GİRİŞ YERKABUĞUNU OLUŞTURAN MADDELER 1. ATOM 2. ELEMENTLER TANIMLAMALAR

Transkript

1 GİRİŞ YERKABUĞUNU OLUŞTURAN MADDELER Yerkabuğu minerallerden ve bunları oluşturan kayaçlardan meydana gelmiştir. Her türlü inşaatta temel ve üst yapı projeleri hazırlamadan önce, temel zemininde rastlanılacak kayaçlar, bunların özellikleri, sıralanışları, ayrışma dereceleri ve taşıma güçleri araştırılır. TANIMLAMALAR ATOM: Maddeyi oluşturan en küçük yapı birimi ELEMENT: Atomun yapılanması sonucu oluşur. Oksijen, silisyum, alüminyum vb. BİLEŞİK: İki veya daha fazla elementin genellikle yapay (Lab. Ortamında) olarak bir araya gelmesiyle oluşan moleküler yapıdır. KRİSTAL: Belirli bir geometrik şekli olan ve belirli kurallara uyan atom veya elementlerin oluşturduğu yapıdır. MİNERAL: Doğada bulunan, belirli kimyasal bileşimi ve düzenli atomik yapıda olan, homojen ve çoğunlukla katı ve bazen sıvı halde (civa, su) bulunan cisimlerdir YERKABUĞUNU OLUŞTURAN MADDELER 1. Atom 2. Elementler 3. Mineraller 4. Kayaçlar (Külteler) 1. ATOM Elementlerin en ufak parçasına atom denir. Atomlar, proton, nötron ve elektron gibi taneciklerden oluşur. Elektron negatif, proton pozitif elektrik yüküne sahip olup nötron elektrik bakımdan nötrdür. Proton sayısı atomun nasıl bir kimyasal element olduğunu belirler. Hidrojen atomu: 1 proton Karbon atomu: 6 proton Oksijen atomu: 8 proton Uranyum atomu: 92 proton bulundurur. 2. ELEMENTLER Dünyada şimdiye kadar bilinen 112 elementten 8 tanesi yerkabuğunda en fazla bulunur, bunlar yerkabuğunun %98.5 kadarını oluştururlar. Geriye kalan diğer elementler %1.5 oranındadır ve bunların hemen hepsinin ekonomik değeri çok fazladır. Bunlara cevher denilir. (Au, Pl, Ag, Cu, S, Pb, Zn, Cr, U gibi) 1

2 YERKABUĞUNU OLUŞTURAN ELEMENTLER Element Yerkabuğu % Yerküre % Oksijen (O) Silisyum (Si) Alüminyum (Al) Demir (Fe) Kalsiyum (Ca) Sodyum (Na) Potasyum (K) Magnezyum (Mg) MİNERALLER Mineral: Doğada bulunan, belirli kimyasal bileşimi ve düzenli atomik yapıda olan, homojen ve çoğunlukla katı ve bazen sıvı halde (civa, su) bulunan cisimlerdir. Doğada bilinen 2000 çeşit mineral vardır. İnorganiktirler. Düzgün şekilli veya şekilsiz (amorf) (örn. Opal) halde olabilirler. Minerallerin çoğu kristal halde bulunur. =%98.5 % 1.5 Au, Pl, Ag, Cu, S, Pb, Zn, Cr ve U gibi ekonomik değeri olan işletilebilir minerallerdir MİNERALLERİN OZELLİKLERİ 1. Doğal olarak oluşur. 2. Herhangi bir parçası bütününün özelliklerini taşır. 3. Belirli bir kimyasal formülü varıdır. Kuvars: SiO 2, Kalsit: CaCO 3 4. Katı halde olup nadiren sıvıdır (Civa). 5. İnorganiktir (Petrol, Kömür, Fosil ve Reçine mineral değildir). MİNERALLERİ TANITAN ÖZELLİKLER A. Kristal Şekilleri B. Fiziksel Özellikler 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 KRİSTAL Belirli bir geometrik şekli olan ve belirli kurallara uyan atom veya elementlerin oluşturduğu yapıdır. KRİSTAL SİSTEMLER Kristaller merkezlerinden geçtiği düşünülen eksenlerin durumlarına ve bunlar arasındaki açı değerlerine göre 7 sistem halinde şekillenirler. 2

3 DAĞADA KRİSTAL SİSTEMLER 1. Kübik 2. Hekzagonal 3. Romboedrik 4. Tetragonal 5. Ortorombik 6. Monoklinik 7. Triklinik DAĞADA KRİSTAL SİSTEMLERE ÖRNEK MİNERALLER 1. Kübik :Magnetit, Lösit, Elmas 2. Hekzagonal :Beril, Apatit, Pirrotin 3. Romboedrik :Kalsit, Kuvars, Turmalin 4. Tetragonal :Zirkon, Rutil, Vezüviyan 5. Ortorombik :Kükürt, Aragonit, Topaz 6. Monoklinik :Jips, Ortoz, Ojit 7. Triklinik :Anortit, Albit, Rodonit 1. Kübik Sistem 1. Kübik Sistem Galen Magnetit Bu sistemde birbirine eşit üç kristal ekseni vardır. Eksenler arasındaki açı 90 0 dir. Florit Pirit Elmas Pirit 1. Kübik Sistem 2. Hekzagonal sistem Bu sistemde dört kristal ekseni vardır. Üçtanesi birbirine eşit ve yatay aralarındaki açı ise 60 0 dir. Dördüncü eksen diğerlerine dik ve farklı büyüklüktedir. 3

4 2. Hekzagonal sistem Beril (Aquamarine) Vanadinit Kuvars 2. Hekzagonal sistem Kalsit Kuvars Apatit Turmalin 3. Romboedrik sistem 3. Romboedrik sistem Dolomit Bu sistemde Dolomit dört kristal ekseni vardır. Üçtanesi birbirine eşit ve yatay aralarındaki açı ise 60 0 dir. Dördüncü eksen diğerlerine dik ve farklı büyüklüktedir. Kristalde 6 tane eşkenar yüzey vardır. Hekzagonal sistemin içinde sayılabilir Kalsit Kalsit 4. Tetragonal sistem 4. Tetragonal sistem Wulfenit Yandan İkisi eşit ve yatay, diğeri bunlara dik ve farklı olan 3 tane kristal ekseni vardır. Eksenler arasındaki açı 90 0 dir. Idokras (Vesuvionite) Zirkon 4

5 5. Ortorombik sistem 5. Ortorombik sistem Topaz Birbirinden farklı büyüklükte üç kristal ekseni vardır. Üç eksen de birbirine diktir. Olivin Barit Barit 6. Monoklinik sistem 6. Monoklinik sistem Hornblend Birbirinden farklı büyüklükte üç kristal ekseni vardır. b ile c ve a ile b arasındaki açı aynı a=g=90 0, a ile c arasındaki açı (b) 90 0 den farklıdır. Yani a ekseni eğiktir. Mika Ortoklaz Jips 6. Monoklinik sistem 6. Monoklinik sistem Biyotit Ortoklaz Jips 5

6 7. Triklinik sistem 7. Triklinik sistem Plajioklaz Birbirinden farklı büyüklükte üç kristal ekseni vardır. Eksenler arsındaki açılar 90 0 den farklıdır. Mikrolin MİNERALLERİ TANITAN ÖZELLİKLER 1. Renk, 2. Çizgi rengi, 3. Dilinim (klivaj), 4. Kırılma Yüzeyi, 5. Sertlik, 6. Parlaklık, 7. İkizlilik, 8. Özgül ağırlık. 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. 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 demir minerali olan siyah renkli hematit (Fe 2 O 3 ) çizgi rengi olarak kırmızıyı verir. Manyetit Gri çizgi verir. 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

7 3-DİLİNİM a. Tek Yönlü Dilinim Kuvars ve Kaya tuzu (Halit) Kuvars ve halit görünüş olarak birbirine benzese de kırılımları dolayısı ile birbirlerinden ayrılabilir. Kuvars düzensiz kırılma yüzeyi verirken Halit birbirine dik üç düzlemde kırılır ve küp formu verir. Halit Kaya tuzu 4- KIRILMA YÜZEYİ Bazı mineraller daha sert bir malzeme ile kırıldıklarında belirgin kırılma yüzeyi şekli verebilirler: Örneğin: Midye Kabuğu, Yonga, Köşeli Obsidiyen Obsidiyen 4- KIRILMA YÜZEYİ OBSİDİYEN (midye kabuğu şeklinde kırılma yüzeyi) 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 7

8 Mohs Sertlik Cetveli 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 (glossy 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 PARLAKLIK Kuvars-CAMSI Pirit-METALİK 7-İKİZLİLİK Aynı veya ayrı cins kristalin belirli bir kurala göre yan yana veya iç içe bulunmasıdır Örneğin: Kalsit ikizleri Kükürt-YAĞSI 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 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) 8

9 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 Çimento (kireçtaşı+kil+yüksek sıcaklık) -Agrega reaksiyonunu oluşturan mineraller Jips (Alçı-süsleme, iç dekarasyon) Kalker (Kireç, yol stabilizasyonu) Kil mineralleri (kerpiç, tuğla, kiremit, fayans) Feldipatların ayrışması (kil minerallerine dönüşüm) zararlı etkiler yapabilir. 4. Kayaç: Bir veya birden fazla mineralden meydana gelir. Ekonomik değer de olanlarına cevher denir. Magmatik Kayaçlar Tortul Kayaçlar Metamorfik (Başkalaşım) Kayaçlar 9