STRATİGRAFİ-SEDİMANTOLOJİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ STRATİGRAFİ-SEDİMANTOLOJİ SEDİMANTER YAPILAR

II- DEFORMASYON YAPILAR II- DEFORMASYON YAPILAR Sedimentler depolandıktan hemen sonra gelişen sedimenter yapılardır. Bu yapılar gevşek ve yumuşak sedimentlerin değişik stresslerin etkisinde ilksel konumlarını kaybederek yeni şekiller almasıyla gelişir.

Çamur (Kuruma) çatlakları : (Mud Cracks) Suya doygun çamurlu sedimentlerin kuruması ve kompaktlaşması sonucunda sediment yüzeyinin poligonal alanlara bölünmesi ile gelişen sedimenter yapılardır. Çamur çatlakları üstten bakıldığında düzgün ya da farklı şekillerde eğridirler. Poligonlar genelde üçten altı kenara bazen daha fazla kenara sahiptirler. Düşey kesitte, çamur çatlakları üstteki sedimentlerin alttaki sedimentler içine parmak benzeri uzantıları şeklinde görülür. Genelde V şekilli profillere sahiptirler, fakat bazı durumlarda paralel kenarlı bile olabilirler. Poligon yüzeyleri genelde yukarıya doğru konkavdir, bununla beraber aşağı doğru konkavda olabilirler. Çamur çatlaklarının en çok, havayla temas halinde olan suya doygun sediment yüzeylerinde gelişir. Kuruyan bataklıklar, sabhkalar, göl ve lagünler, terkedilmiş nehir kanalları, taşma düzlükleri ve gel-git düzlükleri çamur çatlaklarının en çok geliştiği yerlerdir.

Mud cracks, with curved edges, formed by drying up of water over a muddy layer. Yellow colour due to iron oxides. Small pond in Evans Mine, Cape Breton.

Triassic mudcracks in a quarry in Culpeper, Virginia

July  2004 Student Photo Contest Winner: Mud cracks at the base of a Jurassic fluvial sandstone, Blue Nile basin, northern Ethiopia. M. Royhan Gani PhD candidate, Geological Sciences, University of Texas at Dallas

Syneresis Cracks Tüm çamur çatlakları kurumadan dolayı değildir. Bazı çamur çatlakları tamamen sualtında olan sedimentlerde de gelişebilir. Bu şekildeki oluşum tamamen anlaşılmamakla beraber tuzluluktaki değişmeye bağlı olarak kil minerallerinin hacim değişmesi (Collinson and Thompson, 1982), kolloidal süspansiyondan sıvı atılması (McLane, 1995), veya evaporasyonla oluşan aşırı tuzlu sularla kontakta olan çamur tabakalarından su çekilmesiyle (McLane, 1995). ilişkili olduğu aşikardır. Bu işlevlerle oluşturulan çamur çatlakları syneresis çatlaklar olarak adlandırılır. Syneresis çatlaklar oldukça gözenekli killerin, kolloidal süspansiyon ve aşırı tuzlu suların olduğu yerlerde sualtı konumlarda oluşur. kil mineral yapısındaki değişme yada sedimentten onunla kontakta olan aşırı tuzlu suya su çekilmesine bağlı olarak sedimentlerde su kaybı olur. Su kaybına bağlı gelişen çekmeden dolayı da çatlaklar oluşur.

Syneresis çatlaklar çamur çatlaklarında olduğu gibi iyi gelişmiş poligonal çamur çatlakları gelişmez daha çok düzensiz yada ışınsaldır. Çatlaklar merceksel şekillidir. Ayrıca çatlaklar seti tek bir yüzeyden ziyade tabakanın tüm seviyelerinde gelişir. Marjinal denizel konumlar syneresis çatlakların gelişmesi için en uygundur. Çünkü bu ortamlarda tuzlulukta sık sık değişmeler olur.

Çamur-kum volkanları (mud-sand volcanos ) Gevşek kum ya da çamur içinden yukarıya doğru akan pınarcıklar aracılığı oluşturulan. küçük volkan benzeri yapılardır. Volkanların çapları birkaç santimetreden birkaç metreye kadar değişebilir ve yuvarlağa yakın şekildedir ve ortadaki delikten çıkan kum ve siltlerden oluşmuş bir krateri vardır.

Active Mud Volcano Shemakha Gobustan Province

This image, courtesy of the U. S This image, courtesy of the U.S. Geological Survey (USGS), shows a very small mud volcano — about 1 meter tall.

Klastik dayk ve siller (Clastic dyke and sills) Sedimenter istiflerde bazı sedimenter birimleri çeşitli açılarda kesen ve klastik malzemeden oluşan dayk ve sill benzeri kütleler klastik dayk ve sill olarak adlandırılır. Bu klastik malzeme istif içerisinde gelişen kırık ve çatlaklara ya alttan enjekte edilerek yada üstten malzeme doldurulması ve taşlaşmasıyla oluşur. Kırık ve çatlaklar çekme, şok dalgalar, kayma vs ile oluşturulabilir. Klastik sill ve dayklar kum, çakıl, silt, çamur, asfalt ve bitümlü sedimentler gibi değişik materyallerden oluşur.

Jenetik olarak alttan materyal enjeksiyonu ile oluşan dayklar, yukardan malzeme dolmasıyla oluşan dayklardan ayırt edilebilir. Akışkanlaştırılmış haldeki klastik materyal, eğer yeterli basınca sahipse çatlaklar içine alttan kolayca enjekte edilebilir. Enjeksiyon için gerekli basınç, sedimentlerin yükü, birikmiş gaz basıncı hatta hidrostatik basınçla üretilebilir. Sedimenter dayk ve siller hızlı bir şekilde depolanmış ve düşük permeabiliteli çamurla çevrelenmiş kumlarda yaygın olarak gözlenebilir. Kum tabakalarının üzerinde biriken sedimentler kum tabakaları içinde yüksek sıvı basıncı oluşmasına sebep olur. Bu basıncın çatlaklar boyunca aniden boşalmasıyla, buradaki kum akışkan bir hale gelir ve çatlaklara enjekte olur. Bu tipteki klastik dayk sedimentlerinde levhamsı taneler duvara paraleldir, dereceli yatık laminalı tabakaların duvara paralel olduğu bir yönlenme gösterir. Yüzeyden sediment taşınmasıyla oluşan klastik sill ve dayklar gerek mineralojik olarak gerekse dokusal olarak oldukça çeşitlilik gösterir. Bu tip daykların duvarları genelde düzgün ve fazla deforme olmamıştır.

Klastik dike Clastic dikes like the one at right are abundant in parts of Badlands National Park, South Dakota

Clastic dike,

Rami and Zafrir examine one of the widest dikes in the Amiaz Plain.

Two types of fill in a clastic dike..

Clastic dikes overlain by Holocene alluvium.

Naomi shows a vertically-layered dike

This looks like a dike, but close inspection shows that the rock is sandstone. A clastic dike? Yes,

S A N D S T O N E   R E F L E C T I O N V e r m i l i o n   C l i f f s   W i l d e r n e s s   U T

Yük Kalıpları ve Alev yapısı (Load-Flame Cast) Hidroplastik bir çamur tabakası üzerine depolanan kum tabakasının düzensiz yük dağılımından dolayı çamur tabakası içerisine gömülmesi (Yük Kalıbı) ve çamur tabakasının da kum tabakası içerisine yükselmesi (Alev Yapısı) sonucu oluşan yapılar yük kalıpları olarak adlandırılır. Aşırı yük yada düzensiz yüklenme esas olarak düşey hareketlerle dengelenir Bu da kum tabakalarının loplar şeklinde çamur tabakaları içine batmasına çamur tabakalarının da yukarıya doğru dil şeklinde kum tabakaları içine itilmesine sebep olur. .

Yük kalıpları tabaka altı yapılarıdır ve genelde çamur tabakaları üzerine gelen kumtaşlarının tabanında birkaç milimetreden bir kaç desimetreye değişen boyutlarda kabarmalar şeklinde gözükür. Yük kalıpları herhangi bir ortamla sınırlandırılmazlar. Yük kalıplarının oluşması için tek şart, dengesiz yüklenmiş bir kum tabakasının hidroplastik çamur tabakaları üzerinde depolanmalarıdır. Yük kalıpları, genel olarak filiş sedimentleri içinde iyi korunmuş olarak gözlenir.

Alev yapısı Yük kalıbı

This photo shows the relationship between load structures and flame structures.  The weight of the overlying beige sandy layer created the load structures and caused concurrent injection of the darker mud into the sand, creating flame structures.

Load Casts

Load casts (rock inverted)

  Load cast http://www.geo.duke.edu/ss/ss.htm

Load Casts

Massive load casts in Upper Haslingden Flags, Thurns Head Quarry

Between them lies a remarkable series of lobes, which are provisionally interpreted as massive load casts. These form when waterlogged mud is rapidly inundated by massive deposits of sand that the weak underlying mud is unable to support. The sand therefore collapses down into the mud in the form of bulbous lobes. The outstanding feature of these is their incredible size. Normally, load casts and associated flame structures are a few centimetres in width and depth. Each of the Thurns Head casts is 1.5 - 2.0m across and up to 60cm deep and the seven casts currently exposed are also remarkably uniform in their spacing, pointing to very unusual operating at the point at the time of deposition

Load Casts

Yük kalıpları bazen kaval yapılarına benzer şekillerde gelişebilir Yük kalıpları bazen kaval yapılarına benzer şekillerde gelişebilir. Dolayısıyla yük kalıplarını kaval yapılarından ayırmak gerekir. NASIL ? NEDEN ?

Yük Kalıpları Kaval yapısı

Yastık yapılar (Pillow structures) Kum tabakalarının çamur tabakaların içine batarak aşağı yukarı elipsoidal şekilli yastıklara bölünmesiyle oluşur. Yastık yapılarının boyutları bir kaç santimetreden bir kaç metreye kadar değişir. Yastıklar hafifçe bağlantılı ya da tamamen izole olmuş ve çamurlu bir matriks içinde serbestçe yüzer konumda olabilirler. Yastıklar iç yapısız ya da laminalanmış bir yapıya sahiptirler. Laminalı durumda, laminalar genelde bükülmüş ve deforme olmuştur. Çoğu araştırmacılar yastık yapıların gelişiminde düşey yerdeğiştirmenin esas olduğunda anlaşmışlardır. Yastık yapılar herhangi bir ortama sınırlandırılmamıştır. Yastık yapılar beraber bulundukları birimin hızlı sedimentasyonunu belirtir

Ball-and-pillow structures in the Maysville West outcrop, northern Kentucky, Fairview Formation. Note that the beds above and below are undistorted. The geology hammer is the scale

  Ball-and-pillow structures in slumped, deltaic sandstones of Strunian (latest Devonian-earliest Carboniferous) age. Slumps are interpreted to have been triggered by syndepositional tectonics. Hammer for scale.

Konvolut tabakalanma ( Convolute bedding ) Tabaka veya laminalrın kompleks kıvrımlanma ya da karmaşık kırışıklanmasıyla genel olarak düzensiz küçük boyutlu antiklinal ve senklinallere dönüştürüldüğü sedimanter yapılardır. Konvolut laminalaşma genelde nisbeten geniş senklinallerle ardışıklı keskin antiklinallerden oluşur. Konvolute tabakalanın altındaki ve üstündeki tabaklarda deformasyonun belirtileri gözlenmez Konvolut tabakalanma genel olarak ince kum ya da siltli ince kum gibi kohesiv olmayan ince taneli sedimentler içinde en iyi gelişir. Laminalar oldukça kıvrımlanmış olmalarına karşın oldukça iyi devamlılık gösterirler. Faylanma normal olarak konvolut tabakalarla beraber bulunmaz ancak konvolut tabakalanmış birimin üst yüzeyi erazyonla traşlanmış olabilir. Konvolute tabakalanma genelde tek bir sedimantasyon birimi yada tabakasıyla sınırlıdır.

Konvolute tabakalanmanın orijini hala tartışmalıdır Konvolute tabakalanmanın orijini hala tartışmalıdır. Fakat konvolute tabakalanmanın depolanmadan hemen sonra kısmen akışkanlaşmış sedimentlerin plastik deformasyonuyla oluştuğu üzerinde fikir birliği vardır. Sedimentlerin akışkanlaşmasını sağlayan işlevler, farklı aşırı yüklenme, deprem dalgaları ve fırtına yada kasırgaların sebep olduğu büyük dalga boylu dalgalardır Konvolut tabakalanma önceleri türbidit istiflerinin tipik bir özelliği olarak bilinirdi. Ancak Konvolut tabakalanma gel-git düzlüğünde ve fluvial ortamlarda da lokal olarak oldukça yaygın olabilir. Akarsu ortamlarında konvolut tabakalanma genelde taşma düzlüğü sedimentlerinde ve dirsek barı sedimentlerinde yaygın olarak bulunur.

Pigeon Point Formation, north-central California Pigeon Point Formation, north-central California.  Undeformed laminae above and below the deformed sand and shale beds in the center of the photo

"Better are handful with tranquillity than two handfuls with toil and chasing after the wind

Kingston Peak Formation, southeastern California Kingston Peak Formation, southeastern California.  Note the deformed beds near the center of the photo, overlain by undeformed beds in the upper part of the photo (under the scale).

Kayma yapıları (Slump structures) Pekişmemiş yada yarı pekişmiş sedimentlerin esas olarak gravitenin etkisinde kalarak sedimentasyonla eşzamanlı olarak hareketlenmesi ve yerdeğiştirmesiyle sonuçlanan yapılar için genelde Kayma yapıları terimi kullanılır. Bazen sediment üzerine aşırı yüklenme veya sediment üzerinde aysberglerin sürüklenmesiyle de kayma yapıları oluşur. Slump yapıları birkaç sedimenter birimi kapsayabilir ve genelde faylanmışlardır. Slump yapılı birimin kalınlığı 1 metreden 50 metreye kadar değişebilir.

Slump yapılı birimin altındaki ve üstündeki birimler herhangi bir deformasyon belirtisi göstermezler. Slump yapıları tipik olarak çamurtası ve kumlu şeylerde oluşur. Ancak kumtaşı, kireçtaşı ve evaporitlerde de slump yapıları gelişebilir. Kayma yapıları genelde hızlı sedimentasyon ile depolanmış birimlerde yaygındır.Slump yapıları eğimli yüzeylere sahip ve sedimentasyonun hızlı olduğu her çeşit ortamda gelişebilir.

fold formed by sedimentary slumpling, Quaternary deposits, Mono Lake area, eastern CA. Note undeformed horizons above and below that constrain slumped horizon

A slump fold of Paleogene forearc strata on the southern coast of Kii Peninsula, Japan.

Tabak (Dish Structures) Tabak yapıları genel olarak kumtaşı ve silttaşlarında gelişen, koyu renkli, subhorizontal, yataydan yukarı doğru konkava değişen şekillerdeki killi ince laminalanmalardır. Laminalanma genelde sadece birkaç milimetre kalınlıktadır ancak tabaklar 1 cm ile 50 cm genişlikte olabilir. Tabak yapıları hızlı bir depolanmanın işaretcisidir ve sedimentlerin sıkılanması esnasında su kaçmasına bağlı olarak gelişir. İlerleyen kompaktlaşma ve su atımı esnasında, yarı geçirgen laminalar yukarı doğru hareket eden ince tane taşıyan suyun önünde geçici bir bariyer gibi davranır ve ince taneli partiküllerin taşınmasını engeller. Taşınamayan bu ince partiküller engelleyici laminaya ilave olur sonuçta da tabak yapısı gelişir.

Figure D27

Figure D26 The upturned ends of the dishes form peaks or pillar structures. Scale at top in millimeters. Turbidite from the Pennsylvanian Jackfork Group, Oklahoma