Genel Jeolojik Yapılar ( Jeoloji Muhendisliği ) BÖLÜM 2 JEOLOJGK YAPILAR GGRGg Dünyamızın üzerinde yaGadığımız kesiminden çekirdeğine kadar olan kısmında çeGitli olaylar cereyan etmektedir. Gnsan ömrüne oranla son derece yavaG olan bu hareketlerin çoğu gözle izlenebilir nitelikte değildir. Depremler ve volkanlar bu hareketlerden insan hayatına etki eden ve gözlemlenebilen iki tanesidir. Dünyanın iç kesiminde meydana gelen ve enerjisini dünya içindeki ısıdan alan bu hareketlerin tümü Gç Dinamik adı ile bilinir. Volkanlar Faylar ve Kıvrımlar 2.1. KABUK DEFORMASYONU Dünyamız dinamik bir gezegendir. Tektonik güçler kayaçları deforme ederek görkemli dağ oluGumlarına sebebiyet verirler. KAYAÇLARA ETKGYEN KUVVETLER Kayaçlar bulundukları basınç ve ısı değerine göre gevrek veya sünek davranıG gösterirler. Yeryüzü koGullarında gevrek olan çoğu kayaçlar yerkabuğu derinliklerinde ısı ve basıncın etkisiyle sünek özellik gösterirler. Bu olaylarda zamanın önemi de büyüktür. Kayaçlar üzerine etkiyen kuvvet ani ve fazla ise kayaç gevrek, yavaG ve uzun süreli ise sünek davranıG sunar. En Giddetli kuvvet yönü Orta Giddetli kuvvet yönü En düGük Giddetli kuvvet yönü Bir cisme etki eden kuvvetler bir birlerine dik yönde 3 ana bileGene ayrılırlar. SıkıGma esnasında kayaç içerisindeki moleküller en büyük kuvvet ekseni boyunca sıkıGırken, en düGük kuvvet ekseni boyunca GiGerler. Orta Giddetli kuvvet ekseni boyunca hareket olmaz. Bu 3 eksen yönü haricindeki yönlerde atomlar birbirlerine göre kayarlar ve buralarda makaslama kuvveti geliGir. SıkıGma kuvvetleri sonucunda kayaçlarda genellikle kıvrımlar geliGirken çekme kuvvetleri etkisi altında ise faylar oluGmaktadır. Makaslama kuvvetleri altında kayaçların davranıGı…… KAYAÇLARA ETKGYEN KUVVETLER Kayaçlarda deformasyon iki Gekilde geliGir: KIVRIMLANMA ve KIRILMA DEFORMASYON gEKGLLERG KIVRIMLAR FAYLAR Tabakalı kayaçlarda basınç etkisiyle oluGan dalga Geklindeki yapısal değiGikliklere kıvrım denir. Kıvrım boyları 5-10 cm ile birkaç km arasında değiGir. Kıvrımların büyüklüğü kıvrılan tabaka serilerinin kalınlığıyla iliGkilidir. 2.2. KIVRIMLAgMA Kıvrım ekseni Eksen düzlemi Kıvrım kanadı Kıvrım kanadı Kıvrımların iki kanadı bulunmaktadır. Kanatların birleGtiği doğruya kıvrım ekseni, kıvrımı oluGturan tabakaların eksenlerini birleGtiren düzleme ise eksen düzlemi denir. Tabakalı kayaçlarda basınç etkisiyle oluGan dalga Geklindeki yapısal değiGikliklere kıvrım denir. Kıvrım boyları 5-10 cm ile birkaç km arasında değiGir. Kıvrımların büyüklüğü kıvrılan tabaka serilerinin kalınlığıyla iliGkilidir. Kıvrımlar genel anlamda iki ana grupta toplanırlar. KIVRIMLAgMA Senklinal Antiklinal KIVRIMLAgMA Kıvrım ekseni Eksen düzlemi Kıvrım kanadı Kıvrım kanadı Kıvrımların iki kanadı bulunmaktadır. Kanatların birleGtiği doğruya kıvrım ekseni, kıvrımı oluGturan tabakaların eksenlerini birleGtiren düzleme ise eksen düzlemi denir. KIVRIMLAgMA Kıvrım eksenleri Eksen Eksen düzlemleri Antiklinal Antiklinal Senklinal KIVRIMLARIN GEOMETRGK SINIFLAMASI Simetrik Kıvrım Asimetrik Kıvrım Eğik Kıvrım Simetrik Kıvrım: Eksen düzlemi düGey veya eğik, kanatların eğim açıları eGit ve zıt yönde Asimetrik Kıvrım: Eksen düzlemi düGey veya eğik, kanatların eğim açıları farklı ve zıt yönde Eğik Kıvrım: Eksen düzlemi eğik, kanatların eğim açıları farklı ve aynı yönde Dalım Dalımlı Kıvrım: Kıvrım ekseni eğik olup bir noktada kapanan kıvrımlardır. Basitçe bir huninin yarım kısmı Geklinde görülürler Monoklinal Kıvrım: Faylar genellikle basınç kuvveti uygular ve geliGen düGey yer değiGtirme fayın her iki tarafında kıvrımlerın oluGmasına neden olur. Bu tür kıvrımlara monoklinal kıvrım adı verilir. KIVRIMLARIN GEOMETRGK SINIFLAMASI Kapalı antiklinal: Kıvrım eksenleri iki uçta da dalımlı olan antiklinallerdir. Kapalı senklinal: Kapalı antiklinallerin tersi durumunda, ekseni iki uçta da merkeze eğimli olan senklinallerdir. KIVRIMLARIN GEOMETRGK SINIFLAMASI Dalımlı antiklinalin kıvrım ekseni Dalımlı senklinalin kıvrım ekseni Eksen düzlemi En genç Formasyon En yaşlı Formasyon Eksen düzlemleri Dalımlı bir kıvrımın (antiklinal ve senklinal) arazideki görünümü Kırıklı yapılarda kırık yüzeyinin iki tarafındaki bloklar birbirlerine göre herhangi bir yönde kaymıGlarsa bu tür kırıklı yapılara fay adı verilir. Fayların birkaç mm’den 1000’lerce km uzunluğa kadar olanları mevcuttur. Fay düzlemlerinin yeryüzü ile arakesitlerine fay izi adı verilir. 2.3. FAYLAR Fay aynası: Deformasyon sonucu kayaç taneleri arasındaki kohezyonun olmadığı kırık düzlemine fay aynası denir. FAYLARIN GEOMETRGK ÖĞELERG Fay blokları: Fay aynasının iki tarafında kalan kayaç kütleleridir. Fay düzlemi eğik yada yatay ise bunun üzerindeki bloğa tavan bloğu, altındaki bloğa taban bloğu adı verilir. Fay düzlemi düGey ise tavan ve taban bloğu oluGmaz. Kayma Çizikleri: Fay blokları birbirine göre kayarken, bunların sürtünmesinin etkisiyle fay aynası üzerinde, kayma doğrultusunda ve birbirine paralel çizikler oluGur. Bunlara kayma çizikleri denir. Fay Çentikleri: Fay düzlemi üzerinde, kayma etkisiyle oluGmuG tırnak biçimli çentikler oluGur. Çentiklerin sivri ucu kayma yönünü gösterir. FAYLARIN GEOMETRGK ÖĞELERG TABAN BLOĞU TAVAN BLOĞU TAVAN BLOĞU TABAN BLOĞU SIKIgMA YÖNÜ SIKIgMA YÖNÜ TABAN BLOĞU TAVAN BLOĞUNUN ÜSTÜNE DOĞRU HAREKET EDER TAVAN BLOĞU TABAN BLOĞUNUN ÜSTÜNDE AgAĞI DOĞRU HAREKET EDER GKG BLOK DÜgEY BGR FAY DÜZLEMGNDE YANAL HAREKET EDER NORMAL FAY DOĞRULTU ATIMLI FAY TERS FAY FAYLARIN GEOMETRGK SINIFLAMASI FAYLARIN GEOMETRGK SINIFLAMASI TAVAN BLOĞU TABAN BLOĞUNUN ÜSTÜNDE AgAĞI DOĞRU HAREKET EDER Fay düzlemi Fay düzlemi Ters fay Normal fay Eğik atımlı (oblik) fay Doğrultu atımlı fay Çekme gerilmesinin etkisinde kalan bölgelerde genel anlamda normal faylar geliGir. Bu bölgelerde normal faylara bağla olarak geliGen yükseltilere Horst, çöküntülere Graben adı verilir. gekilde görülen dağ zincirinde yükselti alanları horstlar çöküntü alanları grabenlerdir. GRABEN GRABEN Ters fay Klip Tektonik pencere DüGük açılı bir ters fay (bindirme fayı) ile yaGlı kayaçlar genç kayaçların üzerine yerleGmiGse, zamanla aGınma ve erozyon olayları sonucu, üstteki aGınan birimlerin altında daha genç olan birimler açığa çıkar. Bindirme fayları sonucu bu Gekilde açığa çıkan genç birimlere tektonik pencere denir. Bindirmenin baGlangıcında devaplı olan örtü kayaçları (nap) zamanla ve aGınma etkisiyle çok sayıda parçaya bölünür ki bunlara da klip adı verilir. Kretase şeyli Prekambriyen Kçt. Bindirme Fayı 2.4. ÇATLAKLAR Bir kayaç kütlesi kırılma sonucu kırık yüzeyi boyunca iki bloğa ayrılır. Bu bloklar arasındaki kırılma yüzeyi boyunca dikkati çekecek kadar açıklık meydana gelmemiGse ve bloklar birbirine göre kaymamıGlarsa, bu tür kırıklara çatlak adı verilir. Çatlakların boyutları birkaç mm’den bir yüz metreye ulaGabilir. Çatlakların yeryüzü ile arakesitine çatlak izi adı verilir. Birbirine az çok paralel olan çatlaklardan oluGan çatlak topluluğuna çatlak takımı, birbirini kesen konumdaki çatlak takımlarının oluGturduğu çatlak topluluğuna da çatlak sistemi adı verilir. Çatlak topluluklarının tektonik analizleri ile bölgeyi geçmiGten günümüze kadar etkilemiG olan tektonik kuvvet ve hareketler hakkında bilgiler elde edinilmiG olur. Paralel çatlaklar çatlak sistemlerini, farklı paralellikteki sistemler ise çatlak takımlarını oluGturur. Çatlaklar ÇATLAKLAR 2.5. DEPREMLER Depremler levha tektoniği kuramıyla yakından iliGkilidir ve genel anlamda kıta kenarlarında Giddetli depremlere rastlanır (Kırmızı noktalar deprem odak noktalarıdır). Fayların ve bunlarla iliGkili depremlerin oluGumu elastik kırılma teorisiyle açıklanır. Fay 1. Bu teoriye göre, yerkabuğunda kayaçlara bir zayıf zon düzleminin her iki tarafında ve farklı yönlerde kuvvetler etkidiğinde kayaç kütlesi önceleri elastik olarak davranır ve deformasyon enerjisini depolar. 2. Bu kuvvetler kayaçlar üzerinde deformasyona sebep olarak kayaçta yapısal değiGikliklere neden olur 3. Biriken enerji kayaç kütlesinin elastik kırılma direncini aGınca kayaç çok kısa zaman aralığında kırılır ve kırılmayla beraber bu düzlem boyunca gerilme sıfıra indirgenene kadar her iki blok kayar. DepolanmıG olan elastik deformasyon dalgalar halinde yayılarak depremlere neden olur. 1 2 3 ELASTGK KIRILMA TEORGSG Fayların ve bunlarla iliGkili depremlerin oluGumu elastik kırılma teorisiyle açıklanır. Fay 1 2 3 ELASTGK KIRILMA TEORGSG DEPREM DALGALARI Deprem enerjisinin ilk boGalmaya baGladığı yer (kırılma noktası), aynı zamanda sismik dalgaların kaynak noktası, depremin odak noktası olarak tanımlanır. Kırılma ve kayma yaklaGık 3.5 km/sn hıza ulaGarak yüzlerce km’lik boyutlar kazanabilir. Odak noktasının yeryüzüne izdüGümü episentır (merkez üstü) olarak adlandırılır. Bu nokta depremin en çok hissedildiği ve en çok hasar verdiği yerdir. Episentır Dalga yüzü Odak Deprem dalgaları sismograf adı verilen aletlerle ölçülür. Bu alet tarafından yapılan kayıtlara ise sismogram adı verilir. Sismogramlar incelenerek deprem dalgaları hakkında bilgiler elde edilir. Deprem kayıtlarında 3 çeGit deprem dalgası kayıt edilir. 1. P Dalgaları 2. S Dalgaları 3. L dalgaları Sismograf Önce Sonra ZAMAN 1 dak. Glk P dalgası Glk S dalgası Yüzey dalgası Cisim dalgası DEPREM DALGALARI P Dalgaları: Hızları en yüksek olduğu için kayıt merkezine ilk gelen dalgalardır. Bunlarda titreGim dalgaları yayılma doğrultusundadır. Bu yüzden bu dalgalara boyuna dalgalarda gelir. S Dalgaları: Hızları P dalgasından küçük olan ve kayıt merkezine P dalgalarından sonra gelen dalgalardır. TitreGimleri yayılma doğrultusuna dik gelir. Yüzey Dalgaları: Genliği en büyük ama hızları en az olan ve en son kayıt edilen dalgalardır. Sismogramlar üzerinde en Giddetli kayıtları oluGtururlar. Deprem merkez üstü P dalgası S dalgası P dalgası S dalgası S dalgası gölge zonu DEPREM DALGALARI . Deprem dalgaları sismograf adı verilen aletlerle ölçülür. Bu alet tarafından yapılan kayıtlara ise sismogram adı verilir. Sismogramlar incelenerek deprem dalgaları hakkında bilgiler elde edilir. Deprem kayıtlarında 3 çeGit deprem dalgası kayıt edilir. P dalgası S dalgası Yüzey dalgası DEPREM DALGALARI TÜRKGYE’NGN DEPREMSELLGĞG Afet GGleri Genel Müdürlüğü tarafından 1996 yılında hazırlanan 1/1000 000 ölçekli Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası 4 gubat 2008 tarihi itibariyle son bir yılda meydana gelen depremler TÜRKGYE’NGN DEPREMSELLGĞG 2.6. PUSULA BGLGGSG Bu unsurların haritalanabilmesi için coğrafi yönle (coğrafi kuzey) yaptıkları açılar ölçülür. Bunun için de jeolog pusulası kullanılır. Jeolog pusulası yatay ve düşey düzlemler oluşturarak bu düzlemlerin yapısal unsurlarla arakesitlerini oluşturmaya ve bu arakesitlerin duruşunu ölçmeye yarayan bir pusuladır. 1: Kapak 2: Mercek 3: Pusula 4: Gstikamet kadranı 5: Yatay düzeçleme 6: Eğim derecesi belirleme bölgesi 7: Eğim düzeçleme kadranı 8: Kuzey yönü Bir yapısal unsurun duruşu onun içerisinde alınan bazı çizgilerin (arakesitlerin) kuzeyle ve yatayla yapmış olduğu açılardır. Bir çizginin duruşu yönlem ve dalım, Bir düzlemin duruşu ise doğrultu ve eğimle ifade edilir. Yönlem bir çizginin yatay izdüşümünün kuzeyle yaptığı açı, Dalım ise bir çizginin yatayla yaptığı açıdır. Jeoloji haritalarında çizgisel unsurlar sivri ucu dalım yönünde olan bir ok ile gösterilir. Bir düzlemin; Yatayla yaptığı arakesite doğrultu, Doğrultunun kuzeyle yaptığı açıya doğrultu açısı denir. Düzlem içerisinde; doğrultuya dik çizgiye eğim yönü, eğimin yatayla yaptığı açıya eğim açısı, eğimin yatay izdüşümünün kuzeyle yaptığı açıya ise eğim yönü açısı adı verilir. Jeoloji haritalarında doğrultu 1,5 cm boyunda bir çizgiyle eğim ise ona dik kısa bir çizgi (2-3 mm) ile gösterilir. Eğik düzlemsel yapılardaki doğrultu (strike) ve eğim (dip) Su Eğim açısı Doğrultu Eğim yönü Düzlemsel yapılarda doğrultu ölçümü 2.7. HARGTA BGLGGSG TOPOGRAFGK HARGTALARIN ÖZELLGKLERG Ölçek ve Yön Koordinatlar EG yükselti eğrileri Dereler ve Yollar Tepeler ve Yükseltiler YerleGim Alanları Bataklık ve Ormanlar Köprü ve Yüksek Gerilim Hatları Yaylalar Su kaynakları Herhangi bir sahanın belli bir orana göre küçültülerek kağıt üzerinde gösterilmesi Gekline harita, küçültme oranına da haritanın ölçeği denir. Eg YÜKSELTG EĞRGLERGNGN ÖZELLGKLERG EG yükselti eğrileri kesiGmez EG yükselti eğrilerinin sıklaGtığı alanlarda eğim yüksek, seyrekleGtiği alanlarda eğim düGüktür EG yükselti eğrileri kapalı poligonlar oluGtururlar EG yükselti eğrileri üzerinde kot değerleri bulunur EG yükselti eğrileri 2 nokta arasındaki kot farkının ve 2 nokta arasındaki ortalama eğimin bulunmasında kullanılır Deniz seviyesinden aynı yükseklikteki noktaları birleGtiren eğriye eG yükselti (eG yükseklik) eğrisi adı verilir. eG yükselti eğrisi ÖLÇEK KAVRAMI Orijinal boyuta göre haritanın küçülme oranını rakamlarla gösteren ölçek türüdür. ÇalıGma detaylandıkça ölçek büyür (rakamlar küçülür), çalıGma detayı az ise ölçek küçülür (rakamlar büyür) Sayısal Ölçek 1 / 1 000 000 Haritanın 1 000 000 defa küçültüldüğünü ifade eder Yani bu durumda 1 cm = 1 000 000 cm’ye denk gelir 1 cm = 10 000 m Bu ölçekte, sayısal ölçekteki harita/arazi oranı çizgi ile ifade edilir. Bu ölçek türünde mutlaka mesafe belirtilmelidir (km vb.) Çizgisel Ölçek 0 1 2 3 4 km Bu ölçekte harita üzerindeki 1 cm gerçekte 1 km’ye denk gelmektedir. 1 cm = 1 km veya 1 cm = 1000 metre Bu durumda 1 cm = 100 000 cm’dir Sayısal ölçek ise 1/100 000 ÖLÇEK KAVRAMI 1/1 000 000 ölçekli Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası (Küçük ölçek) 1 cm = 10 000 m veya 1 cm = 10 km ÖLÇEK KAVRAMI 1/5 000 ölçekli Jeoloji haritası (Büyük ölçek) 1 cm = 50 m ÖLÇEK KAVRAMI