil taşı ise ısı ve basınç altında benekli şistlere dönüşürler (Lazzarini, 1988; Küçükkaya, 2004). Mağmatik kayaçlarda olduğu gibi görünüşleri genellikle iri kristalli ve taneli olabilir. Fakat bu durum kayaçların etkilendiği sıcaklıkla değişiklik gösterir. Metamorfizma uzun süre devam etmişse kristalleri iri olarak oluşur (Dal,2005). Kristallerin sınırları düzensizdir. Metamorfik kayaçların kendilerine has yapıları da vardır. Metamorfizmaya uğrayan taşların kimyasal bileşimlerinin, dokularının birbirinden farklı oluşu ve farklı ortamlarda çok farklı şartlar altında oluşmalarından dolayı kesin bir sınıflandırmaları yoktur (Yıldırım, 2007). Metamorfik taşların sınıflandırılması çeşitli kişiler tarafından değişik şekillerde yapılmaktadır. Metamorfik kayaçlarda bulunan esas mineraller kuvars, feldspat, mangenez, dolamit, talk, serpantin, diotit, klorit, hornblend gibi maddelerdir (Örneğin: mermerler). Metamorfik kayaçlar, saha çalışmalarına göre belli başlı 3 ana grupta toplanırlar. Kontak metamorfik kayaçlar; Hornfelsler, Dinamik Metamorfik kayaçlar; Milonitler, Bölgesel Metamorfik kayaçlar; Arduvaz, fillit, şist, gnays, mermer, kuvarsit, amfibolit, migmatit vb. olarak sayılabilir (Lazzarini, 1988). Kontak metamorfik kayaçlarda magmadan gelen sıcaklık, gaz ve hidrotermal sıvıların etkisi önem taşır. Karbonatlı kayaçta, magmanın değme yüzeyinden uzağa doğru başkalaşım etkisi azalır. Başkalaşım, kayacın bileşimine göre kontak başkalaşımla oluşmuş mermerlerde, grona, aktinolit, diyasporit, brusit, tramolit, epitot, pirit gibi minerallere rastlanır. Mağmatik getirimler, kontakt başkalaşımla oluşmuş mermer kütlesinin değişik kısımlarında farklı ikincil minerallerin oluşumunu sağlarlar. Oluşum farklılıkları renkte, desende, yapıda devamlılığı bozar (Lazzarini, 1988). Dinamik metamorfik kayaçlarda gerilim kuvvetlerin etkisiyle değişim söz konusudur. Sıcaklığın etkisi fazla görülmez. Yönlü kuvvetlerin etkisi ile kayaçlarda kırılma, ufalanma ve erime ile tekrar yeniden kristalleşme görülür. Breşik dokulu mermerler, bu tip faaliyetler sonucu oluşmuşlardır. Serpantin ve kireç taşlarının yan yana bulunduğu yörelerde ofikalsitler gelişir, güzel yeşilli beyazlı mermerler 12

31 şekillenir (Lazzarini, 1988). Bölgesel metamorfik kayaçlarda; sıcaklık, basınç, gerilim ve kimyasal faaliyetler etkin rol oynarlar. Jeoseklinal bölgelerinde geliştiklerinden geniş alanlara yayılırlar. Basınç etkisi hidrostatik ve makaslama olarak görülür. Başkalaşmaya uğrayan karbonatlı kütlenin bileşiminde yer alan mineral çeşitlerine göre yeni mineraller kristalleşirler. Yapraksı ve uzun mineraller, basınç etkisi altında yönlenme gösterirler. Bu minerallerin düzlenmesi, birikimleri, foliasyon oluşturur ki mermer için zayıflık düzlemleridir. Bölgesel başkalaşım, kontakt başkalaşımda görülen karakterleri taşıyabilir. Başkalaşım, epison, menozon ve katozon olarak üç zon oluşturur ve zonlarda sıcaklık, basınç ve gerilme farklı boyutlarda görülürler. Saf kireçtaşı ve dolomitlerden beyaz mermer vedolomitik mermerler oluşurken, saf olmayan kireçtaşlarından wollastonit granat, epidot, diyasporitli mermerler ile saf olmayan dolomitlerden aktinolit, teramolit, forsterit ve sipiralli mermerler oluşurlar. Metamorfizmaya uğramış karbonatlı kayaçlarda, değişik bileşimli killerde klorit, biyotit, muskovit mineralleri de şekillenirler (Lazzarini, 1988). MERMERLER: Mermer, kalker (CaCO 3 ) ve dolomitik kalkerlerin (CaMg (CO 3 ) 2 ) ısı ve basınç altında başkalaşıma uğrayarak kristalleşmesi sonucu oluşmuş metamorfik bir kayaçtır. Başka bir deyişle mermer, kireçtaşının zamanla doğada meydan gelen ısı ve basınç etkisiyle kristalize olmuş şeklidir. (Önem, 1997) Mermerlerde az oranda silisyum dioksit (SiO 2 ) ve renk veren metal oksitlerde (pigmentler) bulunmaktadır. Mermerlerin renkleri içeriklerindeki minerallere göre; beyaz, gri, siyah, kırmızı ve yeşil gibi pek çok renk olabilir. Saf oldukları zaman yarı saydam ve beyaz renklidirler (DPT, 1996: 1). Tek renkli mermere oldukça az rastlanır. Bu yüzden tamamen tek renkten oluşan mermerler oldukça değerli mermerlerdir. Mermerler yapı, doku, tane boyutu ve renk bakımından her ocakta başkadırlar, hatta bir ocakta bile yer yer değişmektedirler (Tulgar, 2007). Mermer; taneli görünümde, parlak, asitle reaksiyona giren masif bir kayaçtır. Parlak kristalli yapılarıyla bazen magmatik taşlarla karıştırılır. Ancak mermerlerin homojen olmayan damarlı, çok renkli ve desenli görünümleriyle metomorfizmaya uğradıkları, tortul kökenli oldukları açıkça bellidir. Mekanik aşınmaya karşı dayanıklıdır, kristalli mermerlerin dokuları sıkı bir metamorfizmaya uğramış, yani 13

32 kristaller, belirli doğrultularda boşluk bırakmaksızın birbirine girmiş durumdadır. Mermerlerde gözeneklilik oldukça düşüktür. İyi kaliteli mermerde bu oran % 0, % 0,5 arasında değişir ve su emmeleri %0.1 kadardır. Gözeneklerin birbirleriyle fazla irtibatlı olması bünyesine su girmesine, bunun sonucunda donma, çözülme ve mikro çatlakların ortaya çıkmasına neden olduğu için istenmeyen bir özelliktir. Porozitenin çok düşük değerde olması, donma etkisi ile oluşacak fiziksel ayrışmayı önlemektedir. Isı iletkenlikleri oldukça yüksek olup, sıcaklık değişiminin fazla olduğu yerlerde, yüzeyde ve damar denilen kaba, sonradan ikincil kristalleşme veya başka minerallerle dolmuş olan bölgelerde ayrışmalar söz konusu olabilir. Mermerler homojen bir yapı göstermesi, sert olmaması ve bu sebepten kolay kesilmesi, gözeneksiz bir yapıya sahip olması ve iyi cilalanması dolayısıyla duvarlarda ya da yerlerde kaplama taşı olarak kullanılırlar. Bunun dışında heykel yapımında mermer kullanılır (Küçükkaya, 2004). Afyon mermerleri; (İscehisar mermerleri) Bu ocak antik dönemden beri kullanılmaktadır. Buradan İtalya ya, Yunanistan a eski dönemlerde mermer ihraç edilmiştir. Rengi süt beyazdır. Bunun yanında yine Afyonda pembe, siyah, sarı mermerler çıkmaktadır. Marmara Adası mermerleri; Buradaki ocaklar hala işletilir. Mermerler mavi damarlıdır. Direnci İscehisar göre daha düşüktür. Bizans döneminde yapıların çoğunda ve Osmanlı döneminde bu mermerler kullanılmıştır (Tulgar, 2007). ŞİSTLER: İnce taneli kil, sedimanter kaya şeyli ve bazen kuvars içerikli oluşumlar bu sınıfta yer almaktadır. Kayağan, arduvaz veya kayrak taşı adı verilen bu kayaç, tabaka ayrım düzeylerine paralel olacak şekilde düzlemlerden kolayca ayrılabilmekte ve genelde renkleri yeşil, gri veya siyaha yakın olmaktadır. Dış cephe kaplaması, dekorasyon ve yer döşemesi olarak kullanılmaktadır (Küçükkaya, 2004) Sedimenter Kayaçlar (Tortul Kayaçlar) Mineral veya organik maddelerden ibaret parçacıkların rüzgar, su, dalga ve buzullarla taşınıp göl, akarsu, deniz içinde veya karalarda üst üste yığılmasına çökelme, sedimantasyon veya tortulaşma denir. Sedimanter kayaçlar, püskürük ve 14

33 metamorfik kültelerin çeşitli atmosferik ve tektonik olaylarla parçalanarak tabakalar halinde tortullaşması sonucu meydana gelmiş heterojen yapıdaki taşlardır. Bazı maddelerin su içinde erimesi ve suyun buhar haline gelmesi sonucu bu birikintiler tabakalar halinde çökelir. Su içinde çok çeşitli maddelerin bulunması halinde kum tanecikleri, çakıllar ve fosiller içerirler. Genellikle kalsiyum karbonat bileşikli bir doğal çimento bu maddeleri bağlar. Birikim tabakalarının yönü ve bağlayıcının yönü dirence ve su geçirimsizliğine etki eden faktörlerdir. Bağlayıcının silis esaslı olması direnci arttırır. Dünya yüzeyindeki kayaçların %75 i tortul kayaçlarıdır (Lazzarini, 1988). Tortul kayaçların bir kısmı kimyasal yolla, bir kısmı da organik ya da kimyasal aktivitelerle meydana gelir. Bu kayaçlar genellikle kalın veya ince tabakalar halinde bulunur. Bundan dolayı bu kayaçlara tabakalı tortul kayaçlar denir. Bu durum tortul kayaçlar için karakteristiktir. Fakat bazen de tabakalaşma fark edilmez, masif bir görünüş arz ederler. Buna da masif tortul kayaçlar denir. Tortul kayaçların içinde, oluş ortamına göre deniz, göl veya karalar için karakteristik hayvan veya bitki fosilleri bulunur. Bu fosiller yardımıyla da kayaçların oluş zamanları, ortamları anlaşılır (Lazzarini, 1988). Bu kayaçlar genelde okyanuslarda, sığ denizlerde ve göllerde çökelir. Karalarda ve denizlerdeki çökeldikleri yerler sırasıyla; Dağ eteklerindeki yamaç molozları, akarsularda alüminyumlar, göllerdeki tatlı su çökeltileri, bataklıklardaki bataklık çökeltileri; Sığ denizlerdeki çökeltiler, az derin denizlerdeki çökeltiler, derin denizlerdeki çökeltiler (Küçükkaya, 2004). Sediment taşlar, çok zaman tabakalı yapıları ve fosilli olmalarıyla kolayca tanınırlar. Bu taşların özelliklerinden biri, değişik renk, doku ve karakterdeki tabakaların üst üste gelmesidir. Böyle bir taşı işlerken özelliklerine göre yani; suyuna ve damarına göre çalışmak gerekir. Tabakalaşmaya dik işlenen taş, çatlayabilir veya kırılabilir. Yapıda kullanılırken taşların tabaka yüzlerinin paralel oturtulmasına dikkat edilmelidir. Taş tabakalaşma durumuna göre dik veya eğik bir şekilde kullanıldığında tahrip olması daha çabuk olur (Lazzarini, 1988). Sedimanter kökenli doğal taşlar kökenlerine ve oluşum ortamlarına göre kırıntılı, organik ve kimyasal olmak üzere üç gruba ayrılırlar. 15

34 Kırıntılı (Ayrık) Tortul Taşları Kaynak kayaçtan kopan çeşitli boyutlarda kayaç ve mineral parçalarının karalarda ve denizlerdeki tortullaşma havzalarına taşınarak buralarda çökelmeleri ile oluşan taneli ve parçacıklı kayaçlardır. Fiziksel tortul külteler (kum, çakıl, konglomera, gre) dağınık veya kil, kalker, silis ile birleşmiş halde bulunur. Değişik tane büyüklükleri çimento ile birleşmiş ise çimentolu kırıntılı tortul kayaç denir. Birleşmemişse çimentosuz kırıntılı tortul kayaç denir (Küçükkaya,2004). Kırıntılı sedimanter kayaçlardan çimentosuz kayaçlar yapı taşı olarak kullanılmazlar. Buna karşın çimentolu sedimanter kayaçlar, sıkılaşmaları ve tanelerin sertliklerine göre yapı taşı olarak kullanılabilirler. Bu kayaçlar içinde kumtaşı, konglomeralar ve tüfitler ekonomik olarak değerlendirilirler (Lazzarini,1988). KONGLOMERA: İri taneli kayaçların çimentolaşması ile oluşur. Çapları değişik büyüklüklerde olabilir. Eğer 0,2-2 mm arasında çapa sahip taneler birleşmişse biz buna kum taşı denir. Kongrameralar aynı tipte kayaçlardan oluşuyorsa homojen, farklı kayaçlardan oluşuyorsa heterojen kongrameralar olarak adlandırılır. İçeriği aynı olan konglomeralara monojenik, farklı içeriğe sahip olanlara da polijenik konglomeralar denir (Küçükkaya, 2004). BREŞ ve PUDİNGLER: Bu tip kayaçlarda, kayacı oluşturan taneler yuvarlaksa bunlara puding eğer taneler köşeli ise Breş denir. Breşleri de sahil ve yamaç breşi olarak ayırıyoruz. Pudingli breşler değişik renkte olabilirler. İçlerindeki maddelere göre değişik renk alırlar. Anadolu da en bilinenleri hereke pudingleri ve Bilecik breşleridir. Rengi kırmızımsı ufak çakıllı çimentoludur. Cilalamaya elverişlidir. Bazılarında fosiller vardır. Basınca ve donmaya dirençleri fazla olduğu için birçok mimari yapıda kullanılmıştır. Sultanahmet Süleymaniye Haydarpaşa lisesi ve garı, Ankara Büyük Postane binası bu taşlardan yapılmıştır. Bilecik civarında çikarılan breşler de yine o bölgede yapılmış Roma dönemi lahitleri bulunmuştur. Bu malzeme zamanla solar ve rengi açılır (Küçükkaya, 2004). 16

35 KUM TAŞI: Kumtaşı silisli veya kum taneciklerinin çökelmesi ve bunların çimentolanması ile oluşmuş sert bir kayaçtır. Grovak, arkoz gibi isimler almaktadır. Bu kum taşları yüke karşı dirençli ve ısıya karşı izolasyon görevi yapar. Süs ve inşaatta kullanılan en iyi cinsi silisli olandır. Tanecikleri birleştiren çimento dolomitli, harnblandlı ve killi demir oksitli yada jipsli olabilir. Kumtaşındaki taneler çimentodan aytırt edilemeyecek kadar ufak ve homojense buna kuvarsit denir. Kuvarsitler oldukça dayanıklı taşlardır ve liman inşaatlarında kullanılabilmektedirler. Kumtaşları parlatılmadan dekoratif amaçlı kullanım alanı bulmaktadır. Özellikle ısıyı bünyelerine kabul etmediklerinden dolayı iklimi sıcak olan ülkelerde tercih edilen bir taş çeşitidir (Küçükkaya, 2004) Organik Tortul Kayaçlar Bu kayaçların oluşumunda kaynak canlılardır. Organik olarak canlı organizmaların özellikle feraminiferler, mercanlar ve alglerin, süngerler, horanminiler, iskelet, kabuk veya diğer parçaların ölmesi ve yerçekimi etkisiyle dibe taşınıp depolanmasıyla oluşurlar. Organik tortul külteler (diyatome, küfeki) kalker, silis ve fosil çökeltilerinden oluşmuş halde bulunur. Bunların içerisinde, taşındıkları yere göre kireçli, silisli ya da fosfatlı çeşitleri vardır (küçükkaya, 2004). Bu grupta birçok karbonat kökenli kireçtaşları ve resifal kökenli kireçtaşları bulunmaktadır (Lazzarini, 1988). KİREÇ TAŞI(Kalkerler) : Organik kayaçların en önemlileri CaCO 3 içeren organizmaların (alg, mercan) ölümü üzerine iskeletlerin parçalanması ve bu parçaların çökelmesiyle oluşan kireçtaşlarıdır (Lazzarini, 1988; Pomerol ve Fouet, 1975). Bileşiklerinde kalsiyum karbonat olan kalsit ve organik maddelerin birleşmesiyle oluşur. Bileşimleri kireçli ve dolomitli organik artıkların kimyasal çökmesi esasına göre oluşan bu tip kalkerler teknotik hareketler neticesi kristalleşir. Genellikle beyaza yakın krem renkli olan kireç taşı üç çeşittir. Bu taşların en sağlamı olarak kabul edileni ve maktralı kireçtaşı olarak adlandırılan küfeki taşı daha yoğun ve serttir. İkincil kristallenmiş kalsiyum karbonat (CaCO 3 ) çimentosu içinde fosiller, mikro fosillerden oluşur. Ocakların üst kısmında yapısı daha karmaşık, dokusu daha 17

36 ince ve homojen olan oolitik kireç taşı olarak adlandırılan küfeki taşı biraz daha yumuşak olup şekillendirilmesi daha kolaydır. Kimyasal tortul olarak adlandırılan ve içeriğindeki kalsiyum karbonat haricinde mikro fosil, kil ve diğer yabancı bağlayıcı parçacıkları içeren küfeki taşı bu grubun en zayıfıdır (Artel, 1969). Sertlikleri 3 tür ve kalkerlerin su emmesi, aşınması ve basınca karşı direnci dokularına göre değişir. Sıkı ve yoğun olanların basınç direnci 2000 kg/cm 2 dır. Herhangi bir kayacın kalker olup olmadığını anlamak için hidroklorik asit dökülür. Köpürürse kalker olduğu anlaşılır. Bazılarının içerisinde kuvars, kil, fendspat parçacıkları ya da organik maddeler bulunabilir (Küçükkaya, 2004). Kireçtaşları oluşum şekline bağlı olarak çoğunlukla sünger gibi delikli ve kısmen hafif olup, içlerinde fosil, bitki ve yaprak kırıntıları bulunur (Bernard, 1976; Chafetz ve Folk, 1984). Dekoratif görünümlerinden dolayı yapılarda inşaat taşı olarak kullanılmaktadır. Renkli olanları genellikle süs ve kaplama işlerinde kullanılır. Bugüne kadar birçok anıt, ev yapılmış, kaplamalarda değerlendirilmiştir (Tecer, 2005) Kimyasal Tortul Kayaçlar Kimyasal olarak karbonat kayaçları deniz ve tatlı sularda genellikle sıcak ve temiz bir su ortamında çökelme sonucu oluşur (Genç, 1987). Bu kayaçların oluşumunda kaynak, sudaki erimiş haldeki tuzlardır. Karbondioksit gazı içeren meteorik kaynaklı sular (yağmur ve kar suları) karalar üzerindeki kalsiyum bileşiklerini eritirler. Erimiş halde suyun bünyesinde bulunan süspansiyon haldeki bu maddeleri derelere, çaylar ve nehirlere, göl veya denizlere götürürler. Bu tuzların, gerek buharlaşmanın hızlı ve devamlı olması gerekse beslenme havzasından tuz geliminin devam etmesiyle, zaman içinde yoğunlukları artar. Bu yoğunluk artışı sonucu su içinde eriyemeyen tuzlar jel haline gelerek, yerçekimi etkisiyle hareket eder ve jel halinde çökerek depolanır. Ayrıca bikarbonat içeren sıcak veya soğuk sular, çatlaklarda gezerken üzerlerindeki basıncın kalkmasıyla içlerindeki CaCO 3 ı çökeltirler. Böylece kimyasal kökenli sedimanter kayaçlar oluşur (Lazzarini, 1988). Burada CaCO 3 çökelirken bitkileri örter. Örtülen bitkiler bir süre sonra ölür ve kırıntı 18