Jeoloji Faylar ( Faults ) 1 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları VIII. FAYLAR (FAULTS) VIII.1. Tanım ve genel bilgiler Kayaçların bir düzlem boyunca gözle görülecek miktarda kayma göstermesi olayına faylanma (faulting), bu olay sonucu meydana gelen yapıya da fay (fault) adı verilir. Faylarda kayma hareketinin oluştuğu düzleme fay düzlemi (fault plane) veya fay aynası denir. Faylarda kırılma yüzeyinin (fay düzlemi) her iki tarafında yer alan kayaç topluluklarına blok adı verilir. Fay düzleminin iki yanındaki bu bloklar bu düzleme sürtünerek ve değişik doğrultularda kayarak birbirle- rine nazaran yer değiştirirler. Fay düzleminin üst kısmında kalan bloğa tavan bloğu (hanging wall) altta kalan bloğa ise taban bloğu (foot wall) adı verilir.2 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Faylar genelde çok belirgin düzlem veya yüzey boyunca gelişen hareketler ile temsil edilir. Deformasyonun yoğun olduğu kesimlerde bir fay yerine birbirine paralel, yarı paralel gelişen veya hatta birbirlerini kesen fay segmanlarından oluşan fay zonları/kuşakları meydana gelir. Mukavemeti zayıf olan kayaçlarda net bir kırık gelişmeden ötelenme, deformasyon gelişebilir ve böylece makaslama zonları gelişir.3 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları4 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Fay düzlemi üzerinde kayma ile ilişkili olarak bazı yapılar meydana gelir. Bunların en önemlileri fay çizikleri (slickensides / slickenlines / striations) ve fay kertikleridir (chatter mark). Faylarda kırılma ve blokların birbirleri üzerinde sürtünerek kaymaları, fay düzlemi veya fay zonundaki kayaçların parçalanıp ufalanmasına yol açar. FAY KAYAÇLARI5 VIII.2. Fayların tanınma kriterleri Fayların tanınması için kullanılan kriterler kabaca üç grup altında incelenir: 1. Fayların kendilerine has ve içsel özellikleri 2. Jeolojik ve stratigrafik birimler üzerindeki etkileri 3. Topoğrafya (fizyografik unsurlar) üzerindeki etkileri 1. Fayların kendilerine has ve içsel özellikleri A. Fay Kayaçları: Kataklastik Kayaçlar, Breş Serisi ve Milonitler Yerkabuğunun bir bölümünü gösteren şematik blok diyagram: yüzeydeki fay izi ve derinliğe bağlı olarak fay zonu içinde kaya kayacındaki değişiklikleri gösteri- yor. Kohesiv olmayan kataklasitler ve südotaklitker yerin 1-4 km derinliğinde gelişirler. Eğer, kuru bir ortam söz konusu ise südotaklitlerin oluşumu 15 km derinliğe kadar mümkün. Milonitler 10-15 km derinlikte ve 250-350 °C sıcaklık koşullarında oluşmaya başlar. Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları6 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Derinlik ve dolayısıyla metamorfizma derecesi arttıkça Makaslama zonu genişliyor7 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları km km8 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Kataklastik kayaçlar: (A) iri kireçtaşı parçalarından oluşan megabreş; (B) Kataklasit Twiss & Moores 19929 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları10 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Milonitin içinde gelişmiş ultramilonit: Kuvars-feldispat ve biyotiten oluşan iri taneli bir kayaç. Kataklasit11 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları B. Fay Düzlemi Üzerindeki Yapılar12 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları B. Fay Düzlemi Üzerindeki Yapılar Faylar bir çok fiziksel özellik içerirler; bu özelliklerin hepsini tek bir mostrada bulmak bir şanstır! Fay yüzeyi boyunca gelişen yapıların tespit edilmesi ve ayrıntılı incelenmesi fayların genel özelliklerinin ortaya konmasında oldukça önemli veriler sunar. Arazide fay düzlemleri genelde düz ve parlatılmış yüzeyler (fay aynası / slickensides) olarak karşımıza çıkarlar. Parlaklık fay bloklarının hareketi sırasında fay yüzeyindeki kayaçların kırılıp-ufalanarak sürtünme nedeniyle kaygan-parlak zemin oluşturması meydana gelir. Fay düzleminin görülmesi fay varlığının kesin kanıtıdır. Parlak yüzeylerin görülmemesinin nedeni fay bloklarının kayaç yapısının parlaklık kazanmamasına elverişli olmaması veya oluşan parlak yüzeylerin daha sonra gelişen alterasyon sonucu bu özelliklerini kaybetmesidir. Fay düzlemi üzerinde kayma ile ilişkili olarak bazı yapılar meydana gelir: (i) fay çizikleri; (ii) fay tepecikleri ve (iii) fay kertikleridir (chatter mark) Fay Çizikleri Fay çizikleri (slickenlines / striations) çok güçlü yönlenme gösteren linear yapılardır; fay boyunca gerçekleşen harekete paralel gelişirler ve fay bloklarının gerçek hareket yönünü gösterirler. Çoğunlukla fay blokları arasında kalmış sert tanelerin veya düzgün olmayan fay yüzeyinin diğer fay bloğunu oyması veya düzleme saplanması sonucu oluşan çizik veya derin oluklar (fay olukları) şeklinde gelişebilirler.oluklar sırtlar çizikler 13 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları14 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Fay Tepecikleri15 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Fay kertikleri (Chater marks) Ridel kırıkları16 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları17 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları18 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları19 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları 2. Jeolojik ve Stratigrafik Birimler Üzerindeki Etkileri A – Yan Yana Gelme (Juxtaposition) Fay düzlemleri boyunca gerçekleşen hareket genelde aynı istife, ortama veya dizine ait olmayan (yaşları, kökenleri, oluşum ortamları, kökenleri hep farklı) kaya topluluğunu yan yana getirir:20 B – Eksik/Kayıp ve Bindirme/Tekrarlanma Alanları (Ommision and Repetition of Strata) Kuyu Kuyu Normal istif Tavan blok Normal istif Tavan blok karot karot Kısalma miktarı Tekrarlayan birim Uzama miktarı Kaybolan / Eksik birim Ters Fay Normal Fay Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları21 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları C – Sürüklenme (Drag) Kıvrımlar D – ‘Rollover’ Antiklinal (Ters Sürüme Kıvrımı) Fay bloklarındaki tabakaların uç kısımlarında fay düzlemine yaklaş- tıkça kıvrımlanma görülür. Bu durum, faylanma ve fay düzleminin sürtü- nerek kayması nedeniyle buradaki tabaka uçlarının hareket yönününe doğru kıvrılmasıyla oluşur22 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları23 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları24 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları25 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları26 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları E - Yapıların devamsızlığı Kimi jeolojik yapıların belirli hatlar boyunca kesilmesi bir faya işaret edebilirler: i. bir diskordans (taban çakıltaşı, aşınma kanalları, fosil toprak seviyesi), ii. ‘ammonitico rosso’ gibi kılavuz bir seviye, iii. kömür veya kuvars damarı, iv. mineralleşme zonu v. jeolojik yapı: milonit zonu, kıvrım, eklem vi. sokulum (kontak metamorfik zon, anklav, dayk, sil, vs) olabilir27 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları F - Tabaka/Birimlerin Tekrarlanması veya Kaybolması Arazi çalışmaları sonucunda hazırlanan harita üzerinde sırasında olması gereken tabakaların yokluğu veya aynı tabakanın tekrarlanması genelde bir fayın varlığına işaret eder. Bir genelleme yapılacak olursa tabakaların tekrarlanması normal fayın, eksik olması ise ters fayın varlığını işaret eder.28 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları G – Ani litoloji / Fasiyes Değişiklikleri Çizgisellikler boyunca ani fasiyes değişiklikleri fayın önemli kriterlerindendir29 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları H – Silisleşme ve Mineralleşme Fay zonu boyunca kayaçların kırılıp, parçalanması ve breş oluşumu, buralarda yeraltı sularının veya çeşitli kimyasal solüsyonların hareketi için son derece elverişli bir ortam hazırlar. İçerisinde çeşitli maddeleri erimiş olarak bulunduran yeraltı suları bunların içerisinde dolaşırken, zamanla bu içerdiği kimyasal maddeleri kristal haline dönüşerek, breş zonundaki boşlukları doldurur. Böylece kırıklı, çatlaklı ve breşik fay zonları, zamanla çeşitli mineral yoğunlaşmalarına sahip olur. En çok rastlanan mineralizasyon, kuvars oluşumu ile meydana gelen silisleşmedir. Bu olay sadece kuvars oluşumu için değil, diğer minerallerin çökelmesi için de geçerlidir. Bazı fay zonlarındaki mineralizasyonda ekonomik değere sahip önemli maden yatakları geliştiği de görülür. Bunlar çok defa fay zonlarındaki damar halinde maden yatakları olarak işletilir.30 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları31 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları 3. Topoğrafya (Fizyografik Unsurlar) Üzerindeki Etkileri32 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları33 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları