İNM 102: İNŞAAT MÜHENDİSLERİ İÇİN JEOLOJİ 17.03.2015 YERKABUĞUNU OLUŞTURAN MİNERALLER Dr. Dilek OKUYUCU Yerkürenin Yapısı Yerkabuğunun Yapısı 1
Yerkabuğunun Yapısı ~100 km ~10 km Yerkabuğunun Yapısı Yerkabuğunu Oluşturan Kayaç Grupları Sial Grubu Sima Grubu yoğunluk: 2,7 gr/cm 3 yoğunluk: 2,7 3 gr/cm 3 granit, kumtaşı, kireçtaşı Okyanus tabanlarında hemen hemen yok gibidir. koyu renkli ve ağır bazaltik kayaçlar SiO 2 oranı yaklaşık %50 Okyanus tabanlarındaki kalınlığı 8-10 km ulaşır. Kimyasal ve Minerolojik Bileşim Bakımdan Yerkabuğunu Oluşturan Kayaç Grupları Yerkabuğunun Yapısı KAYAÇ Element MİNERAL Element Element Element Element Mineral Mineral Mineral EN KÜÇÜK JEOLOJİK BİRİM 2
Elementler Elementlerin Yerkabuğunda Bulunma Oranları Element Ağırlıkça Yüzde (%) Oksijen 46,60 Silisyum 27,72 Alüminyum 8,13 Demir 5,00 Kalsiyum 3,63 Sodyum 2,83 Potasyum 2,59 Magnezyum 2,09 106 element Yerkabuğunu Oluşturan Kayaçlarda Bulunan Mineraller Mineraldoğal şekilde oluşan,homojen, belirli kimyasal bileşime sahipinorganik kristalleşmiş katı birmaddedir. Buna göre minerallerin özelliklerini şöyle sıralayabiliriz: - Doğal olarak oluşur. - Herhangi bir parçası bütününün özelliklerini taşır. - Belirli bir kimyasal formülü vardır. - Çoğunlukla katı halde olup nadiren sıvıdır. - Genel olarak inorganiktir; organik mineraller de bulunmaktadır. 3
Mineraller Minerallerin düzgün yüzeyle çevrilmiş geometrik şekilli, periyodik olarak sınırlanmış düzenli atomik yapılarının yanında çok düzenli bir iç yapıya sahip olmaları dikkate değerdir! Minerallerin Kristal Yapıları Minerallerin Kristal Yapıları Atomlar dizilimlerine göre 7 ana kristal sistemi oluşturmuşlardır. 1. Kübik 2. Hekzogonal 3. Romboedrik 4. Tetragonal 5. Ortorombik 6. Monoklinik 7. Triklinik 4
Minerallerin Kristal Yapıları Minerallerin Kristal Yapıları Minerallerin Özellikleri 1. Fiziksel Özellikleri 2. Kimyasal Özellikleri 3. Optik Özellikleri 5
Minerallerin Fiziksel Özellikleri 1. Elastikiyet 2. Sertlik 3. Kırılma ve Dilinim 4. Renk 5. Çizgi 6. Parlaklık 7. Yapı (Görünüş) 8. Özgül Ağırlık 9. İkizlilik 10.Radyoaktivite Minerallerin Fiziksel Özellikleri - Elastikiyet Esneklik (Elastikiyet), bir cismin üzerinekuvvetuygulandığında, cismin şeklinin değişmesi,kuvvetkaldırıldığında, cismin ilk haline gelmesidir. Minerallerin Fiziksel Özellikleri - Elastikiyet Esneklik (Elastikiyet), bir cismin üzerinekuvvetuygulandığında, cismin şeklinin değişmesi,kuvvetkaldırıldığında, cismin ilk haline gelmesidir. 6
Minerallerin Fiziksel Özellikleri - Elastikiyet Esneklik (Elastikiyet), bir cismin üzerinekuvvetuygulandığında, cismin şeklinin değişmesi,kuvvetkaldırıldığında, cismin ilk haline gelmesidir. MİKA Minerallerin Fiziksel Özellikleri - Sertlik Sertlik; minerallerin çizilmeye karşı gösterdikleri dirençtir. Minerallerin Fiziksel Özellikleri - Sertlik Sertlik; minerallerin çizilmeye karşı gösterdikleri dirençtir. 7
Minerallerin Fiziksel Özellikleri Kırılma ve Dilinim Dilinim; minerallerin belli yönlerde bir düzlem boyunca yarılma özelliğidir. Dilinim yüzü; mineralde yarılmanın meydana geldiği düzlemdir. Minerallerin Fiziksel Özellikleri Kırılma ve Dilinim Kırılma; minerallerin tanınmasına yardım eden önemli bir özelliktir. Minerallerin Fiziksel Özellikleri Kırılma ve Dilinim Mineral Dilinim Özelliği Dilinim Sayısı Jips, Mika Kalsit,Hornblend, Ojit Olivin Kuvars DilinimiEn İyi Olan Mineraller Dilinimi İyi Olan Mineraller 2 Dilinimiİyi Olmayan Mineraller DilinimiKötü Olan Mineraller 1 3 4 8
Minerallerin Fiziksel Özellikleri Renk Minerallerin Fiziksel Özellikleri Çizgi Mineraller ayrışırsa renkleri değişebilir! Ancak, mineralin üzerine atılacak bir çizgi ile ortaya çıkacak toz rengi değişmez! Mineral Hermatit Limonit Manyetit Kromit Çizgi Rengi Kırmızı Kahverengi Koyu Gri Kahverengi Minerallerin Fiziksel Özellikleri Çizgi MANYETİT KROMİT 9
Minerallerin Fiziksel Özellikleri Parlaklık Parlaklık; ışığın mineral yüzünden yansıması ile oluşan ciladır. Minerallerin Fiziksel Özellikleri Parlaklık Parlaklık; ışığın mineral yüzünden yansıması ile oluşan ciladır. Mineral Kuvars Galen ve Pirit Opal ve Kükürt Mika ve Jips Aspest ve Telsel Jips Parlaklık Türü Camsı Madensi Yağsı Sedefsi İpeksi Minerallerin Fiziksel Özellikleri Yapı (Görünüş) Konkresyon; bir çekirdek etrafında çökelme ile oluşmuş yuvarlak şekildir. - Böbreksi - Telsel - Telsel Işınsal - Konkresyon - Yumru - Konsantrik 10
Minerallerin Fiziksel Özellikleri Özgül Ağırlık Bir maddenin özgül ağırlığı, o maddenin yoğunluğunun suyun yoğunluğuna oranıdır. Özgül ağırlık; belirli hacimdeki bir cismin ağırlığının aynı hacimde +4 o C deki suyun ağırlığına oranıdır. Minerallerin Fiziksel Özellikleri İkizlilik İkizlilikkısmen kristal yapısı, kısmen büyüme şartları etkisi bazen de plastik deformasyonlar sonucu oluşur. Aynı cins iki veya daha fazla kristalin belirli kurallarla çeşitli yönlerde yan yana gelmesi veya birbiri içine girmesine ikizlilikdenir. İkizi oluşturan iki kristalin simetri düzlemine ikiz düzlemi ve bu düzleme dik doğruya da ikiz ekseni denilir. İki kristalin yan yana gelerek oluşturduğu ikize değme ikizi denir. İki kristalin birbiri içine girerek oluşturdukları ikize ise girik ikizdenilir. Kalsit, jips, florit, ortoz, albit ve ojit ikizleri ile tanınan minerallerdir Minerallerin Fiziksel Özellikleri Radyoaktivite Radyoaktivite; minerallerdeki radyoaktivite içlerinde bulunan uranyum (U) ve toryum (Th) dan ileri gelir. Potasyum (K) ve rubidyum (Rb) gibi bir kısım elementlerde de az miktarda radyoaktivite bulunur. Minerallerdeki radyoaktivite özelliğinden yararlanılarak jeolojik yaşın belirlenmesi amaçlanır. 11
Minerallerin Kimyasal Özellikleri 1. Polimorfizm 2. İzomorfizm Minerallerin Kimyasal Özellikleri - Polimorfizm Kimyasal bileşimleri aynı olduğu halde değişik kristal sistemlerden oluşan ve farklı fiziksel özellik gösteren minerallere polimorf mineraller; bu olaya da polimorfizm denir. Kimyasal Bileşim Mineral Kristal Sistemi Özgül Ağırlık (gr/cm3) C Elmas Küp 3,10 C Grafit Hegzagonal 2,28 Minerallerin Kimyasal Özellikleri - İzomorfizm Kimyasal bileşimleri farklı olduğu halde birbirlerinin yerine geçebilen; yani kristal sistemleri aynı olan minerallere izomorf mineraller; bu olaya da izomorfizm denir. Mineral Kalsit Dolomit Kristal Sistemi Trigonal Trigonal 12
Minerallerin Optik Özellikleri - Minerallerin renkleri - Kırılım İndisleri -Tekkırma çiftkırmaözellikleri - Polarizan mikroskop altında gösterdikleri şekiller İZOTROPİ Fizikte her yönde maddenin fiziksel ve kimyasal özelliğinin aynı olması olgusuna izotropi denir. Bir gaz veya sıvı izotropik maddedir. Her yöndeki özelliği aynıdır. Buna karşılık kristallerin özellikleri yöne bağlıdır. ANİZOTROPİ Fizikte her yönde maddenin fiziksel ve kimyasal özelliğinin aynı olmaması olgusuna anizotropi denir. Kristallerin fiziksel ve kimyasal özellikleri dizilim yönlerine bağlıdır. 13
ANİZOTROPİ Kristallerin fiziksel ve kimyasal özellikleri dizilim yönlerine bağlıdır. 1. Mukavemet anizotropisi 2. Isı anizotropisi 3. Optik anizotropisi 4. Şekil anizotropisi 14