MİNERALLERİ TANITAN ÖZELLİKLER

Transkript

1 MİNERALLERİ TANITAN ÖZELLİKLER A. Fiziksel Özellikler B. Kristal Şekilleri C. Optik Özellikler D. Kimyasal Özellikler E. Fizyolojik Özellikler A. Doku (Mineralin oluşu esnasında ortaya çıkar) B. Koku (Kükürt: çürük yumurta gibi) C. Tad (Kaya Tuzu) F. Teknolojik Özellikler A. Kesilebilme B. Kazılabilme C. Parlatılabilme D. Delinebilme

2 MİNERALLERİ TANITAN ÖZELLİKLER A. FİZİKSEL ÖZELLİKLER 1. Renk, 2. Çizgi rengi, 3. Dilinim (klevaj), 4. Kırılma Yüzeyi, 5. Sertlik, 6. Parlaklık, 7. İkizlilik, 8. Özgül ağırlık.

3 A. FİZİKSEL ÖZELLİKLER 1-RENK Bir mineralin rengi, minerali tanımada her zaman önemli ipucu vermez. Ancak renkleriyle tanınabilen ve tipik olan minerallerde vardır. Örneğin: kükürt her zaman sarıdır.

4 A. FİZİKSEL ÖZELLİKLER 2-ÇİZGİ RENGİ Bir mineralin çizgi rengi, minerali tanımada kendi renginden daha çok bilgi verir. Çizgi rengi mineralin sırlanmamış porselen plakaya sürtülmesi ile tayin edilir. Örneğin her ikisi de siyah renkli olan manyetit (Fe 3 O 4 ) ve kromiti (Cr 2 O 3 ) ele aldığımızda, manyetitin çizgi renginin grimsi siyah kromitinkinin ise kahverengi olduğu görülür.

5 A. FİZİKSEL ÖZELLİKLER 3-DİLİNİM Bazı kristaller bünyelerindeki atomların dizilişlerinin sonucu olarak, belli düzlemler boyunca ayrılabilme özelliğine sahiptir. Buna dilinim denir. Bu düzleme dilinim düzlemi denir. Dilinim tek, çift, üç veya dört yönlü olabilir.

6 A. FİZİKSEL ÖZELLİKLER 3-DİLİNİM a. Tek Yönlü Dilinim

7 Kuvars ve Kaya tuzu Kuvars ve kaya tuzu (halit) görünüş olarak birbirine benzese de kırılımları dolayısı ile birbirlerinden ayrılabilir. Kuvars düzensiz kırılma yüzeyi verirken kaya tuzu birbirine dik üç düzlemde kırılır ve küp formu verir. Halit

8 HALİT

9 A. FİZİKSEL ÖZELLİKLER 4- KIRILMA YÜZEYİ Bazı mineraller daha sert bir malzeme ile kırıldıklarında belirgin kırılma yüzeyi şekli verebilirler: Örneğin: Midye Kabuğu, Yonga, Köşeli Obsidiyen Obsidiyen

10 A. FİZİKSEL ÖZELLİKLER 4- KIRILMA YÜZEYİ OBSİDİYEN (midye kabuğu şeklinde kırılma yüzeyi)

11 Obsidiyen

12 A. FİZİKSEL ÖZELLİKLER 5- SERTLİK Minerallerin aşınmaya ve çizilmeye karşı dayanıklı olmalarıdır. Sertlik derecesi en basit olarak MOHS Sertlik Cetveli (Ölçeği) kullanılarak belirlenir. Mohs Sertlik Cetveli 1. Talk Tırnakla Çizilir 2. Jips Tırnakla Çizilir 3. Kalsit Çakıyla Çizilir 4. Florit Çakıyla Çizilir 5. Apatit Çakıyla Çizilir 6. Feldispat (Ortoz) Çelikle Çizilir-Camı Çizer 7. Kuvars Cam ve Çeliği Çizer 8. Topaz Cam ve Çeliği Çizer 9. Korendon Cam ve Çeliği Çizer 10. Elmas Herşeyi Çizer

13 Mohs Sertlik Cetveli

14 A. FİZİKSEL ÖZELLİKLER 6-PARLAKLIK Bir mineralin parlaklığı üzerine düşen ışınları yansıtabilme özelliğine bağlıdır. Mineral nekadar çok ışığı yansıtıyorsa o kadar parlak gözükür. Metalik parlaklık ve metalik olmayan parlaklık olmak üzere iki önemli çeşidi vardır. Camsı parlaklık (glassy luster), ipeksi parlaklık (silky luster), yağsı parlaklık (greasy luster) ve mat (earthy luster) metalik olmayan parlaklıklardır. Örneğin: Tebeşir-Cilasız, Kuvars-Camsı, Pirit-Madensi (Metalik), Mika- Sedefsi, Asbest-İpeksi, Opal-Yağsı

15 PARLAKLIK Kuvars-CAMSI Pirit-METALİK Kükürt-YAĞSI

16 A. FİZİKSEL ÖZELLİKLER 7-İKİZLİLİK Aynı veya ayrı cins kristalin belirli bir kurala göre yan yana veya iç içe bulunmasıdır Örneğin: Kalsit ikizleri

17 A. FİZİKSEL ÖZELLİKLER 8-ÖZGÜL AĞIRLIK Minerallerin değişmez ve güvenilir bir fiziksel özelliğidir. 2.9 g/cm 3 ten daha küçük değerde olanlar hafif mineraller, daha büyük olanlar ağır mineralleri olarak adlandırılır. Örneğin: Kuvars= 2.65 gr/cm 3 Jips = 2.30 gr/cm 3

18 MİNERALLERİN AYRIŞMA YETENEĞİ 1. Anortit (EN HIZLI) 2. Olivin 3. Ojit 4. Hornblend 5. Albit (Na-Feldispat) 6. Biyotit 7. Ortoklaz (K-Feldispat) 8. Muskovit 9. Kuvars (EN YAVAŞ)

19 MİNERAL GRUPLARI Doğada en sık beliren minerallerdendir Feldispatlar Feldispatoitler Klorit Talk Killer Mikalar Amfiboller Piroksenler Peridotlar Granatlar A. SİLİKATLAR Ortoklaz K(AlSi 3 O 8 ) Plajioklaslar Lösit Nefelin Kaolinit Montmorillonit İllit Muskuvit (Beyaz Mika) Biyotit (Siyah Mika) Hornblend Aktinolit Ojit Enstatit Olivin Almandit Sanidin Mikroklin Albit (Na ) Anortit (Ca )

20 MİNERAL GRUPLARI (devam) B. KARBONATLAR C. SÜLFATLAR D. OKSİTLER E. HALOİDLER 1. Kalsit (CaCO 3 ) 1. Jips 1. Kuvars (SiO 2 ) 1. Kaya Tuzu (Halit) 1. Pirit F. SÜLFÜRLER 2. Aragonit 2. Anhidrit 2. Hematit 2. Fluorit 2. Kalkopirit 3. Dolomit 3. Götit 3. Galen 4. Limonit 5. Manyetit 6. Korendon Doğada en sık beliren minerallerdendir 7. Küprit

21 4. Kaya Bir veya birden fazla mineralden meydana gelir. Ekonomik değer de olanlarına cevher denir. Magmatik Kayalar Tortul (Çökel, Sedimanter) Kayalar Metamorfik (Başkalaşım) Kayalar

22 KÜLTELERİ (KAYAÇLARI) OLUŞTURAN BAŞLICA MİNERALLER

23 Oluşumunda tümüyle sıvı olan yerküre zamanla soğuyarak katılaşmış ve kayaçlar meydana gelmiştir. Diğer malzemelerin tersine kayaçta artan yaş temel özellikleri açısından olumlu etki yapmaktadır. Tabii bu kural yıpranmamış kitleler için geçerlidir.

24 JEOLOJİK ZAMAN

25 Jeolojik Zaman Çizelgesi

26 Jeolojik Zaman Çizelgesi Dünyanın Yaşı 4.67 milyar yıl olarak tahmin ediliyor Kuvaterner: Son 3 milyon yıl. Kuvaterner in son yılı Holosen, ondan öncesi de Pleyistosen olarak adlandırılır. Toprakların çoğu Kuvaterner de oluşmuştur. Kuvaternerin en eski bölümü Pliyosen 4.5 milyon yıldan yaşlı toprakları içerir ki bu topraklar Türkiye nin genellikle iyi temel zeminini oluşturmaktadır.

27 Minerallerin İnşaat Mühendisliği Açısından önemi: Kuvars: kum, çakıl-sıva, agrega Kuvars çakılı ve iri kumu çimento içinde kullanılacaksa (agrega) dikkat edilmelidir. Yüksek alkalili çimento ile karşılaşan agrega sertleşmeye başlayınca hidratasyon meydana gelir ve Alkaliler (Na, K..) serbest kalır ve malzeme genişler,çatlar ve parçalanır. Betonun sağlamlığı bozulur. Opal türleri: mıcır, pirinç, mozaik sıva

28 Minerallerin İnşaat Mühendisliği Açısından önemi: Çimento (kireçtaşı+kil+yüksek sıcaklık) -Agrega reaksiyonunu oluşturan mineraller Jips (Alçı-süsleme, iç dekorasyon) Kalker (Kireç, yol stabilizasyonu) Kil mineralleri: kaolin, montmorillonit, illit(kerpiç, tuğla, kiremit, fayans) Feldipatların ayrışması (kil minerallerine dönüşüm) zararlı etkiler yapabilir.

29 GİRİŞ Bir veya birkaç mineralin birleşmesiyle külteler (kayaçlar) oluşur. Bunların bileşiminde çok fazla mineral (>2000) bulunabilir. Ancak çoğun rastlanan kayaçların bileşimine pek azı girer. Kayaçları oluşturan ve bunların isimlendirilmesinde rol oynayan minerallere Esas Mineraller denir (kuvars, feldispat, olivin gibi). Bunlar tane kadardır. Kütlelerin içine seyrek giren ve isimlendirmede etkili olmayan minerallere Tali Mineraller denir (turmalin, manyetit, zirkon). Daha önce var olan minerallerin ayrışma, metamorfizma ve eriyiklerin etkisi ile bileşimlerini değiştirmesi ile İkincil (sekonder) Mineraller oluşur (kaolin, serpantin, klorit gibi)

30 KÜLTELERİ (KAYAÇLARI) OLUŞTURAN BAŞLICA MİNERALLER Magmatik kayaçları oluşturanlar Tortul kayaçları oluşturanlar Metamorfik kayaçları oluşturanlar

31 MAGMATİK KÜLTELERİ OLUŞTURAN ESAS MİNERALLER 1- Kuvars 2- Feldispat 3- Mika 4- Piroksen 5- Amfibol 6- Peridot

32 MAGMATİK KÜLTELERİ OLUŞTURAN MİNERALLER 1. Kuvars grubu mineralleri (SiO 2 ) Kuvars (kristalli SiO 2 ) Kalseduvan (gizli kristalli-kriptokristalli) Krizopraz (koyu yeşil kalseduvan) Helyotrop (kantaşı-ufak kımızı noktalı) Agat (akik-bir kalseduvan türü) Çakmaktaşı (silex, flint-kuvarsın şekilsiz, küçük kristalli türü) Jasp (bileşiminde kil bulunur-mozaik yapımında kul.) Opal (bileşimi sulu silistir) Kuvars kum ve çakılları inşaat malzemesi olarak kullanılır.

33

34 MAGMATİK KÜLTELERİ OLUŞTURAN BAŞLICA MİNERALLER (devam) 2. Feldispat grubu mineralleri Ortoklas (dilinim açısı: 90 0 ) (KAlSi 3 O 8 ) Ortoz Sanidin Adüler Mikroklin Plajioklas (d.a.: 86 0 ) Albit (NaAlSi 3 O 8 ) Oligoklas Andezin (%50 Albit+%50 Anortit) Labrador Anortit (CaAL 2 Si 2 O 8 ) Feldispatların ayrışması Kil (Kaolinleşme)

35 MAGMATİK KÜLTELERİ OLUŞTURAN BAŞLICA MİNERALLER (devam) 3. Mika grubu mineralleri Beyaz mika (Muskovit) KAl 2 (Si 3 Al)O 10 (OH) 2 Siyah mika (Biyotit) K 2 (MgFe) 6 (SiAl) 8 O 20 (OH) 4 Vermikülit

36 MAGMATİK KÜLTELERİ OLUŞTURAN BAŞLICA MİNERALLER (devam) 4. Piroksen grubu mineralleri Ortorombik Enstatit Bronzit Hipersten Monoklinik Ojit Diyallaj Diyopsit

37 MAGMATİK KÜLTELERİ OLUŞTURAN BAŞLICA MİNERALLER (devam) 5. Anfibol grubu mineralleri Hornblend Tremolit Asbest (Amyant) 6. Peridot grubu mineralleri Olivin

38

39 TALİ MİNERALLER En Önemlileri: Turmalin Manyetit İlmenit Rutil Zirkon ve Topaz dır.

40 TORTUL KÜLTELERİ OLUŞTURAN BAŞLICA MİNERALLER Magmatik kütle parçaları (bilhassa kuvars ve feldispat) Kalsit Aragonit Dolomi-Dolomit Jips (Alçı taşı) Anhidrit Baritin Fluorit Kaya Tuzu Bor Mineralleri Pandermit Kolemanit Ulaksit

41 METAMORFİK KÜLTELERİ OLUŞTURAN BAŞLICA MİNERALLER Kuvars, Feldispat, Biyotit, Muskovit, Hornblend, Epidot, Andalusit, Kalsit, Serpantin, Talk, Klorit.

42 KÜLTELER (KAYAÇLAR)

43 GİRİŞ Yerkabuğunu oluşturan külteler, çeşitli minerallerin veya tek bir mineralin, kayaç parçacıklarının ya da hem mineral hem de kayaç parçacıklarının birlikte oluşturdukları katı maddelerdir. Mesela: granit, gabro, siyenit gibi magmatik kayaçlar minerellerden, Mermer, kuvarsit tek bir mineralden Kumtaşları, çakıltaşları ise kayaç kırıntıları ve minerallerden oluşur.

44 Külte, kaya ve taş genel anlamda aynıdır. Ancak taş ve kaya denince mühendisin aklına daha çok patlayıcılarla veya diğer yöntemlerle yerkabuğundan elde edilen, yapı, süs ve kaplama olarak kullanılan sağlam maddeler gelir.

45 YER KABUĞUNU OLUŞTURAN KÜLTELER (KAYAÇLAR) 1. Mağmatik külteler 2. Tortul külteler 3. Metamorfik külteler

46 Su-Kaya ve Tektonik Döngü

47 Tekonik Yükselme KAYA DÖNGÜSÜ Kıtasal Kabuk Ayrışma-Yıpranma Tektonik Yükselme Yerinde Oluşmuş Topraklar Magmatik Kayaçlar Erozyon ve Depolanma Sokulum ve Volkanizma Çökeller (Alüvyon) Diyajenez Sedimanter Kayaçlar Erime Magma Metamorfik Kayaçlar ŞİMDİ BURDAYIZ Metamorfizma Ertan BOL

48 KAYA TİPLERİNİN DAĞILIMI

49 MAGMA Yeryüzeyinin altında bulunan erimiş kayaç malzemesine magma denir. Diğer bir ifade ile magma yerkabuğunun derin kesimlerinde bulunan veya kökeni buralarda olan bazaltik bileşime ve jeolojik bütünlüğe sahip sıcak bir çözeltidir.

50 MAGMANIN BİLEŞİMİ Yer kabuğunda en yaygın olarak bulunan mineraller silikat mineralleridir. Bu mineraller silis, oksijen ve diğer elementlerin oluşturduğu bileşiklerdir. Kayaçlar eridiğinde magma oluşur, magma tipik olarak silisçe zengin ve önemli miktarda alüminyum, kalsiyum, sodyum, demir, magnezyum ve potasyum ile daha az miktarda diğer elementleri içerir. Silis hemen hemen tüm magmaların bileşiği olmasına rağmen, silis içeriğine bağlı olarak magmalar felsik (asidik), intermediyer (ortaç) ve mafik (bazik) magmalar olmak üzere üçe ayrılır. Felsik magma %65 den fazla silis ve önemli miktarda sodyum, potasyum ve alüminyum fakat daha az miktarda da kalsiyum, demir ve magnezyum içerir. Buna karşılık mafik magma %45-52 oranında silis daha fazla miktarda kalsiyum, demir ve magnezyum ihtiva eder. %53-65 oranında silis içeren intermediyer magma mafik ve felsik magma arasında bir bileşime sahiptir.

51

52 MAGMATİK KAYAÇLAR Magma ile igili tüm jeolojik olaylara magmatizma adı verilir. Magmanın yeraltında oluşturduğu olaylara plütonizma ve oluşan kayaçlara plutonik/intruzif veya derinlik kayaçları adı verilirken; magma nın yeryüzüne çıkması ile oluşan olaylara volkanizma ve oluşan kayaçlara da volkanik/ektruzif veya yüzey kayaçlar denir.

53 Magma ve Lav Magma oluştuğu kayaçtan daha az yoğunluğa sahip olduğu için yüzeye doğru yukarıya hareket etme eğilimindedir. Bazen magma yüzey üzerinde püskürerek akar, buna lav akıntısı denir, bazen de piroklastik malzeme olarak adlandırılan parçalar şeklinde atmosfere etkili bir şekilde püskürür.

54 LAV AKINTISI

55 LAV AKINTISI

56

57 VOLKANİK PÜSKÜRMELER Volkanik püskürmeler sonucunda oluşan kayaçlar geniş alanlar kaplamaktadır. Fakat bunlar, magma olarak tanımlanan erimiş kayaç malzemesinin kristalizasyonu ve soğuması ile oluşmuş bütün kayaçların sadece küçük bir kısmıdır.

58 PİROKLASTİK MALZEME ÇIKIŞI

59 PİROKLASTİK MALZEME Lav haricinde volkanlardan atılan tüm malzemeye TEFRA (tephra) adı verilir. Bu malzeme değişik boyutlara sahiptir: TEFRA = PİROKLASTİK MALZEME Çap Çimentolanmamış Çimentolanmış >64 mm Volkan Bombası Aglomera 2-64 mm Lapilli Lapilli-Tüf <2 mm Volkan Külü Kül-Tüf

60 VOLKAN BOMBASI BOLIVIA

61 VOLKAN KÜLÜ

62 POMPEI, ITALYA, M.S. 79

63 POMPEI, ITALYA, M.S. 79

64 TÜF

65 Magmatik kayaçların yerleşim şekilleri Volkanizma ve plütonizma dolayısı ile volkanik ve plütonik kayaçlar birbirlerinden farklıdırlar. Volkanizma ve oluşan volkanik kayaçlar doğrudan yüzeyde gözlenebilir. Ancak plütonizma ve plütonik kayaçlar indirekt olarak çalışılabilir. İntrüzif (plütonik) magmatik kayaç kütleleri pluton olarak adlandırılmakta olup, plutonlar magmanın yerkabuğu içinde soğuması ve katılaşması sonucunda oluşurlar. Bunlar ancak erozyondan sonra yüzeyde gözlemlenebilirler.

66 Magmatik kayaçların yerleşim şekilleri Plutonların pek çok türü/tipi tanımlanmıştır. Bunların tümü geometrik özelliklerine ve komşu kayaçlarla olan ilişkilerine dayanılarak ayrılmıştır. Plutonlar geometrik olarak masif, düzlemsel, silindirik ve mantar şeklinde olabilirler. Konkordan ve diskordan olmak üzere iki ana gruba ayrılırlar. 1-) Konkordan plutonlar yan kayaçların tabakalanmasına paralel olup sill, lakolit bunlara örnektir. 2-) Diskordan plutonlar ise yan kayaç tabakalanmasını keser. Dayk, batolit ve stok bunlara örnektir.

67 PLUTONLAR

68 PLUTONLAR

69

70 BATOLİT ve STOK Batolitler en az 100 km 2 veya daha büyük alan kaplayan magmatik kütlelerdir. Stok, batolite benzer özelliklere sahip ancak ondan daha küçüktür (max. 10 km).

71 BATOLİT ve STOK

72 DAYK Dayk yerleşirken etrafında bulunan kayaları keser DAYK

73 Büyük Bir Dayk (Cross Island, Alaska ) DAYK DAYK

74 Kiteçtaşını Kesen Dayk

75 DAYK

76 SİL Sil dayklar gibi düzlemseldir, ancak siller tabakalanmaya paralel olarak uzanırlar, yani tabakaları kesmezler. SİL

77 SİL SİL

78 LAKOLİT Lakolitin genel görünüşü tabakalanmaya paraleldir ancak üzerinde bulunan tabakaları yukarıya doğru iterek bir dom yapısı oluştururlar

79 PLUTONİK/İNTRUZİF veya DERİNLİK KAYAÇLARI 1) Granit 2) Granodiyorit 3) Diyorit 4) Gabro 5) Peridotit Magmanın yeryüzünün derinliklerine yerleşip kristallenmesiyle oluşurlar. Yavaş soğuma sonucu iri kristallidirler (faneratik).

80 GRANİT GRANODİYORİT

81 Türkiye granitlerinin mekanik özellikleri

82 DİYORİT

83 GABRO PERİDOTİT

84 VOLKANİK/EKTRUZİF veya YÜZEY KAYAÇLARI 1) Riyolit 2) Dasit 3) Andezit 4) Bazalt Magmanın yeryüzüne çıkıp oluşturduğu kayaçlardır. Hızlı soğuma sonucu ince kristallidirler (afanitik).

85 RİYOLİT DASİT

86 ANDEZİT

87 BAZALT

88 MAGMATİK KAYALARIN ADLANDIRILMASI

89 BOWEN REAKSİYON SERİSİ Düşük Sıcaklık Yüksek Sıcaklık Olivin Piroksen MAGMA BİLEŞİMİ BAZALTİK Amfibol ANDEZİTİK Biyotit K-Feldispat Muskovit GRANİTİK KUVARS

90 %5 Kuvars, %27 Amfibol, %68 Na-Plajioklas, İnce %27 Amfibol %68 Na-Plajioklas %5Kuvars

91 Türkiye Mağmatik Taşları Ve İnşaat Mühendisliği Açısından Önemi Parke, bordür (Kapıdağ graniti) Yapıtaşı (Ankara dasiti, andeziti, Afyon trakiti, Diyarbakır bazaltı, Kayseri tüfleri) Kaplama taşı (Gemlik porfiri)

92 Bileşimleri, dokuları Sınıflandırma Ölçütleri Kuvars (SiO2) yüzdesi Asidik > 65 Orta Bazik Ultrabazik <45

93 Bulunuşu Yüzey ve yüzeye yakın olanlar Damar Derinlik Doku Kristalli Porfirik Mikrolitik Akışkan, Camsı

94 Önemli mağmatik külteler: 1. Derinlik külteleri Granit Siyenit Gabro Peridotit 2. Yüzey ve yüzeye yakın olanlar - Volkanik Riyolit Trakit Andezit-Dasit Bazalt

95 Camsı Perlit Sünger Taşı Obsidiyen Gevşek Volkanik Tüfler Aglomeralar 3. Damar Külteleri Pegmatik Porfirler Aplitler

96 Tekonik Yükselme KAYA DÖNGÜSÜ Kıtasal Kabuk Ayrışma-Yıpranma Tektonik Yükselme Yerinde Oluşmuş Topraklar Magmatik Kayaçlar Erozyon ve Depolanma Sokulum ve Volkanizma Çökeller (Alüvyon) Magma Diyajenez Sedimanter Kayaçlar Erime Metamorfik Kayaçlar Metamorfizma Ertan BOL