YER KABUĞUNU OLUŞTURAN MADDELER (MİNERALLER VE KAYAÇLAR)

Transkript

1 MİNERALLER

2 YER KABUĞUNU OLUŞTURAN MADDELER (MİNERALLER VE KAYAÇLAR) Periyodik cetvelde bulunan 8 element yerkabuğunun yaklaşık olarak % 99'unu oluşturur. Bu 8 element majör elementler olarak adlandırılır. Geriye kalan ve yaklaşık olarak yer kabuğunun % 1 'ini oluşturan diğer elementler ise iz elementler olarak adlandırılır.

3 Majör elementlerin ve bunların yer kabuğundaki dağılımı aşağıda verilmiştir. Element adı Ağırlık Bileşim Adı AğırlıkYüzdesi Oksijen(O) SiO Silisyum (Si) Al 2 O Aüminyum(Al) 8.13 Fe 2 O Demir(Fe) 5.00 FeO 3.7 Kalsiyum(Ca) 3.63 MgO 3.5 Sodyum(Na) 2.83 CaO 5.1 Potasyum(K) 2.59 Na 2 O 3.7 Magnezyum (Mg)2.09 K 2 O 3.1 Toplam H 2 O 1.3 TiO P 2 O Toplam 99.1

4 MİNERALLER ve KRİSTALLER KRİSTAL Belli sayıda ve cinsteki atomların karakteristik bir şekilde dizildikleri bir birim hücrenin üç boyutlu olarak tekrarlanmasından meydana gelmiş cisimlerdir. Oksijen Atomları Silisyum Atomu Oksijen Atomları Kuvars Minerali (Si O 2 ) MİNERAL Mineraller, doğal olarak oluşmuş, belli bir kimyasal formülü olan genellikle inorganik, katı, kristalli nesnelerdir. Kayaların temel yapı taşlarını oluştururlar. Mineraller homojendir ve mekanik olarak farklı bileşiklere ayrılamazlar.

5 KRİSTAL OLUŞUMU KRİSTALLER Kristaller ergiyiklerden, ergimiş maddelerden veya buharlardan oluşur. Atom veya iyonlar dağınık ve rasgele durumda bulundukları ortamlardaki ısı ve basınç değişmeleri neticesinde belli bir düzen içerisinde birikerek kristalleri oluştururlar. Burada en önemli unsur soğumadır. Kuvars Kristali

6 KRİSTAL SİSTEMLERİ KRİSTALLER Birim hücrelerin belirli sayıda değişik tipleri vardır. Bunlar a, b ve c eksenlerinin karşılaştırılmalı boyutlarına ve,, açılarının değerlerine göre 7 değişik şekilde bulunurlar. KÜBİK TETRAGONAL ROMBOEDRİK HEGZAGONAL ORTOROMBİK TRİKLİNİK MONOKLİNİK

7 KRİSTAL SİSTEMLERİ KRİSTALLER Kristaller nadiren ideal şekillerde gelişir. Büyüme şekilleri çoğunlukla kristallerin asimetrik olarak gelişmesine neden olur. Bununla birlikte, bir eriyikte aynı anda oluşan kristaller bile birbirlerinden farklı olabilirler PİRİT (KÜBİK) KUVARS (HEGZAGONAL)

8 MİNERALLER MİNERALLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ Minerallerin tanınmasında, kristal şekilleri ve atomik yapılarının yanında fiziksel özelliklerinden de yararlanılır. Bunlar, renk, özgül ağırlık, sertlik, kırılma, dilinim, parlaklık, manyetik özelliktir ve çizgi rengidir. Renk Minerallerin çoğu renklidir. Bu renkler karakteristik renkler olabildiği gibi ayrışma sonucu gelişen renklenmelerde olabilir. Minerallerin esas renkleri tanınmalarında yardımcı olan önemli bir özelliktir. Muskovit (Gümüş renkli) Plajiyoklas (Mat, pastel beyaz) Ortoklas (Pembe, turuncu) Kuvars (Camsı betaz)

9 MİNERALLER MİNERALLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ Özgül ağırlık Bir minerale ait kristalin, hacmine eşit damıtık sudan kaç defa daha ağır olduğunu gösteren sayıdır. Yoğunluğu fazla olan mineraller az olanlara göre daha ağırdır. Dilinim Bir mineralin belirli bağlantı zayıflığı gösteren düzlemler boyunca kırılması özelliğidir. Bu özellik atomların dizilime bağlıdır. Bazı mineraller dilinim göstermeyebilir. Dilinim Göstermeyen DOLOMİT 3 farklı yönde dilinim gösteren KALSİT

10 MİNERALLER MİNERALLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ Sertlik Minerallerin aşınmaya veya çizilmeye karşı gösterdikleri dirençtir. Minerallerin sertliği MOHS Sertlik Cetveli ile saptanır. Mineral adı Sertlik Talk Jips 2 Kalsit Florit 4 Apatit 5 Feldispat 6 Kuvars Topaz 8 Korund 9 Elmas 1 (tırnakla çizilir) 3 (toplu iğneyle çizilir) 7 (camı çizer) 10 (herşeyi çize) Örnek camı çizdiğine göre sertliği 5.5 den fazladır (KUVARS) Camın sertliği 5.5

11 MİNERALLER MİNERALLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ Çizgi rengi Minerallerin porselene sürüldüklerinde bıraktıkları renktir.ve bazı mineraller için karakteristiktir. (Sarı renkli piritin çizgi rengi siyah) Manyetik Özellik Bazı mineraller manyetik özelliğe sahiptir. Yani demirleri çekme özelliğine sahiptir. (Manyetit ataçları çekmektedir)

12 MİNERALLER MİNERALLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ Kırılma Bir mineralin dilinim düzlemi haricinde gelişigüzel bir yüzey boyunca kırılmasıdır. Örneğin kuvars minerali midye kabuğu şeklinde konkoidal kırılır. Kuvars konkoidal kırılır Parlaklık Taze bir mineral yüzeyinin yansıttığı ışığın görüntüsüne parlaklık denir. Metalik ve metalik olmayan olmak üzere 2 ye ayrılır.

13 MİNERALLER MİNERALLERİN SINIFLANDIRILMASI Minerallerin sınıflandırılması sertliğe, kristal yapılarına vb. özelliklerine göre bir çok şekilde yapılabilmektedir. Ancak kimyasal bileşime göre yapılan sınıflama sistemi, jeolojik ve mineralojik amaçlar için en uygun olanıdır. Bunlar aşağıda belirtilmiştir. Silikatlar En yaygın mineral grubudur. Yerkabuğu yapısındaki minerallerin % 90 ı bu grupta bulunur. Bunlar SiO anyonlu minerallerdir. Karbonatlar CO 3 anyonunun değişik metal katyonları ile oluşturdukları bileşikleridir. En yaygın olanı Ca CO 3 bileşimli kalsittir. Sülfitler FeS 2 (pirit), PbS (Galen) gibi minerallerin oluştuğu gruptur. Çok önemli cevher mineralleri bu gruptadır. Oksitler Oksijen anyonları içeren Al 2 O 3 gibi minerallerin oluşturduğu gruptur. Sülfatlar (jips), Fosfatlar (halit), Boratlar (boraks)..

14 MİNERALLER KAYAÇLARIN BİLEŞİMİNE GİREN MİNERALLER 1. Kuvars Grubu Kalseduvan, sileks, opal, jasp 2. Feldispat Grubu Potasyumlu feldispatlar (Ortoklas, mikroklin, sanidin) Plajiyoklaslar (Albit, Anortit, Labrador) 3. Feldispatoid Grubu (Nefelin, Lösit) 4. Mika Grubu (Muskovit, Biyotit) 5. Piroksen Grubu Klinopiroksenler (ojit) Ortopiroksenler (Enstatit) 6. Amfibol Grubu (Hornblend)

15 MİNERALLER KAYAÇLARIN BİLEŞİMİNE GİREN MİNERALLER Kuvars Kristal şekli: Prizmatik veya büyük kristaller Renk: Camsı beyaz Kırık şekli: Konkoidal Sertlik: 7 Dilinim: Yok Yoğunluk: 2,6 Alkali feldispat Renk: Pembe veya turuncu Kırık şekli: Dilinim düzlemleri boyunca Sertlik: 6 Dilinim: İki adet dilinim sistemi Yoğunluk: 2,6 Plajiyoklas Renk: Mat beyaz Kırık şekli: Dilinim düzlemleri boyunca Sertlik: 6 Dilinim: İki adet dilinim sistemi Yoğunluk: 2,6

16 Amfibol MİNERALLER Kristal şekli: Prizmalar, yassı, iğne kristaller Renk: Siyah Kırık şekli: Dilinim düzlemleri boyunca Sertlik: 5-6 Dilinim: İki dilinim sistemi (eğik) Yoğunluk: 3 Piroksen Kristal şekli: Yassı kübik kristaller Renk: Siyah Kırık şekli: Dilinim düzlemleri boyunca Sertlik: 6 Dilinim: İki adet dilinim sistemi (dik) Yoğunluk: Olivin Kristal şekli: Kısa prizmatik Renk: Yeşil Kırık şekli: Konkoidal veya gelişigüzel Sertlik: 6-7 Dilinim: Nadiren Yoğunluk:

17 Biyotit Kristal şekli: Bükülebilir ince pullar Renk: Siyah, kahverengi, yeşi Sertlik: Dilinim: Çok ince dilinim sistemi Yoğunluk: Muskovit Kristal şekli: Bükülebilir ince pullar Renk: Saydam gümüş Sertlik: Dilinim: Çok ince dilinim sistemi Yoğunluk: 2.8 MİNERALLER Kalsit Kimyasl bileşim: kalsiyum karbonat Renk: Renksiz, mat beyaz Kırık şekli: Dilinim düzlemleri boyunca Sertlik: 3 Dilinim: Eşkenar dörtgenler şeklinde 3 adet Yoğunluk: 2.7

18 KAYAÇLAR SOĞUMA VE KATILAŞMA (KRİSTALLEŞME) AŞINMA, TAŞINMA DEPOLANMA MAGMA TORTU ERİME ÇİMENTOLANMA SICAKLIK VE BASINÇ (METAMORFİZMA) Kayaçlar mineral topluluklarıdır. Çeşitli minerallerin mineral veya kayaç parçacıklarının bir araya gelmesinden veya tekbir mineralin çok sayıda birikmesinden meydana gelir. Yerkabuğunu oluşturan kayaçlar oluşum koşullarına ve kökenlerine göre üç ana gruba ayrılır. Bunlar, magmatik, tortul ve metamorfik kayaçlardır.

19 MAGMATİK FAALİYETLER Volkanik patlama Yer kabuğu içinde maddelerin ergimiş halde bulunan şekline magma adı verilir. Taş hamuru anlamına gelen magma, yerkabuğu içindeki yükselişi sırasında meydana gelen bazı değişiklikler (özellikle soğuma) nedeniyle magmatik kayaçlara dönüşür. Magma, ergime sıcaklığı 1000 o C nin üstinde olan silikat mineralleri ile, kritik noktaları 500 o C nin altında olan uçucu maddelerin heterojen karışımı şeklinde tanımlanabilir.

20 MAGMATİK KAYAÇLAR Eriyik halde bulunan magma, katı halde bulunan kayaçların manto içerisinde kısmi ergimesi neticesinde oluşur. Magmanın yoğunluğu çevresinde bulunan kayaçlardan daha az olduğu için sürekli olarak yeryüzüne doğru hareket eder ve bu hareketlilik çoğunlukla volkanik patlamalarla son bulur. Volkanik Patlama Volkanik Patlama Erime

21 MAGMATİK KAYAÇLAR Erimiş halde silikat hamuru durumundaki magmanın yerkabuğunun derinliklerinde veya yeryüzünde soğuyarak katılaşması sonucu oluşan kayaçlara ise magmatik kayaç adı verilir. Magmanın yerkabuğunda soğudu derinliklere (soğuma hızına bağlı olarak) göre yapı bakımından 3 tür kayacın oluşumu söz konusudur. 1. Derinlik Kayaçları 2. Yarı Derinlik Kayaçları 3. Yüzey Kayaçları

22 Derinlik (Plütonik) Kayaçları Magmanın soğuması ve katılaşması yerkabuğunun derinlerinde meydana geldiği zaman oluşan kayaçlardır. Soğuma yavaş geliştiği için kayacı oluşturan tüm mineraller kristalleşecek zaman bulurlar. Bunun sonucu olarak gözle seçilebilir boyutta mineraller oluşur. Magmanın yer yuvarı derinliklerindeki sürecine plütonizma denir. Kristallenme DERİNLİK KAYACI DERİNLİK KAYACI

23 Derinlik Kayaçları Alkali feldispat granit Granit Granodiyorit ALKALİ FELDİSPAT KUVARS PLAJİYOKLAS Diyorit Gabro MAFİK MİNERALLER Amfibol Piroksen Biyotit

24 VOLKANİZMA Yerküre içindeki gaz, sıvı ve katı durumdaki cisimlerin kuvvet harcayarak dışarı doğru yükselmesi olayına volkanizma denir. Volkanizma sonucu magma yeryüzüne çıkıp yayılır. Yüzeye çıkan sıvı, gaz ve katı parçalar değişik şekillerde volkanları oluşturur. Lav Çıkış ağzı Yan koni Piroklastik malzeme Baca

25 LAV AKINTILARI

26 Yüzey (Volkanik) Kayaçları Magmanın yeryüzüne çıktıktan sonra çok hızlı bir şekilde soğuması sonucu oluşan kayaçlardır. Hızlı soğuma minerallerin gözle görülecek bir boyuta katılaşmalarına neden olmaktadır. Bu nedenle derinlik kayaçları sadece iri taneli mineraller ile, yüzey kayaçlarında ise ince taneli mineraller ve hamur maddesi ile tipiktir. Magmanın yüzeye çıkarak katılaşması olayları volkanizma olarak bilinir. YÜZEY KAYACI YÜZEY KAYACI

27 Yüzey Kayaçları Bazalt Boşluklu bazalt Andezit Dasit Obsidiyen Tüf PLAJİYOKLAS MAFİK MİNERALLER HAMUR KUVARS

28 Yarı Derinlik Kayaçları Magmanın yerkabuğu içerisinde yüzeye yakın derinliklerde hızlı soğuması sonucu gelişen kayaçlardır. Bunlar derinlik kayaçları ile yüzey kayaçları arasında bir geçiş teşkil ederler ve porfirik kayaçlar diye adlandırılırlar. Bunların karakteristikleri iri ve ince minerallerin bir arada bulunmasıyla tipiktir. PLAJİYOKLAS AMFİBOL BİYOTİT HAMUR ANDEZİT PORFİR Diyabaz Dolerit

29 Kaldera Krater Magmanın volkanlardan çıktığı bölgeye krater, volkanizma faaliyetini durdurduktan sonra alttaki magmanın tükenmesiyle gelişen çöküntü alanlarına da kaldera adı verilir. Volkanlar katı olarak piroklastik malzeme, sıvı olarak lav ve sonunda buhar ve gaz açığa çıkarırlar. Bunların katılaşması volkanik kayaçları (yüzey kayaçları) oluşturur. Piroklastik malzeme ve gazlar

30 Magmatik kayaç dokuları Yavaş soğuma İri taneli doku Hızlı soğuma İnce taneli doku

31 MAGMATİK KAYAÇLARIN DOĞADAKİ ŞEKİLLERİ Magmatik kayaçlar şekil, boyut ve yan kayaçlarla ilişkilerine göre sınıflandırılmaktadır. Çoğu durumda plütonun içine girdiği yan kayaçlar daha yaşlıdır. Plüton kendinden yaşlı yan kayaçlara nüfus ederken kayaç katmanları arasına uyumlu olarak girebildiği gibi, onları keserek de uyumsuz olarak yerleşebilmektedir. Bunlar yeryüzünde üzerlerindeki örtü kayacın aşınmasıyla yüzeylenme verir. Lakolit Sil Dayk Batolit

32 Dayk Sil Lakolit Batolit Dayk: Magmanın daha yaşlı kayaçları keserek, damar şeklinde uyumsuz olarak yerleşmesi ile oluşur. Sil: Tabaka veya foliasyon düzlemleri arasına giren ve iki yüzeyi birbirine paralel olan magmatik kayaçlardır. Lakolit: Mantar veya mercek şeklinde yerleşmiş olan magmatik kayaçlardır. 5-6 km çapında, yaklaşık 1 km kalınlığında olabilirler. Batolit: Granit gibi derinlik kayaçlarının 100 km2 den daha fazla alan kaplayan şeklidir. Magma yerkabuğunda yükselirken üzerindeki kayaçları yükselterek kubbeleştir.

33 Dayk

34 SİL SİL

35 TORTUL KAYAÇLAR Magmatik, metamorfik ve tortul kayaçların çeşitli koşullar altında kimyasal, fiziksel ve biyolojik bozuşma, erime ve dağılması sonucu oluşan malzemenin taşınarak belirli çökelme ortamlarında (göller, denizler) çökelmesi ile oluşan ürüne tortu (çökel) adı verilir. Bu tortu taneleri arasındaki boşlukların çimento adı verilen daha ince tane malzeme ile dolarak sıkışması ve katılaşması ile TORTUL KAYAÇLAR oluşur. En tipik özellikleri tabakalı olmaları ve fosil içermeleridir. TABAKALI TORTUL KAYAÇLAR

36 TORTUL KAYAÇLAR Var olan kayaçlar buzul, akarsular ve rüzgarlar vasıtasıyla aşınmakta ve denizler gibi çeşitli çökelme ortamlarında birikmektedir. Bu olaya tortulaşma (çökelme) adı verilir. Tortulaşma ile biriken ayrık malzeme zamanla katılaşır ve bu olaya taşlaşma adı verilir. Bu olaya tortulaşma adı verilir. Birikme esnasında en altta bulunan tabakalar en üstte bulunan tabakalara nazaran daha yaşlıdır. TİPİK ÇÖKELME ORTAMI Buzul Taşkın alanı Alluvyal fan Kumullar Resif Derin deniz tabanı Delta Deniz altı fanı Lagün Bariyer adası Kıtasal self Denizaltı kanyonu Kıta yamacı Yükselme

37 TORTUL KAYAÇLAR Alansal olarak yerkabuğunun yaklaşık % 75 ini kapsayan bu kayaçlar, içerisinde petrol ve doğal gaz gibi enerji kaynaklarını bulundurmaları nedeniyle büyük önem taşımaktadır. Tortul kayaçlar bileşen tiplerine göre 3 ana guruba ayrılır. Bunlar aşağıda verilmiştir. Grand Kanyon daki (Amerika) tortul kayaçlar 1. Kırıntılı Tortul Kayaçlar 2. Kimyasal Tortul Kayaçlar 3. Organik Tortul Kayaçlar

38 Kırıntılı Tortul Kayaçlar Daha önceden var olan magmatik, metamorfik ve tortul kayaçların çeşitli koşullar altında kimyasal ve fiziksel olarak parçalanması sonucu oluşan değişik boyutlardaki kırıntıların değişik mekanizmalar ile (akarsu, rüzgar, buzul) çökelme ortamlarına taşınmaları, çökelmeleri ve bu ortamlarda katılaşmaları ile kırıntılı tortul kayaçlar oluşur. Kırıntılı tortul kayaçlar içerdikleri parçaların boyutlarına göre çakıltaşı, kumtaşı, silttaşı ve kiltaşı gibi gruplara ayrılırlar. Değişik boyutlardaki kırıntılı tortul kayaçların ardalanmalı olarak çökelmesi

39 Kırıntılı Tortul Kayaçlar KONGLOMERA (taneler yuvarlak ve 2 mm den büyük) BREŞ (taneler köşeli ve 2 mm den büyük) KUMTAŞI (taneler mm arasında) SİLTTAŞI ve KİLTAŞI (taneler sittaşı için 0.02 mm den, kiltaşı için mm den küçük )

40 Konglomera

41 Kumtaşı Kumtaşı Kumtaşı

42 Silttaşı Silttaşı Kiltaşı Kiltaşı

43 Kimyasal Tortul Kayaçlar Bu tür kayaçlar doygun haldeki eriyikten çökeltilmek suretiyle (kimyasal) oluşurlar. En önemlisi kireçtaşı (CaCO 3 % 90 dan fazla), dolomit (CaMgCO 3 % 90 dan fazla) ve marndır (killi CaCO 3 ). BOL FOSİLLİ KİREÇTAŞI Organik Tortul Kayaçlar Bu tür kayaçlar bitki ve hayvan organizmalarının parçalanması ve çökelerek değişim geçirmesi ile oluşan kayaçlardır (Radyolarit vb).

44 TRAVERTEN

45 METAMORFİK KAYAÇLAR Tortul veya magmatik kayaçların sıcaklık, basınç, gerilme ve kimyasal olarak etkili olabilecek sıvı ve gazların etkisiyle değişikliğe uğramaları metamorfizma bunun sonucunda oluşan kayaçlara ise metamorfik kayaç denir METAMORFİK KAYAÇLAR FOLİASYON Metamorfik kayacı oluşturan belirli minerallerin birbirlerine paralel düzlemler veya çizgisellikler oluşturacak şekilde toplanmaları. Mineraller belirli sıcaklık ve basınç altında durağan durumda bulunurlar. Eğer sıcaklık ve basınç değerinde bir artma meydana gelirse mineral değişerek aynı kimyasal bileşimde olan başka bir minerale dönüşür. Bu olaya metamorfizma adı verilir. Metamorfik kayaçlar foliasyon özellikleriyle tipiktirler

46 METAMORFİZMA TÜRLERİ KONTAK METAMORFİZMA Sıcak bir magma kütlesinin çevresinde meydana gelir. Yüksek sıcaklık, yüksek basınç koşullarında gelişir. Volkanik Patlama KONTAK METAMORFİZMA Erime

47 METAMORFİZMA TÜRLERİ KONTAK METAMORFİZMA Sıcak bir magma kütlesinin çevresinde meydana gelir. Yüksek sıcaklık, yüksek basınç koşullarında gelişir. Volkanik Patlama KONTAK METAMORFİZMA Erime

48 METAMORFİZMA TÜRLERİ DİNAMİK METAMORFİZMA Büyük bir fay yada bindirme düzlemi kenarında yüksek basınç düşük sıcaklıkta gelişen metamorfizma türüdür. SIKIŞMA YÖNÜ TAVAN BLOĞU SIKIŞMA YÖNÜ TABAN BLOĞU KONTAK METAMORFİZMA

49 METAMORFİZMA TÜRLERİ BÖLGESEL (REJYONAL) METAMORFİZMA Büyük çökelme ortamlarında dağ oluşum hareketleri sonucunda yüksek basınç altında meydana gelir BÖLGESEL METAMORFİZMA

50 METAMORFİK KAYAÇLAR Metamorfizma derecesinin artmasıyla beraber kayaçlardaki tane boyunda artış gözlenir. Sıcak magmanın yüzeye çıkarken yan kayaçları pişirmesi, fay zonlarındaki basınç metamorfizmayı sonuçlar Şeyl Sleyt Fillat Şist Migmatit Gnays

51 ŞİSTİ YAPI

52 METAMORFİK KAYAÇLAR FOLİASYONLU Fillat Şist Gnays FOLİASYONSUZ Mermer Kuvarsit