STRATİGRAFİ-SEDİMANTOLOJİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ STRATİGRAFİ-SEDİMANTOLOJİ FLÜVİYAL ORTAMLAR

AKARSU ORTAMLARI Akarsu ortamlarına ait sedimentler gerek güncel olarak gerekse jeolojik kayıtlarda oldukça yaygındır. Akarsu ortamlarının sınıflandırılması , tüm akıntının sadece bir kanal içinde ya da dallanan ve birleşen kanallardan mı aktığına bakılarak yapılır. Buna göre akarsular, A- Tek kanallı akarsular i- Düz (Straight) ii- Menderesli (Meandering) B- Çok kanallı akarsular i- Örgülü (Braided) ii- Bağlantılı (Anastomosing) Düz ve bağlantılı akarsular tabiatta nisbeten azdır ve jeolojik kayıtlarda ayrıntılı olarak tanımlanmamıştır.

Fig. 4.7. Three general classes of single channel rivers based on their sinuosity index. Arrows indicate location of highest-velocity flows within each channel. Stippled area indicates development of lateral and point bars within channel. (Modified from Miall 1977.)

Örgülü Akarsular (Braided Rıvers) Örgülü akarsular orta eğimliden çok eğimliye değişen yüzeyler üzerinde gelişir. Örgülü akarsu çökelleri genelde kum ve çakıllardan oluşur. Çamur ya azdır ya da hiç yoktur. Örgülü akarsu kanallarının hareketi ve seddelere bağlı olarak gelişen morfoloji ve tabakalanma şekilleri oldukça çeşitlilik gösterir. Akarsularda iki çeşit bar tanımlanmıştır. Boyuna (Longitudal) Barlar : Genelde çakıllı sedimentler içinde gelişir. Boyuna barlar akarsu aşağısına doğru ve akarsuyun geçici olarak taşıyamayacağı iri taneli sedimentlerle yanal olarak büyür. Enine (Transverse) Barlar : Tipik olarak kum boyutundaki sedimentlerle oluşur. Barlar bitki örtüsünün gelişmesiyle sabitleşebilir.

Çakıllı ya da yakınsak örgülü akarsu sistemleri iyi gelişmiş boyuna barlar ve iyi gelişmemiş yatay katmanlanmayla karakterize edilirler. Kumlu ya da ıraksak örgülü akarsu sistemlerinde enine ve diyagonal barlar gelişir. Megarippler ana kanal içinde rippl mark ve kum dalgaları barların üzerinde yaygındır. Bundan dolayı kanalların göçü ve barların gelişimi dönümlü ardalanma (Cycles) oluşturmaya meyillidir. Bu dönümlü ardalanmalarda iri taneli, teknemsi çapraz tabakalanmalı kanal çökellerini düzlemsel laminalaşmış, rippl marklı ve düzlemsel çapraz tabakalanmış ince taneli bar çökelleri izler. Bu dönümlü ardalanmalar, menderesli akarsuların oluşturduğu yukarıya doğru tane boyu incelen dönümlü sediment ardalanmalardan daha az kalın ve daha az düzenlidir ve onlar daha çok az ince taneli taşma düzlüğü materyali içerir.

Örgülü akarsular geliştikleri yerlere ve biriktirdikleri sedimentlere göre 4 gruba ayrılır. 1- Scott tipi örgülü akarsular 2- Donjek tipi örgülü akarsular 3- Platte tipi örgülü akarsular 4- Bijou-Creek tipi örgülü akarsular

1- Scott tipi örgülü akarsular - Proksimal bölgelerde gelişir. Boyuna (Longitdunal bar) çakıl seddeleri varlığı ile karakteristiktir. Egemen sediment türü boyuna seddelerden türemiş üst üste gelen çakıl veya çakıltaşlarıdır. Terkedilmiş kanalları temsil eden mercekleri çakıllarla ara katmanlanmalıdır. Bu tür akarsularda kabaca yatay tabakalanmalı çakıl ve kum kamalarından oluşan bir istif gelişir.

2- Donjek tipi örgülü akarsular - Nisbeten Scott tipi örgülü akarsularının gelişemeyeceği kadar olduğu bölgelerde gelişir. Bu tip örgülü akarsular ideal örgülü akarsu olarak tanımlanır. - Değişik kalınlıklarda yukarı doğru tane boyu incelen devirsel istiflerden oluşur. - Bu tip akarsularda çökelen sedimentler kum ve çakıl karışımından oluşur, toplam istifdeki çakıl içeriği %10-70 arasındadır. - Çakıl ve kum seddelerinin akış aşağı veya yanal yönde göçü sonucu teknemsi ve düzlemsel çapraz tabakalanmalar yaygın olarak gelişir. - Avulsiyondan dolayı kanalların yerdeğiştirmesi ile birkaç metre kalınlıkta yukarı doğru taneboyu incelen istifler gelişir.

3- Platte tipi örgülü akarsular Distal bölgelerde gelişir. Verev(linguoid bar) yada enine (Transverse bar) kum seddeleri varlığı ile karakteristiktir. Egemen sediment tipi kumdur Düşey kesitlerde düzlemsel çapraz tabakalanma yaygındır. Teknemsi çapraz tabakalanma çok azdır Küçük mercekler şeklinde çakıllı seviyeler mevcut olabilir. Bu tip örgülü akarsularda taşmaovası düzlüğü çökelleri arakatmanlar şeklinde bulunabilir.

4- Bijou-Creek tipi örgülü akarsular - Menderesli akarsularala geçiş bölgelerindeki örgülü akarsu tipini temsil eder. - Sedimentasyon sığ kanallı geniş bir akarsu düzlüğündeki sellenme ile gerçekleşir. -Akıntının giderek yavaşlamasından dolayı kumlar genelde örtüler şeklinde biriktirilir ve yatay lamınalanmalıdır. Bu kumlar sıkça düşey yönde ince taneli küçük boyutlu teknemsi çapraz tabakalara derecelenir.

A braided river, Animas river, Silverton Colorado.

Rakaia River, Canterbury, New Zealand

Resurrection River, Kenai Peninsula, Alaska

Resurrection River, Kenai Peninsula, Alaska

Son-Kul River, Tien Shan Mtns., Kyrgyzstan

Menderesli Akarsular Menderesli akarsular tek bir kanalda akan ve plan görünüşleri bir seri lobların birleşmesinden oluşmuştur. Menderesli akarsular genelde ençok dağlık ve çok meyilli bölgelerden uzakta eğimi az olan yerlerde gelişir. Bu bölgelerde akarsuyun aktığı hat boyunca bir düzensizlik varsa, akış hattı kavislenir.

Bu sedimentlere taşma düzlüğü sedimentleri denir. Menderesli akarsularda merkezkaç kuvvetinden dolayı suy kavisin dışına yakın bölgelerinde daha hızlı, kavisin içine yakın bölgelerinde ise daha yavaş akar. Buda akıntının hızlı olduğu kavisin dış kenarında erozyona, akıntının çok zayıf olduğu kavisin iç kenarında ise sediment çökelmesine sebepolur. Bu şekilde çökelen sedimentler Dirsek Barlarını oluşturur. Dirsek barlarını oluşturan sedimentler genellikle kum boyutundaki tanelerden oluşur. Çok ince taneli sedimentler genelde nehir aşağı taşındıklarından çok az bir miktarı menderesli akarsu kanallarında çökelir. Sellenme durumunda akarsu yatağından taşan ince taneli sedimentler yanal olarak akarsu kanalının yakınındaki alçak bölgelere taşınır ve orada depolanır. Bu sedimentlere taşma düzlüğü sedimentleri denir.

Floodplains: flat, low-lying area along channel subject to floods Natural levees: deposition, accumulation of sediment along banks during low-velocity flood Yazoo tributary: stream in floodplain flowing parallel to river

Happ et all (1940) akarsu çökellerinin 6 jenetik tipini tanımlamıştır. 1- Kollovıal Çökeller : Akarsu kanallarının eğimli yüzeyleri üzerinde toplanan döküntülerin oluşturduğu kötü boylanmış materyallerden oluşur. Bunlar gerçek akarsu çökelleri değildir. Göç eden kanallarla erozyona uğrar ve alüvyonlarla girişiktir. 2- Kanal Gecikme Çökelleri (Channel Lag): Akarsu çökelleri içinde en iri taneli olanıdır ve kanalların tabanında birikir. Bu sedimentler oldukça yavaş ve sellenme süresince hareket ederler ve kanalların tabanında birikirler. Bu tip gecikme çökelleri her çeşit kanallarda bulunur. Fakat özellikle set materyalinin yanal erozyonuyla sonuçlanan menderesli kanallarda karakteristiktir. Bu çökeller taşma düzlüğü çamur parçacık ve blokları, su ile taşınmış bitki artıkları ve çok iri taban yükü materyali içerebilirler. Altın, uranyum gibi ağır mineral konsantrasyonları bu tip gecikme çökelleri içinde bulunabilir.

3- Yanal Büyüme Çökelleri (Lateral Accreation Depsits): Bu çökeller menderesli nehirlerde kanalın sistematik olarak yılda birkaç metreden birkaç on metreye kadar değişen bir hızda yanal olarak göçetmesiyle gerçekleşir. Bu göç esnasında konkav setler erozyana uğrar fakat konveks setlerde sediment çökelmesi oluşur ki bunlar dirsek barları olarak adlandırılır. 4- Düşey Büyüme Çökelleri (Vertical Accreation Deposits): Bu çökeller, akarsuyun yatağının taşması sonucu oluşan sellenmelerle oluşur. Asılı yük olarak taşınan çok ince taneli kum ve çamurdan oluşan malzeme taşma düzlüklerinde birikir. Bunlar ya kanal kenarlarına yakın (burada iri taneli sedimentler nisbeten geniş ve duraylı kanalları çevreleyen setler-natural levees oluşturur) ya da taşma düzlüğündeki düşük bölgelere taşınır. Kanallardan uzaklarda, tek bir sellenme ile normal olarak birkaç milimetre ya da santimetre kalınlıkta sediment çökelir. Başlangıçta bu sedimentler laminalaşmış olmasına rağmen, laminalaşma kısa bir süre sonra bitki kökleriyle tahrip edilir. Düşey büyüme çökellerinin jeolojik kayıtlara geçmesinin derecesi asılı sedimentlerin taşma düzlüğündeki birikme hızı ve göçeden kanalların bu sedimentleri yeniden taşıması hızına bağlıdır

5- Kanal Dolgu Çökelleri (Channel Fill Deposits): Bu çökeller dereceli bir şekilde akarsuyun suyunun azalması, ya da setlerin yarılmasıyla akarsuyun taşma düzlüğünün daha alçak bir bölümüne ani geçiş yapması ya da menderesli lobların kapanması sonucunda oluşur. Hızlı olarak genişleyen örgülü akarsu kanallarında kanallar tıkanabilir ve iri taneli sedimentlerle doldurulur. Kanalların ani yatak değiştirmesi ya da menderes loblarının kapanması sonucu oluşan kanallar genellikle taşma çamuru ve organik kırıntıları doldurur. Bu çökeller daha sonra erozyonu engeller ve mendereslerin göçetme şeklini değiştirir. 6- Taşmaovası Yaygı Kanalları Çökeli (Cravesse Splay Deposits): Bu çökeller set taşkınları sırasında setlerin kısmen yırtılmasıyla oluşur. Bu çökeller kanaldan dışarıya atılan yıkama yükü ve taban yükü materyalinden oluşur ve taşma ovası üzerinde yayılırlar. Çoğu set yarmaları dereceli olarak taban yükü malzemesiyle doldurulur. Böylece yaygı çökelleri tipik olarak set çökelleri içinde yukarıya doğru tane boyu küçülen istifler oluşturur.

Owens River, CA.  Note the different generations of old meanders

Sacramento River, CA.

Meandering River in northern Owens Valley, CA

The Brazos River west of Houston is a classic example of a meandering river A large point bar can be seen to the left of the river channel. To the right of the channel is the cut bank.  The river is eroding the cut bank as the meander loop migrates outward to the northeast. 

A well-developed point bar, illustrating that sediment is deposited on the inside of a meander bend.

Eski Fluvial Çökellerin Tanınması : -İnce taneli taşmaovası çökelleri içerisindeki kök izleri dışında fosil içeriği çok azdır -Fluvial sedimentlerin boylanması kötüden ortaya değişir -Sedimentler genelde kırmızı renk hakimdir -Akarsuyun akış aşağısına doğru gidildikçe tane boyu hızla küçülmektedir. Menderesli akarsu çökelleri yukarı doğru taneboyu incelen istifler oluşturmasıyla karakteristiktir. -Alüvyal yelpaze çökelellerine bir çok açıdan benzerler.

Bunlar birbirlerinden nasıl ayırtlanır? Gerek örgülü akarsu çökellerinde gerekse menderesli akarsu çökellerinde yukarı doğru tane boyu incelen devirsel istiler oluşur. Bunlar birbirlerinden nasıl ayırtlanır? Menderesli akarsuların oluşturduğu yukarıya doğru tane boyu incelen devirsel istifin kalınlığı Örgülü akarsularınkine oranla daha kalın ve düzenlidir. - Örgülü akarsuların oluşturduğu yukarıya doğru tane boyu incelen devirsel istifteki ince taneli taşmaovası düzlüğü sedimentleri Menderesli akarsularınkine oranla çok azdır.

Fig. 4.8. Development of a meandering river, based on flume experiments. Establishment of asymmetric shoals along walls of straight channel deflects secondary flow cells and initiates bank erosion. Accelerated erosion along cut banks of meander bends leads to expansion of meander amplitude. (Based on experiments of Keller 1972.)

Fig. 4. 10. Development of meander cutoffs Fig. 4.10. Development of meander cutoffs. Lateral expansion of meanders can lead to development of neck cutoffs. Development of point bar chutes during flooding can also lead to cutoff (see fig. 4.11).

Point Bar deposits on the Haddock's Reverse Fault