Stratigrafik Tortul Kayaçların Genel Özellikleri TORTUL KAYAÇLARIN TORTUL KAYAÇLARIN GENEL ÖZELLİKLERİ GENEL ÖZELLİKLERİ Doç. Dr. Ziya KIRMACI? Tortuların ve tortul kayaçların en göze çarpan özelliklerinden biri, tabakalı yapıda olmalarıdır. ? Tabaka, altındaki ve üstündeki birimlerden litoloji, renk, doku, sertlik ve sedimanter yapı bakımından gözle açıkça ayrılabilen bir kaya birimidir. Tabakalanma TabakalanmaTanım ? Sedimanter olarak tabaka; ? Değişmeyen fiziksel koşullar altında çökelmiş olan, altındaki ve üstündeki tabakalardan, çökelme kesikliklerinin ya da değişimlerinin neden olduğu yüzeylerle ayrılan bir tortul birimdir. Tabakalanma Tabakalanma? Diğer bir ifadeyle, ? Tabakalar alt ve üstündeki diğer tabakalardan belirgin bir şekilde ayrılabilen litolojik, dokusal veya yapısal birlikteliğe sahip tortul kayacın tablamsı veya merceksi yapılarıdır. Tabakalanma Tabakalanma? Tabakaların alt ve üst yüzeyleri tabakalanma düzlemleri veya sınırlayıcı düzlemler olarak tanımlanır. ? Yani, tabaka sürekli fiziksel koşullar altında tortulaşmış olan tortunun kalınlığıdır. Tabakalanma TabakalanmaTabakalanma: Tortuların ve tortul kayaçların birbirinden farklı yataklar halinde üst üste sıralanması, Dizi veya İstif: Üst üste birikme sonucu oluşmuş tabaka topluluğu, Tabakalanma düzlemi veya yüzeyi: Ardışık tabakaları birbirinden ayıran sınırlar. Tabakalanma TabakalanmaTabakalanma düzlemi Kumtaşı tabakası Kumtaşı tabakası Kiltaşı tabakası Tabakalanma düzlemi Tabakalanma düzlemi Tabakalanma düzlemi Kumtaşı tabakası Kumtaşı tabakası Kiltaşı tabakası Kiltaşı tabakası Tabakalanma düzlemi Tabakalanma düzlemi Tabakalanma düzlemi Tabakalanma düzlemi Orta tabakalı kumtaşı ve ince tabakalı kiltaşı ardışımından oluşan tortul dizide, tabakalar birbirlerinden tabakalanma düzlemi veya yüzeyi olarak adlandırılan sınırlarla ayrılırlar. Oklar, tabakalanma düzlemlerine işaret ederler. Tabakalanma Tabakalanma? Tabakalar yanal olarak: ? tabakalanma düzlemlerinin birbirine yaklaşması veya kesişmesiyle (yanal olarak kamalanmasıyla); ? malzeme bileşiminin tedrici yanal değişimi sonucu tabaka yüzeylerinin tanınmaz hale gelmesiyle; ? ya da tabakalanma düzlemlerinin bir uyumsuzluk yüzeyine yaslanmasıyla sonlanırlar. Tabakalanma Tabakalanma- - Yanal devamlılık Yanal devamlılıkTabakalanma Tabakalanma- - Yanal devamlılık Yanal devamlılık? Tabakaların kalınlıkları oluştukları çökel ortamın fiziksel koşullarına bağlı olarak, kâğıt inceliğinden birkaç metreye kadar değişebilir. ? 1 santimetreden daha ince olanlar lamina, ? 1 santimetreden daha kalın olanlar tabaka olarak adlandırılır. Tabakalanma Tabakalanma- - Kalınlık KalınlıkDüzlemsel yapı Kalınlık Adı TABAKA > 300 cm Masif 100-300 cm Çok kalın tabaka 30-100 cm Kalın tabaka 10-30 cm Orta tabaka 3-10 cm İnce tabaka 1-3 cm Çok ince tabaka LAMİNA 0.3-1 cm Kalın lamina < 0.3 cm İnce lamina Tabakalanma Tabakalanma- - Kalınlık Kalınlık? Her bir tabaka genel olarak sabit fiziksel, kimyasal veya biyolojiksel koşullar altında üretilir. ? Pek çok tabaka birkaç saatte veya gün içinde son bulan taşma gibi tek bir olaya bağlı ve çok hızlı bir şekilde üretilmektedir. ? Bazı ortamlarda dakikalar veya saniyeler gibi çok kısa sürelerde son bulan çok hızlı depolanmalar da oluşmaktadır. ? Buna karşın, çok ince kil laminalarının süspansiyondan tortulaşması aylar hatta yıllar alabilmektedir. Tabakalanma Tabakalanma- - Köken Köken? Tabakalar arasındaki gerçek tabakalanma düzlemleri veya tabakayı sınırlayan yüzeyler çökelmede; ? duraksamayı, ? erozyonu veya ? tamamen farklı bir çökelme koşullarına dönüşüm dönemlerini yansıtır. Tabakalanma Tabakalanma- - Köken Köken? Lamina, mineral bileşimi tekdüze veya tedrici değişimli olan, gözle görülebilen bir çökelme kesikliği içermeyen, tabakaya oranla daha sınırlı bir yayılımı olan, göreceli olarak daha kısa bir zaman aralığında oluşmuş olan ve tabaka içinde kalan, en küçük çökelme birimidir. ? Laminalar, oldukça durağan fiziksel koşullardaki bazı küçük düzensiz değişimler sonucunda gelişirler ve tabakalanma düzlemlerine paralel ya da çapraz konumlu olabilirler. Tabakalanma Tabakalanma- - Köken Köken? Laminalar tabakaları oluşturan tortulaşma koşullarındaki değişimlere nazaran daha az kesin olan veya daha kısa süreli değişimler tarafından oluşturulur. Tabakalanma Tabakalanma- - Köken KökenLamina Lamina- - Köken Köken ? Laminalar tortuların; 1. tane boyutundaki, 2. kil ve organik madde içeriğindeki, 3. mineral bileşimindeki veya 4. mikro fosil içeriğindeki değişimleri sonuçlayan tortulaşma koşullarındaki değişimlerden meydana gelir. ? En yaygı lamina tipi, ince ve iri taneli tortuların ardalanmasıyla oluşanıdır. ? Laminalanma laminalar arasındaki tane-boyu veya bileşim farklılıklarından meydana gelir. ? Çoğu durumda, lamina tek bir depolanma olayının sonucudur. ? Zamansal olarak, laminalar çoğunlukla anlık (çok kısa sürelerde) bir oluşuma sahip iseler de, oluşumları çok uzun süreleri kapsayan laminalar da mevcuttur. Lamina Lamina- - Köken KökenParalel laminalar (Kalınlık: mm;) (Uzunluk: cm-m) Lamina Lamina- - Köken Köken Paralel laminalanmada laminalar tabaka yüzeylerine paralel olarak uzanır Çapraz laminalanmada laminalar tabaka yüzeyleriyle belirgin bir açı oluşturacak şekildedir. Lamina Lamina- - Köken KökenGenel Özellik Genel Özellik- - Tabakalanma Tipleri Tabakalanma Tipleri ? Tortuların ve tortul kayaçların en belirgin özelliklerinden biri tabakalı yapılı olmalarıdır. ? Farklı içyapı özelliklerine dayanılarak farklı tabakalanma tipleri ayırt edilmiştir. Tortul kayaçların en göze çarpan özelliklerinden biri bunların tabakalı yapıda olmalarıdır. Şekildeki hemen hemen yatay konumlu düzlemsel yapılar, farklı litolojideki tabakalardır Genel Özellik Genel Özellik- - Tabakalanma Tipleri Tabakalanma TipleriTabakalanma Tipleri Tabakalanma Tipleri- - Çapraz Tabakalanma Çapraz Tabakalanma ? Bazı tabakalar, tabakalanma düzlemlerine paralel ya da eğimli laminalar içerir. ? Laminaların eğimli olması durumunda, çapraz tabakalanmadan söz edilir. ? Çapraz tabaka, ana çökelme yüzeyine eğimli laminalardan (öntakım laminaları, alın takım laminaları veya forset laminaları) oluşmuş tek bir çökel birimidir.? Çapraz tabakalanma, rüzgârlar veya su akıntıları tarafından oluşturulur. ? Sürekli tortulaşma koşulları altında ripıl ve kumulların akıntı boyunca göç etmeleri sonucu oluşurlar. ? Kalınlıkları birkaç mm ile onlarca metre arasında değişir. Çapraz tabakalanma Çapraz tabakalanma? Her bir çapraz tabaka, altındaki ve üstündeki diğer tabakalardan; ? aşınma yüzeyi, ? çökelmezlik veya ? karakterlerindeki ani değişimlerle ayrılır. Çapraz tabakalanma Çapraz tabakalanma? Çapraz tabakalanmanın iki temel tipi; 1. Tablamsı (düzlemsel)-çapraz tabakalanma: İki boyutlu tabaka şekillerinin (çizgisel doruklu olanların) göç etmesiyle üretilir. 2. Oluk (tekne)-çapraz katmanlaşma: Üç boyutlu tabaka şekillerinin (kavisli doruklu olanların) göç etmesiyle üretilir. Çapraz tabakalanma Çapraz tabakalanma? Çapraz katmanlaşma büyük kumulların göçü ile bir “gel-git” rejiminde üretilmektedir. ? Şayet tek bir gel-git akıntı yönü hakim ise, o taktirde tek yönlü çapraz katmanlaşma söz konusudur. ? Şayet iki yönlü gel-git akıntıları etken ise, o zaman balık kılçığı şeklinde (herringbone) çapraz katmanlaşmalar oluşur. Çapraz tabakalanma Çapraz tabakalanma? Çapraz laminalarda set kalınlıkları birkaç cm.den daha küçüktür. ? Bunlardan ; ? Tablamsı çapraz laminalar çizgisel doruklu ripıllardan, ? Oluk çapraz laminalar ise, dil şeklindeki ripıllardan üretilmektedir. Çapraz tabakalanma Çapraz tabakalanmaA-Tablamsı çapraz katanlaşma. Tablamsı çapraz katmanlaşma, esas itibarıyla çizgisel doruklu (iki boyutlu) ripılların ve kumulların göçüyle oluşmaktadır. B- Oluk çapraz katmanlaşma. Oluk z katmanlaşma, esas itibarıyla, hilal ve yay şekilli doruklara sahip kumulların (üç boyutlu kumulların) göçüyle oluşmaktadır. Çapraz tabakalanma Çapraz tabakalanma(a). Tablamsı, (b). Oluk (tekne) çapraz tabakalanma Çapraz tabakalanma Çapraz tabakalanma akıntı akıntıÇapraz tabakalanma Çapraz tabakalanmaKumul çapraz setleri arasındaki erozyon yüzeyleri Düz çapraz katmanlaşma Çapraz tabakalanma Çapraz tabakalanmaÇapraz tabakalanma Çapraz tabakalanmaÇapraz tabakalanma Çapraz tabakalanmaÇapraz tabakalanma Çapraz tabakalanmaÇapraz tabakalanma Çapraz tabakalanmaÇapraz tabakalanma Çapraz tabakalanmaÇapraz tabakalanma Çapraz tabakalanmaBalık kılçığı şeklinde (Herringbone) çapraz katmanlaşma Çapraz tabakalanma Çapraz tabakalanma? Tanelerin tabaka içindeki dağılımları homojen veya heterojen olabilir. ? Heterojen tabakalanmanın tipik örneklerinden biri, dereceli tabakalanmadır. Tabakalanma Tipleri Tabakalanma Tipleri Dereceli Tabakalanma; Dereceli Tabakalanma;? Katman boyunca tane boyunun yukarı doğru değişimlerini gösteren bir tabakalanma birimidir. ? Ekseriyetle tortulaşma esnasındaki akış koşullarında meydana gelen değişimleri yansıtır. ? Bunların kalınlıkları birkaç cm.den birkaç m.ye (veya daha fazla) kadar değişebilir. ? Dereceli tabakalar ekseriyetle içsel laminalanmadan yoksundur. Dereceli Tabakalanma; Dereceli Tabakalanma;? Dereceli katmanlaşmanın pek çok tipi mevcuttur. ? Normal derecelenme; Katmanın tabanından tavanına doğru kırıntı boyunun giderek azalması ile oluşan derecelenmeye normal derecelenme denir. ? Ters derecelenme; Ortalama tane boyu dağılımı bir katmanın tabanından tavanına doğru dereceli olarak artıyorsa o zaman ters derecelenme söz konusudur. Dereceli Tabakalanma; Dereceli Tabakalanma;Dereceli katmanlaşmanın çeşitli tipleri. A. Normal derecelenme; Boylanma yatay düzlemler boyunca iyi. Azalan akıntılar tarafından oluşturulmakta. B. B. Kaba taneyi takip eden normal derecelenme; Çökme veya biyotürbasyonla oluşmakta. A B Dereceli Tabakalanma; Dereceli Tabakalanma;Dereceli katmanlaşmanın çeşitli tipleri. C. Ters derecelenme; Yatay düzlemler boyunca boylanma iyi veya kötü olabilir. Akıntının artması veya bazı gravite akmaları sonucu oluşmakta. D. Simetrik derecelenme; Bu tip derecelenmelerde boylanma ekseriyetle kötüdür. Akma hızının giderek yükselmesi ve daha sonra benzer şekilde yavaşlaması sonucu oluşur. C D Dereceli Tabakalanma; Dereceli Tabakalanma;? Ters derecelenmenin varlığı iki tip mekanizmaya bağlanmaktadır: 1. Taneleri birbirinden ayırmaya yönlü basınçlar: ? Karışık tane boylu bir tortuda, iri taneleri hareket ettiren güçlü itici kuvvetler bu taneleri en küçük makaslama gerilmesi zonunu oluşturan akmanın en üst kısımlarına doğru itmeye zorlamaları ters bir derecelenmeye neden olabilir. Dereceli Tabakalanma; Dereceli Tabakalanma;2. Kinetik eleklenme: ? Diğer bir alternatif görüş de, ters derecelenmenin kinetik bir eleklenme mekanizması ile meydana gelebileceğidir. ? Çalkantıya maruz kalan bir tane karışımında, küçük tanelerin büyük taneler arasındaki boşluklardan aşağıya doğru hareketi (düşüşleri) kabul edilmektedir. Dereceli Tabakalanma; Dereceli Tabakalanma;? Her şeye rağmen ters derecelenme nispeten nadir bir olay olup, kökeni hala tam olarak anlaşılmış değildir. Dereceli Tabakalanma; Dereceli Tabakalanma;? Masif katmanlaşma; içyapısı olmayan (veya eksik olan) ve homojen yapıda görülen tabakaları tanımlamak için kullanılmaktadır. ? Masif olarak tanımlanan katmanlarda X-Ray tekniklerinin, dağlama veya boyama yöntemlerinin kullanımı sonucunda bunların çoğunun gerçekten masif olmadıklarını ve belirsiz halde gelişmiş içyapılar içerdiklerini ortaya koymuştur. Masif tabakalanma Masif tabakalanma? Bununla birlikte, içyapıları X-Ray veya boyama teknikleri ile dahi tanımlanamayan (özellikle kalın kumtaşı katmanlarında) masif katmanlaşmalar da mevcuttur. ? Ancak bu tip katmanlar nadirdir. Masif tabakalanma Masif tabakalanma? Masif katmanlar oluşumlarına göre hem türbiditlerdeki dereceli katman birimlerini (bunlarda tane boyu derecelenmesinden başka diğer yapılar olmayabilir) hem de bazı kalın, derecelenmesiz kumtaşlarını içerir. ? Bazı masif katmanlaşmalar organizmaların yaygın biyotürbasyon ile oluşturulan ikincil bir özellik de olabilir. Masif tabakalanma Masif tabakalanmaVarva Varva ? Tekrarlanma gösteren bir tabakalanma tipidir. ? Varva; biri daha iri taneli ve açık renkli, diğeri daha ince taneli ve koyu renkli olan bir çift katmandan oluşur. ? Her bir varva, 1 yıllık bir çökelmeyi temsil eder. ? Varvalar, tipik olarak buzul etkisi altındaki göllerde oluşur. ? Açık renkli katmanlar genellikle koyu renkli katmanlardan daha kalındır. ? İlkbahar ve yaz aylarında, eriyen kar suları göle eritilmiş oksijenle birlikte bol miktarda tortu getirir. ? İlkbahar ve yazın çökelen tortular iyi oksitlenmiş oldukları için açık renklidirler. Varva Varva? Kışın gölün yüzeyi donduğu zaman asılı haldeki malzeme çökelir. ? Kışın çökelen tortular içindeki organik materyal, göl tabanındaki suyun durgun olması nedeniyle oksitlenemez ve katmanlara koyu bir renk verir. Varva Varva1 yıllık dönem Organik maddece zengin koyu renkli kil Açık renkli kum (Yaz) Varvalar mm ölçeğinde renk ardalanmaları ile belirgindirler Varva VarvaTersiyerde oluşmuş bir gölsel ortama ait varva’lı bir katmanın kesiti (Bayburt’un Tepetarla ile Buğdaylı köyleri arasındaki yol üzerinden alınmıştır). Varva VarvaSiklotemler Siklotemler ? Siklotemler, çok daha büyük ölçekli, tekrarlanmalı bir tabakalanma şeklidir. ? Bir siklotem, bir bölgenin karasal fasiyesten başlayarak gittikçe denizel bir ortama dönüşmesi ve daha sonra sığlaşarak başlangıçtaki karasal konumuna geri dönmesi sürecinde oluşmuş bir tortul istiftir.? Siklotemler tipik olarak ardışık denizel transgresyonlar ve regresyonların meydana geldiği duraysız şelf veya havza içi koşullarla ilişkilidirler. ? Alt yarısında denizel olmayan, üst yarısında ise denizel koşullar egemendir. ? Genelde alttan ve üstten diskordanslarla sınırlandırılmışlardır. Siklotemler Siklotemler ? Başlangıç çoğunlukla karasaldır. ? Geçiş fasiyesinde kömür olağan olarak bulunur. ? Kömürden sonra denizel birimlere geçilir. ? İstif daha sonra sığlaşmayı belirleyen fasiyeslerle son bulur. Siklotemler Siklotemler ? Illinois’den tanımlanan bir siklotem, alttan üste doğru başlıca aşağıdaki litolojileri içerir: 1. Altlayan katmanlar üzerinde yerel olarak uyumsuz kumtaşı; 2. Kumlu şeyl; 3. Tatlı-su kireçtaşı; 4. Altlayan kil; 5. Kömür; 6. Şeyl; 7. Saf olmayan, merceksi denizel kireçtaşı; 8. Siyah kireçtaşı konkresyonlu veya katmanlı siyah renkli şeyl; 9. Denizel kireçtaşı; 10. Demirtaşı konkresyonlu şeyl. Diskonformiti Kumtaşı Kumlu şeyl Kireçtaşı Kireçtaşı Kireçtaşı Diskonformiti Demirli konkresyonlu siltli gri şeyl Siyah şeyl Gri şeyl Kömür Altlayan kil Siklotemler Siklotemler