Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
YERKABUĞU'NU OLUŞTURAN
MİNERALLER ve KAYAÇLAR
Çevre Jeolojisi Ders Notları
Bu sunu Prof.Dr. Ali Yılmaz’ın sunu örneğinden ...
GENEL BİLGİLER
Atom, sözcük olarak bölünemeyen anlamına gelmektedir.
Atomlar, bir elementin özelliklerini taşıyan en küçük...
Elementlerin periyodik düzeni
YERİN BİLEŞİMİ
• Yer’in bileşiminde en yaygın elementler Fe, O, Si,
Mg, ve Ni’dir.
• Diğer elementler %1 dolayında yada ço...
Mantonun genel bileşimi Mg ve Fe’in oksit ve silikatları
ile Al, Ca, Na, K gibi elementlerin oksitlerinden
oluşmaktadır
Ye...
Yeryuvarının bileşimi: Elementler yönüyle % olarak
(Ketin, 1977).
• Fe:%34.6 O:29.5 Si:15.2 Mg:12.7 Ni:2.39 S:1.93
Ca:%1.1...
Yerkabuğu kendi içinde kıtasal
kabuk ve okyanusal kabuk
şeklinde de kimyasal farklılık
gösterir.
Okyanusal kabuk, mantonun...
Elementler yerkabuğunda
bir yığışım halinde değil
mineraller oluşturarak
bulunur
MİNERALLER
• Mineraller, doğada bulunan, belirli kimyasal bileşimi ve düzgün
atomik yapısı olan tekdüze (homojen) ve çoğun...
Doğada çok sayıda mineral
olmakla birlikte, kayaç oluşturan
mineraller 20-25 civarındadır
Az görünen minerallerin
yoğunlaş...
Normal koşullarda
çoğunlukla kristal halinde
bulunan minerallar,
(atomların elektrik yüklerine ve atom yarıçaplarına göre)...
Kristal kafes yapısı
• Uzayda üç eksenli bir koordinat sistemine göre dizilen kafes
noktaları, üç doğrultuda periyodik ola...
Birim hücrelerden oluşmuş kafes yapısı elemanları
Birim hücreler eksenlerinin konumu ve
eksen açılarının değerlerine göre 7 ayrı
geometrik şekil oluştururlar.
Buna bağlı ol...
Kristallerin kafes yapısını silikatlar oluşturur.
• Tüm silikatlar da silisyum atomları 4’lü koordinasyon ile
oksijen atom...
Ortosilikatlar (SiO2)
Bazı değerli taşlar bu grupta yer alırlar (Ametist, zirkon vb
Sorosilikatlar (Si2O7)
Genellikle az b...
İnosilikatlar (Zincir silikatlar)
Kayaçlarda en yaygın bulunan kristal yapı
sistemidir (Amfiboller, Piroksenler vb)
(SiO3)...
Fillosilikatlar
Tabakalı silikatlar olup kil
mineralleri, mika
mineralleri bu gruptandır
Tektosilikatlar
Silis tedraederle...
Silikatların başlıca yapı örnekleri
Minerallerin genel özellikleri
Sertlik
Dilinim
Renk
Parlaklık
Özgül Ağırlık
Radyoaktivite
Magnetik özellik
Elektriksel ile...
Sertlik: Minerallerin çizilme ve aşınıma karşı
dayanımıdır
MOHS sertlik skalası
Mineral Sertlik
Talk 1
Jips 2 (CaSO4.2H2O
...
Dilinim: Minerallerin belirli yüzeyler
boyunca kolaylıkla ayrılmaları veya
bölünmeleri özelliğidir.
İyi, Çok iyi, Orta, Kö...
Kayaçlarda ve toprakta bulunan mineral grupları ve örnekleri
Yerkabuğunu oluşturan kayaçların bileşimlerinde
değişik oranl...
Amfiboller
Amfiboller, kalsiyum, magnezyum, sodyum, alüminyum
silikatlardır.
Bunlar, su içeren silikatlar olup yapılarında...
Piroksenler
Piroksenler, kayaların yapısına giren önemli ve yaygın olan
mineral grubudur.
Piroksen grubu minerallerin en ö...
Mikalar
Mikalara yapraklı silikatlar da denilmektedir.
Bu mineraller, kayalarda geniş bir dağılım göstermektedir.
Mikaları...
Olivinler
Olivinin genel formülü (Mg, Fe)2SiO4)’tür.
Yapısında demir bulunmayan olivin mineraline (Mg2SiO4) forsterit
magn...
Feldispatlar
Sodyum, potasyum ve kalsiyumun yer aldığı alüminosilikatlara
feldispat denir.
KAYAÇLAR
• Kayaçlar, çeşitli minerallerin yada mineral ve taş
parçacıklarının bir araya gelmesinden veya da tek bir
minera...
KAYAÇTÜRÜ GRUPLARI
• Magmatik kayaçlar: Granit, diyabaz, bazalt, tüf,
aglomera ….
• Çökel (Sedimenter/Tortul) kayaçlar: Ki...
KAYAÇ ÇEVRİMİ
MAGMATİK KAYAÇLAR
• Magmanın soğuması ve katılaşması, derinlerde yavaş
geliştiği zaman, tam kristalli plütonik kayaçlar,
•...
Mağmatik kayaçlarının bazı mühendislik özellikleri
• Mağmatik kayaçların mühendislik özellikleri konusunda genellemeler
ya...
ÇÖKEL (SEDİMENTER) KAYAÇLAR
• Çökelim sonucu meydana gelen kayaçlar genellikle, katmanlı olup
fosil içerirler.
• Bunlar, y...
Çökel kayaçların bazı mühendislik özellikleri
• Çakıltaşı ve kumtaşı gibi orta ve iri taneli çökel kayaçlardan
karbonatik ...
METAMORFİK KAYAÇLAR
• Çökel yada magmatik kayaçların sıcaklık, basınç (gerilme
ve deformasyon) ve kimyasal etkinliği olan ...
Basınç, sıcaklık ve derinlik koşullarına bağlı metamorfizma türleri
Metamorfik kayaçların mühendislik özellikleri
• Sleyt ve gnays dayanımlılığı yüksek olan kayatürleridir. Bunlar
inşaat san...
B İ T T İ
03 yeryuvarinin kimyasalbilesimi
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

03 yeryuvarinin kimyasalbilesimi

180 views

Published on

Environmental Geology

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

03 yeryuvarinin kimyasalbilesimi

  1. 1. YERKABUĞU'NU OLUŞTURAN MİNERALLER ve KAYAÇLAR Çevre Jeolojisi Ders Notları Bu sunu Prof.Dr. Ali Yılmaz’ın sunu örneğinden modifiye edilmiştir
  2. 2. GENEL BİLGİLER Atom, sözcük olarak bölünemeyen anlamına gelmektedir. Atomlar, bir elementin özelliklerini taşıyan en küçük parçaları olup proton, nötron ve elektron gibi taneciklerden oluşurlar. Element ise kimyasal analizle ayrıştırılamayan yada sentez yoluyla elde edilemeyen maddelerdir. Molekül ise herhangi bir maddenin tüm kimyasal özellikleri değişmeksizin aynı kalacak biçimde bölünebileceği en küçük parçasıdır. Moleküller atomlardan oluşur. Herhangi bir elementin molekülü, O2, O3, H2 gibi aynı tür atomlardan oluşur. Oysa bir bileşiğin molekülünde iki yada daha çok elementin atomları bulunur. H2O, bir su molekülünü temsil eder. Mineral, yer kabuğundaki katı ve çoğunlukla kristal yapılı bileşiklere yada kristal yapılı element ve molekül topluluklarına verilen addır. Minerallerden cıva ve su sıvı, silis camı ve opal gibi bazıları şekilsiz (amorf) olup, çoğunluğu ise kristallidir. Mineraller yan yana gelerek kayaçları (litolojiyi), kayaçlar da yan yana gelerek yerkabuğunu oluştururlar.
  3. 3. Elementlerin periyodik düzeni
  4. 4. YERİN BİLEŞİMİ • Yer’in bileşiminde en yaygın elementler Fe, O, Si, Mg, ve Ni’dir. • Diğer elementler %1 dolayında yada çok daha az miktarda bulunmaktadır. • Kıtasal kabuğu oluşturan başlıca oksitler ise SiO2, Al2O3, CaO, FeO, Fe2O3, Na2O, MgO ve K2O’ dir.
  5. 5. Mantonun genel bileşimi Mg ve Fe’in oksit ve silikatları ile Al, Ca, Na, K gibi elementlerin oksitlerinden oluşmaktadır Yerkabuğunda da aynı elementler yer alır ancak oranları değişir. Yerkabuğunda U, Ba, Rb, Sr mantoya oranla daha çok, Mg, Ni ve S daha azdır
  6. 6. Yeryuvarının bileşimi: Elementler yönüyle % olarak (Ketin, 1977). • Fe:%34.6 O:29.5 Si:15.2 Mg:12.7 Ni:2.39 S:1.93 Ca:%1.13 Al:1.09 Na:0.57 Cr:0.26 Mn: 0.22 P:0.10 • Co:%0.13 K:0.07 Ti:0.05 Yerkabuğunun bileşimi: Elementler yönüyle % olarak (Ketin, 1977). Element %Ağırlık %Hacim O 46,5 94,07 Si 28,9 0,88 Ti 0,5 0,04 Al 8,3 0,47 Fe 4,8 0,34 Mg 19 0,26 Ca 4,1 1,15 Na 2,3 1,07 K 2,4 1,71
  7. 7. Yerkabuğu kendi içinde kıtasal kabuk ve okyanusal kabuk şeklinde de kimyasal farklılık gösterir. Okyanusal kabuk, mantonun kimyasal bileşimine daha yakındır
  8. 8. Elementler yerkabuğunda bir yığışım halinde değil mineraller oluşturarak bulunur
  9. 9. MİNERALLER • Mineraller, doğada bulunan, belirli kimyasal bileşimi ve düzgün atomik yapısı olan tekdüze (homojen) ve çoğunlukla katı olan maddelerdir. Canlılarda hücreler, cansızlarda ise mineraller en küçük temel birimi oluştururlar. • Mineraller yan yana gelerek kayaçları, kayaçlar da dağları ve kıtaları (yer kabuğunu) oluştururlar. Minerallerden su ve cıva sıvı halde, silis camı ve opal amorf (şekilsiz) olup, diğer tüm mineraller belli bir kristal yapısına sahiptirler. • Kristal (billur), atomların devirli yada düzenli tekrarlanan iç düzenlerinin bir anlatımı olan düzlemsel yüzeylerle sınırlı, düzenli ve çok yüzlü bir şekildir. Kafes noktaları arasındaki uzaklık ancak Angstrom (Ao)= 10-8 cm ile ifade edilebilir.
  10. 10. Doğada çok sayıda mineral olmakla birlikte, kayaç oluşturan mineraller 20-25 civarındadır Az görünen minerallerin yoğunlaştıkları (bol göründükleri) alanlar maden yataklarını oluştururlar veya kayaçlar içinde saçılmış olarak bulunurlar
  11. 11. Normal koşullarda çoğunlukla kristal halinde bulunan minerallar, (atomların elektrik yüklerine ve atom yarıçaplarına göre) belirli atom düzenlerine sahiptirler
  12. 12. Kristal kafes yapısı • Uzayda üç eksenli bir koordinat sistemine göre dizilen kafes noktaları, üç doğrultuda periyodik olarak sıralanmış çok sayıda birim hücreler meydana getirirler. • Böyle bir birim hücrenin x,y,z doğrultularında a,b,c, gibi eksenleri ve bu eksenler arasında , , , gibi eksenler arası açılar bulunur. Her kristal, fiziksel koşullar değiştiğinde a,b ve c eksenleri boyunca değişime uğrar. • Kristal yapısını oluşturan atom topluluklarına iyon, moleküllere nokta, bunların bir boyutlu sıralanışlarına, nokta dizisi, iki boyutlu sıralanışlarına nokta ağı (net), üç boyutlu sıralanışlarında kafes (lattice) adı verilmektedir
  13. 13. Birim hücrelerden oluşmuş kafes yapısı elemanları
  14. 14. Birim hücreler eksenlerinin konumu ve eksen açılarının değerlerine göre 7 ayrı geometrik şekil oluştururlar. Buna bağlı olarak Kübik, Tetragonal, Hekzagonal, Trigonal, Ortorombik, Monoklinik, Triklinik olmak üzere 7 kristal sistemi vardır
  15. 15. Kristallerin kafes yapısını silikatlar oluşturur. • Tüm silikatlar da silisyum atomları 4’lü koordinasyon ile oksijen atomlarına bağlı bulunurlar. Oksijenler hep düzgün ve eşit boyutlu tetraederlerin köşelerinde yer almakta olup tetraederin merkezinde bulunan silisyuma sımsıkı bağlıdırlar. • Silisyum-Oksijen tetraederlerinin birbirleriyle olan ilişkileri yada bağlantı durumlarına göre çeşitli silikat yapıları meydana gelir. • Ada yada Ortosilikatlar (SiO2) • Çiftli yada Sorosilikatlar (Si2O7) • Halkalı yada Siklosilikatlar (Si3O9) • Zincir yada İnosilikatlar (SiO3) • Tabakalı yada Fillosilikatlar (Si4O11) • Çerçeveli yada Tektosilikatlar’dır
  16. 16. Ortosilikatlar (SiO2) Bazı değerli taşlar bu grupta yer alırlar (Ametist, zirkon vb Sorosilikatlar (Si2O7) Genellikle az bulunurlar Siklosilikatlar (Si3O9) Beril gibi bazı değerli taşlar da bu gruptandır
  17. 17. İnosilikatlar (Zincir silikatlar) Kayaçlarda en yaygın bulunan kristal yapı sistemidir (Amfiboller, Piroksenler vb) (SiO3) (Si4O11)
  18. 18. Fillosilikatlar Tabakalı silikatlar olup kil mineralleri, mika mineralleri bu gruptandır Tektosilikatlar Silis tedraederleri 4 köşelerinden birbirlerine bağlıdır. En yaygın mineral türüdür
  19. 19. Silikatların başlıca yapı örnekleri
  20. 20. Minerallerin genel özellikleri Sertlik Dilinim Renk Parlaklık Özgül Ağırlık Radyoaktivite Magnetik özellik Elektriksel iletkenlik Ergime Derecesi Dalga iletkenliği Ayrıca
  21. 21. Sertlik: Minerallerin çizilme ve aşınıma karşı dayanımıdır MOHS sertlik skalası Mineral Sertlik Talk 1 Jips 2 (CaSO4.2H2O Kalsit 3 CaCO3 Florit 4 CaF2 Apatit 5 Feldispat 6 Kuvars 7 SiO2 Topaz 8 Al2(F,OH)2SO4 Korund 9 Al2O3 Elmas 10 C
  22. 22. Dilinim: Minerallerin belirli yüzeyler boyunca kolaylıkla ayrılmaları veya bölünmeleri özelliğidir. İyi, Çok iyi, Orta, Kötü, Çok kötü olarak tanımlanır
  23. 23. Kayaçlarda ve toprakta bulunan mineral grupları ve örnekleri Yerkabuğunu oluşturan kayaçların bileşimlerinde değişik oranlarda çok değişik mineraller yer almakta olup, en yaygın görülen mineral grupları Amfiboller Piroksenler Mikalar Olivinler Feldispatlar Olarak ifade edilebilir
  24. 24. Amfiboller Amfiboller, kalsiyum, magnezyum, sodyum, alüminyum silikatlardır. Bunlar, su içeren silikatlar olup yapılarında OH gruplarının varlığı ile piroksenlerden ayrılırlar.. Bu grubun en önemli mineralleri, tremolit, hornblend, aktinolittir.
  25. 25. Piroksenler Piroksenler, kayaların yapısına giren önemli ve yaygın olan mineral grubudur. Piroksen grubu minerallerin en önemlileri, ojit, diopsit, enstatittir. Bunlar arasında siyah opak bir mineral olan ojit, toprakta Ca, Mg ve Fe’in ana kaynağını oluştururlar.
  26. 26. Mikalar Mikalara yapraklı silikatlar da denilmektedir. Bu mineraller, kayalarda geniş bir dağılım göstermektedir. Mikaların temel yapı birimini, Si4O10 oluşturur. Yapılarında hidroksil grubu da bulunur. Mikalar, toprakta K, Mg, ve Fe’nin ana kaynağını oluşturur. Bunlar ayrıştığı zaman, bitki beslenmesi bakımından son derece önemli olan kaolinit, illit, vermikulit ve montmorillonit gibi kil mineralleri oluşur.
  27. 27. Olivinler Olivinin genel formülü (Mg, Fe)2SiO4)’tür. Yapısında demir bulunmayan olivin mineraline (Mg2SiO4) forsterit magnezyum bulunmayan tipine de (Fe2SiO4) fayalit denilmektedir.
  28. 28. Feldispatlar Sodyum, potasyum ve kalsiyumun yer aldığı alüminosilikatlara feldispat denir.
  29. 29. KAYAÇLAR • Kayaçlar, çeşitli minerallerin yada mineral ve taş parçacıklarının bir araya gelmesinden veya da tek bir mineralin çok sayıda birleşmesinden meydana gelirler. • Kayaçtürü ise “litoloji” teriminin karşılığı olarak dilimize girmiş ve çeşitli mineral topluluklarının birleşiminden oluşmuştur. Litoloji, terim olarak, taşbilim, kayabilimi yada kayaların mikroskopta irdelenmesi anlamına gelir. • Ancak uygulamada kayaçtürü, kayaların el örneğinde yada arazide çıplak gözle yapılabilen tanımına karşılık olarak kullanılmaktadır.
  30. 30. KAYAÇTÜRÜ GRUPLARI • Magmatik kayaçlar: Granit, diyabaz, bazalt, tüf, aglomera …. • Çökel (Sedimenter/Tortul) kayaçlar: Kireçtaşı, kumtaşı, kiltaşı, jips, çört … • Metamorfik kayaçlar: Gnays, şist, metavolkanit, fillit, hornfels, mermer …
  31. 31. KAYAÇ ÇEVRİMİ
  32. 32. MAGMATİK KAYAÇLAR • Magmanın soğuması ve katılaşması, derinlerde yavaş geliştiği zaman, tam kristalli plütonik kayaçlar, • Yeryüzüne yakın derinliklerde yada yeryüzünde hızlı ve çabuk geliştiğinde sıra ile damar kayaçları • Ve volkanik kayaçlar meydana gelmektedir.
  33. 33. Mağmatik kayaçlarının bazı mühendislik özellikleri • Mağmatik kayaçların mühendislik özellikleri konusunda genellemeler yapmak doğru değildir. • Her kayanın mühendislik özellikleri, yerli yerinde deneysel olarak belirlenmelidir. Ancak, yukarıda sunulan derinlik kayalarından granit, siyenit ve gabro gibi kayatürleri ayrışmamış ve kırıklı bir yapıda değilse güvenilir bir zemin olarak değerlendirilebilirler. • Andezit ve bazalt ise sütunsu eklem yapısına sahipse, bu yapı geliştiği kaya çtürünün dayanımlılığını azaltır. • Kimi volkanik kayaçlar ise gözenekli bir yapıdadır. Bu tür kayaçların yanı sıra, tüf ve aglomera gibi orta ve iri taneli piroklastik kayaçlar dayanımlı zeminleri temsil etmemekle beraber, bunların potansiyel bir akifer olma şansları vardır. • Feldispatlar açısından zengin mağmatik kayaçlar ayrışarak killi birimlere dönüşürler. Killerin bazıları da su ile temasa geçtiğinde şişer ve duraysız ortam koşulları oluşur.
  34. 34. ÇÖKEL (SEDİMENTER) KAYAÇLAR • Çökelim sonucu meydana gelen kayaçlar genellikle, katmanlı olup fosil içerirler. • Bunlar, yeryüzünü oluşturan tüm kayaçların fiziksel yada kimyasal süreçlerle bozunması (alteration), parçalanması, dağılması, taşınması, çökelmesi ve diyajenez denilen evrelerden geçerek oluşurlar. • Çökel kayaçlar, kökenlerine ve oluşum ortamlarına göre kırıntılı kayaçlar, organik ve kimyasal kayaçlar olmak üzere üç temel sınıfa ayrılırlar.
  35. 35. Çökel kayaçların bazı mühendislik özellikleri • Çakıltaşı ve kumtaşı gibi orta ve iri taneli çökel kayaçlardan karbonatik yada killi bir çimentoya sahip olanlar zayıf, silisli bir çimentoya sahip olanlar ise dayanımlı bir zemin oluşturmaktadır. İri taneli kırıntılı çökel kayalar bir akifer olma potansiyeline sahiptirler. • Kireçtaşı ve jips gibi evaporitik kayaçlar, yağışlardan etkilenerek kimyasal olarak çözünüp ovala, polye yada dolin türü karstik yapılar ve yer altı mağaraları oluşabilir. Böyle durumlarda oto yol baraj gibi yapıların projelendirilmesi evresinde ayrıntılı arazi çalışması yapılmalıdır. • İnce taneli kırıntılı çökel kayaçlar, özellikle kiltaşı, silttaşı, çamurtaşı ve şeyl zayıf kayaçlar olup, bu kayaçlar ön çalışmalarda çeşitli testlerle ayrıntılı incelenmelidir. Çökel kayaçlarda katmanlanma önemli bir süreksizlik olup, süreksizliğin de yamaçlarla olan ilişkileri özenle ele alınmalıdır.
  36. 36. METAMORFİK KAYAÇLAR • Çökel yada magmatik kayaçların sıcaklık, basınç (gerilme ve deformasyon) ve kimyasal etkinliği olan eriyiklerin etkisi ile değişime ve başkalaşıma uğramaları sonucu meydana gelirler. • Genellikle kristallerden oluşmuş, yapraklanmalı (folyasyonlu yada şistoziteli) kayaçlardır. • Metamorfizma, yerkabuğunun derinliklerinde gelişen fiziksel ve kimyasal koşulların etkisiyle kayalarda katı halde oluşan mineral değişikliği yada mineral dönüşümü (transformasyonu) olayıdır.
  37. 37. Basınç, sıcaklık ve derinlik koşullarına bağlı metamorfizma türleri
  38. 38. Metamorfik kayaçların mühendislik özellikleri • Sleyt ve gnays dayanımlılığı yüksek olan kayatürleridir. Bunlar inşaat sanayinde çeşitli amaçlarla kullanılmaktadır. • Şist ise kolayca ayrışan minerallerden yapılı ise zayıf bir kaya olarak kabul edilir. Özellikle şistin yapraklanması iyi gelişmişse ve yapraklanma yamaç dışına doğru ise duraysız ortam koşulları oluşur. • Mermer de kireçtaşı gibi yağışlardan etkilenir ve karstik yapılar gelişir. • Metamorfik kayaçların yapraklanma düzlemleri, önemli potansiyel süreksizlikleri temsil eder. Bu süreksizliklerin yamaç içine mi yoksa yamaç dışına mı yönelik oldukları mutlaka değerlendirilmelidir.
  39. 39. B İ T T İ

×