Jeoloji Ters ve Bindirme Fayları 1 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Ters ve Bindirme Fayları Ters ve bindirme fayları sıkışmalı tektonik rejimlerin (compressional / contractional tectonic regimes) denetimi ve etkisi altında gelişirler. Basınç kuvvetleri, kayaçların dayanımlılıklarını aştığında, o ana kadar kıvrılarak plastik özellikle cevap vermiş kayaçlar bu kez kırılarak ters ve bindirme fayları oluştururlar. Ters faylar, fay düzleminin eğim açısına göre, değişik isimlerle ifade edilir. Eğim derecesi 45 ? den az olanlara küçük açılı ters fay, 45 ? den büyük olanlara büyük açılı ters fay, 10 ?-35 ? arasında olanlara bindirme (thrust), eğim açısı çok düşük olanlara da (0 ?-10 ?) örtü fayı veya nap (overthrust, nappe) denir Bir tabakanın ters-bindirme fayının etkisi ile kısalması (shortening)2 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Tavan blok eğim yukarı hareket ederken göreceli olarak taban blok eğim aşağı hareket eder. 45 o den büyüktür. Düşük açılı ters fayların eğimi genelde 30 o civarındadır ve Bindirme Fayı adı verilir. Hareket vektörü fayın doğrultusuna dik, eğim yönüne paraleldir: Sapma Açısı (rake/pitch): 90 o .3 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları http://facweb.bhc.edu/academics/science/harwoodr/Geol101/study/structur.htm4 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Düşük açılı ters fayların eğimi genelde 30 o civarındadır ve Bindirme Fayı adı verilir. • Genelde yaşlı birimler genç birimlerin üzerine gelir; • Fayı da kesen düşey kesitte, stratigrafi tekrarlanır; • Kıta kabuğunun kısalması ve kalınlaşması söz konusudur5 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları6 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları • Ters Fay, eğim miktarı > 45° • Bindirme Fayı, eğim miktarı < 45° [30°] • Üste-çıkan bindirme (overthrust): tavan bloğun aktif olduğu ters ve bindirme fayları • Alta-giren bindirme (Underthrust): taban bloğun aktif olduğu ters ve bindirme fayları (yakınlaşan levha sınırları) Her ölçekte gelişebilirler: • en küçükleri boyunca gelişen atım miktarı milimetreden metreye kadar değişebilir • dağ ölçeğindeki ana bindirme zonlarında atım miktarı onlarca-yüzlerce kilometreye çıkabilir • yakınlaşan kıta sınırları gibi küresel ölçekli yapılarda atım miktarı binlerce kilometredir! Bindirme fayları izole, tek bir yapı olarak gelişebilecekleri gibi birbirine paralel-yarıparalel çok sayıda fayı barından ‘fay zonları’ da olabilirler TERMİNOLOJİ7 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Üste-çıkan bindirme (overthrust) ve Alta-giren bindirme (Underthrust): 8 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları • ?3 yeryüzüne göre düşey konumlu; eşlenik fayların arasındaki geniş açının açı-ortayıdır! • ?2 yeryüzüne göre yatay konumlu; eşlenik fayların arakesiti ve fay doğrultusuna paralel; • ?1 yeryüzüne göre yatay konumlu; eşlenik fayların arasındaki dar açının açı-ortayıdır; fay doğrultusuna dik! ?1>?2>?39 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları A. yatay birimleri B. Faya paralel, fakat zıt yöne eğimli birimler C. Tabaka doğrultusu faya verev, katmanlar faya zıt yönde eğimli D. Tabaka doğrultusu faya verev, katmanlar fayla aynı yöne eğimli E. Faya paralel ve aynı yönde eğimli (fakat daha yüksek açı ile) eğimli birimler Farklı doğrultu ve eğime sahip katmanların ters/bindirme faylar tarafından kesilip, atılması sonucu gelişen görünürde ötelenmiş stratigrafi:10 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Bindirme fayı izi Pencere Klip Otokton Allokton Bindirme Faylarıyla İlişkili Yapılar11 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Allokton birim: uzun mesafeler boyunca taşınıp, jeolojik olarak orjinal konumunda olmayan bindirme levhasına allokton, bu levhayı oluşturan kaya topluluklarına ise allokton birimler adı verilir. Otokton birim: orijinal konumunu koruyan veya bu konumuna çok yakın duran geniş yayılımı olan kaya topluluğu! Bindirme fayının taban bloğunda yer alan bu birime otokton, içindeki kayaçlara ise otokton birimler adı verilir. Bindirme Faylarıyla İlişkili Yapılar12 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Bindirme fayı izi Pencere Klip Otokton Allokton Bindirme Levhası/Nap Klip: düşük açılı bindirme fayının üzerindeki ‘bindirme levhası’nın erozyonu genelde taban bloğunun üzerinde allokton birimlerinin izole kalıntıları bırakır ki bunlar klip olarak adlandırılır. Klip, otokton birimler üzerinde duran allokton bindirme levhasının minimum kapsamını/dağılımını gösterir. Pencere: diğer durumlarda ise, erozyon bindirme levhasında bir çukur kazar; pencere adı verilen bu alanda bindirme fayının taban bloğunda yeralan otokton birimler veya diğer başka bir bindirme levhasına ait kayaçlar yüzeyler. Pencere bindirme levhasının dolayısıyla da allokton birimlerin altındaki taban bloğa ait birimler üzerinde ne kadar yayılım yaptığını gösterir Bindirme Faylarıyla İlişkili Yapılar13 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Bindirme faylarınn harita görüntüsü oldukça düzensizdir; bu olgu: (i) düşük açılı bir fayın topoğrafya- nın düzensiz yapısı ile yapmış olduğu arakesit; veya (ii) fay düzleminin kıvrımlanması ile açıklanabilir. (iii) Kimi durumlarda ise fayın düzensiz yapısı fayın stratigrafiyi kestiği orijinal konumu da yansıtıyor olabilir. Bu nedenle bindirme faylarının yeryüzündeki izi çoğunlukla kavisli doğru veya eğri olarak belirir.14 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları •Taban bloğun geometrisi katmanları arasındaki kayaç mukavemetinin bir fonksiyonudur. Güçlü kumtaşı ve kireçtaşı katmanları ile zayıf şeyl, kömür veya evaporit katmanları gibi • Faylar zayıf katmanları genelde tabakalanmaya paralel sıyrılma/kayma düzlemleri’ olarak kullanır ? fay düzlükleri (fault flat) • Faylar kuvvetli/dayanıklı katmanları basamak şeklinde yukarı doğru keserler ? fay rampaları (fault ramps)15 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Fay Rampası (ramp): her hangi bir yapının tabakalar/katmanlar ile fayın bir açı yapacak şekilde buluştuğu bölümü Fay Düzlüğü (flat): her hangi bir yapıda tabakalar/katmanlar ile fayın birbirlerine paralel olduğu bölümü Bindirme Faylarıyla İlişkili Yapılar16 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Bindirme Faylarıyla İlişkili Yapılar17 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Birleşik/bağlanmış bindirme zonu Yumuşak bağlanan bindirme zonu Fay sönümlenmesi Atım bir kıvrım boyunca bir faydan diğerine transfer oluyor Rampa bütün katmanları açıkça kesiyor Kıvrım çifti BİNDİRME FAYI SİSTEMLERİ18 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları İmbrike ve dupleks yapılarının oluşumunu gösteren diyagramlar. Bindirme Faylarıyla İlişkili Yapılar19 Bindirme Faylarıyla İlişkili Yapılar Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları20 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Bindirme Faylarıyla İlişkili Yapılar21 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları22 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Bindirme Faylarının Tektonik Ortamları ? Andean-tipi yakınlaşan levhaların aktif kenarları (And Dağları, Laramide orojeni) ? Kenet kuşakları: Çarpışmalı orojenleri (Appalachlar, Alpler, Himalaya) ? Terslenmiş (inverted) rift havzaları (İspanya ve Fransa arasındaki Pireneler) ? Graviteye bağlı olarak gelişen kütle kaymalarının ürettiği büyüme faylarının düşük açılı alt kesimleri ? Büyük ölçekli kıvrımların kanatları ? Diyapirik yapıların kanatları ? Doğrultu atımlı faylar boyunca gelişen transpresyonel ortamlar: * sıkışan büklüm * sıkışan sıçrama23 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Andean-tipi yakınlaşan levhaların aktif kenarları24 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Kenet kuşakları: Çarpışmalı orojenler25 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Kenet Kuşakları HİMALAYALAR HİNDİSTAN TİBET PLATOSU26 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları27 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları28 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Büyük Ölçekli Kıvrımların İç Kısımları29 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Dipirlerin Kanatları Diyapir sokulması ile oluşmuş çevresel bindirme fayları. (A) şematik harita; (B) şematik kesit.30 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Yerçekimine Bağlı Kayan Pekişmemiş Sedimanlar ve Büyüme Fayları31 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları32 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Bindirme Fay Stilleri ? Temelin Dahil Olmadığı Stiller (Thin-skinned tectonics / basement-detached styles) ? Temelin Dahil Olduğu Stiller (Thick-skinned tectonics / basement-involved styles) Thin-skinned ? Bindirme fay sistemlerinin ana / taban bindirmesi vardır; ? Bu faydan daha yüksek açılı ikincil faylar imbrike deseni oluşturarak taban yapısından ayrılır; ? Temel bindirme sisteminin ana veya taban bindirmesi (dekolman) temelin üzerinde kayar; ? Taban bindirmesi zayıf birimlerin olduğu yerde gelişir; ? Sedimanter örtü faylanmaya dahil olur ve örtü altında kalan temel birimler bindirme fayları tarafından kesilmezler; Thick-skinned: bindirme fayları temeli kesiyor!33 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları34 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları35 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları ? 2