STRATİGRAFİ-SEDİMANTOLOJİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ STRATİGRAFİ-SEDİMANTOLOJİ SEDİMANTER PARTİKÜLLER 1

SEDİMENTER PARTİKÜLLER Tanımsal olarak, sediment gevşek ya da pekişmemiş partiküllerin bir birikimidir. Herhangi bir sedimentolojik inceleme, çalışılan sediment yada sedimanter kayacın fiziksel özelliklerinin tanımlanmasıyla başlar. Sedimenter partiküller iki grupta toplanabilir. 1- Kayaçların ayrışma ürünü olarak partiküller, 2- Kayaçların ayrışma ürünü olmayan partiküller.

I- Kayaçların Ayrışma Ürünü Olan Partiküller (Terrijen Partiküller) Yeryuvarındaki kayaçlardan kırıntılar şeklinde ayrılan tüm parçacıklar terrijen partiküller olarak adlandırılır. Terrijen sedimentler i- Ayrışma, ii- Kütle hareketleri, iii- Buzul aktiviteleriyle ana kayaçlardan partikül koparılmasıyla oluşur.

İNORGANİK TERRİJEN SEDİMENT ORGANİK TERRİJEN SEDİMENT

İnorganik Partiküller İnorganik Kırıntılar İnorganik terrijen sedimentleri, kimyasal ayrışmaya uğramayan ya da kimyasal ayrışmadan etkilenmeyen sedimentler ve ayrışma esnasında oluşan ikincil alterasyon ürünü (kil mineralleri gibi) partiküller oluşturur. İnorganik Partiküller Kayaç Parçacığı Kil Mineralleri Ağır Mineraller Kuvars Feldispat

a- Kayaç parçacıkları : Bir anakayacın tanınabilir özelliklerini gösteren sedimenter partiküller bu alt gruba girer. Bir sedimenter partikülün kayaç parçacığı olarak oluşmasında - Ana kayacın türü, - Parçalanma aralığı, - Ayrışmanın çeşidi, - Taşınma esnasındaki aktiviteler, - Depolanma sonrasındaki ayrışmalar etkili olur. Kayaç parçacıkları anakayacın özelliklerini koruduklarından dolayı provens (kaynak kayaç) çalışmalarında önemli rol oynarlar.

b- Kuvars : Metamorfik ve magmatik kayaçlarda kuvars, hacimsal olarak iz miktardan yaklaşık % 40 kadar değişen miktarlarda bulunur. Buna karşın tipik terrijen sedimentler içinde kuvars hakim mineraldir. Kuvarsın bu farklı bolluğu kimyasal ayrışmanın bir sonucudur. Kimyasal ayrışma esnasında çoğu mağmatik ve metamorfik kayaçlar içinde oldukça bol miktarlarda bulunan feldispat kil minerallerine ayrışarak uzaklaşırken ve kuvars ayrışmış artık içinde birikir. Arazi çalışmaları esnasında lup ile tanınabilecek ve lokal olarak provens çalışmalarında faydalı olan birkaç renkli kuvars türü dışında, kuvars provens çalışmalarında kullanılmaz.

c- Feldispat : Feldispatlar egemen kayaç oluşturan silikat mineralleridir. Ana kayaçlarda bol miktarda bulunmasına rağmen sedimenter kayaçlarda feldispat genelde azdır. Yoğun kimyasal ayrışma feldispati tamamen tahrip edebilir. Güncel terrijen sedimentlerin sadece % 10-15'ini Feldispatin oluşturduğu tahmin edilmektedir. Sediment yada sedimenter kayaçlar içerisinde feldispatın bol miktarda olması aşağıdaki şartlarda gerçekleşebilir; i- Yüksek rölyefli bölgelerde, iklim ne olursa olsun yüksek rölyefli bölgelerde fiziksel ayrışma kimyasal ayrışmadan daha etkilidir. ii- kurak iklimin hakim olduğu bölgelerde sıcak çöl ya da soğuk kutup bölgelerinde, bitki örtüsü yoktur ve düşük rolyeflerde bile kayaçların kimyasal ayrışması oldukça zayıftır. iii- Buzul erozyonu ya da feldispatik anakayaçların kayaç heyalanlarıyla taşınması. Provens çalışmalarında feldispatların değeri potansiyel olarak büyüktür. Fakat bu muhtemel anakayaç içindeki feldispatlar hakkında ne kadar bilginin mevcut olduğuna bağlıdır. Yüksek Ca içerikli plajioklas (An>50) muhtemelen bir mafik mağmatik kayaçtan gelmiştir.

d- Ağır Mineraller : Özgül ağırlığı 2 d- Ağır Mineraller : Özgül ağırlığı 2.9 dan büyük olan mineraller ağır mineraller olarak adlandırılır. opak ve transparent minerallerin bir çoğu ağır mineraller grubuna girer. Ortalama olarak çoğu kumların ağır mineral içeriği ağırlık olarak % 1-2 den azdır. Bazı kumlarda ağır mineraller belirli mekaniksel proseslere bağlı olarak 1 mm'den 20-30 cm’ye değişen tabakalarda konsantre olabilir. Buralarda ağır mineraller % 50 veya daha fazla olabilir.

Ağır mineraller toplulukları bir sediment ve sedimenter kayacın provensini belirlemede önemli olabilirler.Bazı ağır mineraller belirli bir ana kayacı tanımlamada önemlidir. Sadece bunların tanınması provens belirlemede yeterlidir. Örneğin Olivin, Platin, Elmas ve Kromit sadece mafik mağmatik kayaçlarda Silimanit, Kiyanit, Andalusit, Glaokofan, Vollastonit, Granat, Epidot ve Kordierit çeşitli metamorfik kayaçlardan, Kassiterit granitik intruzyonların kenar kısımlarından gelmektedir. Turmalin, Zirkon, Manyetit, Sfen, Beril, Florit, Hipersten, Topaz, Rutil, Monozit, Hornblende, İlmenit, Biyotit gibi birçok ağır mineral hem mağmatik hem de metamorfik kayaçlar içinde bulunabilir. Bu nedenle bu minerallerin tanınması tek başına provens belirlenmesinde yeterli değildir.

Aynı ana kayaçtan türeyen ve aynı sedimenter tarihçeye sahip olan iki sediment örneği farklı ağır mineral topluluğu içerebilirler. Bunu nasıl izah edebilirsiniz ? Ana kayaç ,içerisindeki ağır mineraller farklı tane boylarında olabilir. Dolayısıyla aynı kayaçtan türeyen taneler boyut farkından dolayı farklı bölgelere taşınırlar ve ortak bir grup oluşturamazlar. Örneğin Zirkon ana kayaç içerisinde genelde küçük taneler şeklinde olmaya meyillidir, iri taneler enderdir Dolayısıyla aynı kaynaktan gelen iri taneli sedimentler içindeki Zirkon yüzdesi ince taneli sedimentlere göre daha düşük olacaktır.

Çok duraylı Rutil Zirkon Turmalin Duraylı Lekosen Muskovit Klorit Hematit (İndirgenşartlarda duraysız) Yarı duraylı Apatit, Monazit, Staurolit Silimanit ,Kiyanit Epidot grubu mineraller Duraysız Biotit, Granat, Manyetit (Oksitleyici şartlarda duraylı) İlmenit, Hornblende, Ojit ,Olivin Bazı yaygın ağır minerallerin kimyasal alterasyona karşı göreceli duraylılığı.

e- Kil Mineralleri : Kil mineralleri tabakalı silikatlar grubuna girer ve terrijen sedimentlerin bazılarında önemli miktarlarda bulunur. Sediment yada sedimanter kayaçlarda bir yada birden fazla kil mineralleri bulunabilir. Yaygın kil mineralleri Kaolonit, İllit, Klorit ve montmorillonittir. Kil mineralleri kayaç oluşturan silikat minerallerinin, özellikle feldispat ve ferromagnezyumlu silikatların, alterasyon ürünüdür. Dolayısıyla kil mineralleri ayrışan mineralin çeşidini ve ayrışma şartlarını yansıtır. Kil mineralleri oluştukları ortam şartlarından başka ortamlara taşındıklarında başka kil minerallerine dönüşebilirler. Paleozoyikten yaşlı şeyl ve derinlere gömülmüş genç şeyller içinde sadece illit ve klorit bulunur. Bu da iki mineralin duraylı olduğunu belirtir.

Organik Kırıntılar Bazı sedimentler içinde katı organik kırıntılar bol miktarlarda bulunur. Bunlar sedimentler içinde iki şekilde bulunur. 1-Yaşlı formasyonlardan yeniden taşınmayla (reworked) oluşan organik kırıntılar : Organik kökenli kayaçlar ya da organik materyal içeren yaşlı kayaçların ayrışması ve bu ayrışmadan oluşan kırıntıların taşınmasıyla oluşan partiküllerdir. Organik kırıntılar amber, antrasit bitümlü kömür, reçine ya da kerojen olabilir. 2- Sedimentasyon esnasında oluşan bitki parçacıkları : Bitki örtüsüyle kaplı bölgelerde mevsimsel değişmelere bağlı olarak dökülen yaprakların yada bitkilerden kopan dal, gövde ve kök parçaları, mikroskobik boyutlardaki çekirdek, polen ve sporların sedimentlere karışmasıyla oluşan sedimenter partiküllerdir. Daha çok karasal ortam hatta bazen denizel ortam sedimentleri içerisinde bol miktarlarda bulunabilirler.

II- Kayaçların Ayrışma Ürünü Olmayan Partiküller Bu gruptaki sedimenter partiküller daha önce var olan kayaçların ayrışmasıyla ilgili olmayan ve ilk defa oluşan partiküllerdir. iki ana grupta toplanırlar; i‑ Volkanların patlamasıyla oluşan piroklastik partiküller, ii- Depolanma ortamında biyokimyasal ya da kimyasal prosesler sonucunda oluşan partiküller

A- Piroklastik Partiküller : Volkanların patlamasına bağlı olarak gelişen ve kayaç parçacıkları, tek kristal ve volkanik cam parçacıklarından oluşan sedimenter partiküller bu grubu oluşturur. Piroklastik partiküller tane boyutlarına göre üç ana sınıfta gruplandırılırlar. -Tane boyutu 64 mm'den büyük olan partiküller volkanik bomba ya da blok, -Tane boyutu 2 mm ile 64 mm arasında olan partiküller Lapilli, -Tane boyutu 2 mm'den küçük olan partiküller volkanik kül olarak adlandırılırlar.

VolkanoklastikTane VolkanoklastikKayaç Agglomera Volkanik Breş Volkan bombası Blok 64 mm Lapilli Lapillitaş 2 mm Volkanik kumtaşı T Ü F İri Kül 0,06 mm İnce Kül (Toz) Volkanik çamurtaşı

Volcanic ash:Volcanic ash consists of rock, mineral, and volcanic glass fragments smaller than 2 mm (0.1 inch) in diameter, which is slightly larger than the size of a pinhead.

Çoğu tefralar PÜMİS şeklindedir Çoğu tefralar PÜMİS şeklindedir. Pümis %50’den daha fazla gözenekliliğe sahip oldulça vesiküler camdır.

Volcanic bombs are lava fragments that were ejected while viscous (partially molten) and larger than 64 mm in diameter.

A volcanic block is a solid rock fragment greater than 64 mm in diameter that was ejected from a volcano during an explosive eruption. Blocks commonly consist of solidified pieces of old lava flows that were part of a volcano's cone.

Piroklastik partiküller iki şekilde taşınır. Kül akması (Ash Flows) : Sıcak yoğunluk akması şeklinde yamaç aşağı gaz ve kor şeklindeki partiküller karışımı şeklinde taşınır. Bu karışığın hızı 150 km/saat ve sıcaklığıda yaklaşık 550 ile 950 C arasındadır. Kül akmaları kaynak bölgeden 30 ile 100 km uzağa kadar etkili olabilir. Kül akmaları yüzeyde uniform olarak kapladığı için üst yüzeyleri düzdür ve kalınlıkları değişkendir. Kül yağması (Ash Falls) : Volkanın patlaması sonucunda atmosfere atılan piroklastik partiküllerin rüzgar ve tane boyuna bağlı olarak yeryüzüne düşmesi sonucu oluşan partiküller bu sınfta toplanır. Rüzgarın yönü, hızı ve türbülanslığı ve partiküllerin atıldığı yükseklik düşme uzaklığını belirler. Kül yağması sedimentlerin kalınlığı rüzgar yönünde geometrik olarak azalır.

Close view of Stromboli Volcano erupting incandescent molten lava framgents

A plinian-type explosive eruption from the Crater Peak vent (hidden beneath clouds) on Mount Spurr, Alaska, sent an eruption column to a height of about 18 km above sea level

Pyroclastic flow, August, 1986, flowing down valley from St Pyroclastic flow, August, 1986, flowing down valley from St. Augustine volcano, Alaska. Photo by Maurice and Katia Krafft.

PYROCLASTIC FLOWS AND SURGES

lahar_from_march_82_eruption_03-21-82.jpg

B- Depolanma Ortamında Biyolojik yada Kimyasal Olarak Oluşan Katı Partiküller : Depolanma ortamı içerisinde yaşayan canlılardan yada suda çözünmüş iyonlardan türeyen sedimanter partiküllerdir. 4 ana grupta toplanırlar ; 1- İskeletsel yığınlar 2- İskeletsel olmayan CaCO3 ‘lı materyal 3- Evaporitler 4- Glakonitler