Jeolojik yapılar, yerkabuğundaki kayaçların ve toprakların farklı şekillerde deforme olması ve yerleşmesi sonucu oluşur. Bu yapılar, jeolojik geçmişi ve bölgenin jeolojik evrimini anlamak için önemli ipuçları verir. Mühendislik jeolojisi dersinde ele alınan “Jeolojik Yapılar: Kırık, Kıvrım ve Tektonik Olmayan Yapılar” konusu, jeoloji mühendisliği uygulamalarında büyük önem taşır. Bu makalede, bu üç temel jeolojik yapı türüne detaylı ve kapsamlı bir şekilde bakacağız.
Kırık Yapılar
Kırık yapılar, yerkabuğundaki kayaların kırılması ve ayrılması sonucu oluşur. Farklı stres türleri ve jeolojik olaylar kırık oluşumuna neden olabilir. En yaygın kırık türleri şunlardır:
- Faylar: Yerkabuğundaki kayaların birbirine göre yer değiştirmesi sonucu oluşur. Fay hatları, depremler gibi jeolojik afetlerin kaynağı olabilir.
- Dikey Oluşumlar: Kayaların dikey yönde ayrılması veya kırılması sonucu oluşur.
- Yatay Oluşumlar: Kayaların yatay yönde ayrılması veya kırılması sonucu oluşur.
Faylar
Faylar kayalarda yer değiştirmeye neden olan kırık düzlemleridir. Atım, fay yer değiştirmelerinin düşey bileşenidir. Faylar, taban bloklarının konumuna göre tanımlanırlar; bu bir göreceli hareket olup, diğer tarafın yukarı hareket etmesinden kaynaklanmış olabilir.
Fay çeşitleri düşen bloğun fay düzlemi ile ilişkisine göre belirlenir.
- Normal faylar çekme koşullarında oluşur; düşen blok eğim aşağı yöndedir.
- Ters faylar sıkışma koşullarında oluşur; düşen blok eğim yukarı yöndedir.
- Düşey fayların görsel anlamda normal veya ters şeklinde adlandırılması zordur.
- Bindirme fayları (ya da bindirmeler) düşük açılı ters faylardır.
- Yırtılma fayları yatay yerdeğiştirme özelliği taşır.
- Grabenler, normal fayla arasında aşağı düşen bloklardır.
Normal fay
Bir kaya bloğunun diğerine göre aşağı doğru kayması sonucu normal fay oluşur.
Ters fay
Bir kaya bloğunun diğerine göre yukarı doğru kayması sonucu ters fay oluşur.
Doğrultu fayı
Kaya blokları yatay yönde birbirine göre hareket etmesiyle doğrultu fayı oluşur.
Fayların Özellikleri
Faylar genellikle kırık yer zonları oluştururlar. Buralar bitişik kayaya göre daha zayıf ve duraysız olup; temel taşıma gücü, şev duraylılığı ve tünel tavanı bütünlüğü açısından bir anlam taşır.
Faylar boyunca ani hareketler (tektonik gerilme sürtünme direncini aşacak kadar biriktiği zaman) depremlere neden olur. Titreşimler fayı kuşatan alanda yayılır. Eski faylar (İngiltere’dekilerin hepsi dahil) yer yüzeyinde hareket oluşturmazlar. Fay zonunda ve komşu alandaki farklı özellikli kayalarda aşınma farklılıklarından dolayı fay sarplığı ve vadiler şeklinde arazi şekilleri oluşabilir.
- Fay breşi fay boyunca köşeli iri kaya parçaları (genişlik: 0,1-100 m). Yeraltı suyu için iyi bir akış kuşağı.
- Fay kili fay düzlemi boyunca ince taneli kaya macunu.
- Fay sürüklemesi faya yakın kayada örselenme ve kıvrımlanma.
- Kayma çizikleri fay düzlemleri ve sıkı kıvrım kuşaklarında tabakalanma düzlemi fayları üzerinde çizgiler ve parlaklık.
- Damarlar hidrotermal suların kayadaki fisür veya çatlaklar boyunca çökelttiği mineral yaprakları. Eklem veya faylarda oluşurlar. Çoğu damarlar kuvars veya kalsit şeklindedir (kaya yüzeylerinde beyaz çizgiler şeklinde). Büyük damarlar (çoğunlukla faylarda) değerli madenler içerebilir.
Yer hareketleri
Yer hareketleri kayaların plastik kıvrılması ve gevrek kırılmasının yanında yükselim ve çökmeyi de kapsar. Bunlar, kabuksal levhaların büyük ölçekli hareketleri sonucunda oluşan tektonik yapılardır. Kilometrelerce derinlikte yüksek basınç altında ve uzun süreli tektonik süreçler ölçeğinde çoğu kayalar plastik deformasyon gösterirler ve plastik sınırın aşılması halinde kırıklar oluşur.
Mostralar
Kayanın yüzeye çıkmış kısımlarına (ya da zeminin doğrudan altında bulunan kaya kısımlarına) mostra denir.
Eğim yatayın altındaki açı (derece).
Eğim yönü, eğim vektörünün baktığı yöndür.
Doğrultu, eğimli bir düzlemin yatay düzlem ile ara kesitidir.
Bu terimler tabakalanma veya başka herhangi bir jeolojik yapıya işaret edebilir. Yer eğimi ile karışıklığa neden olmamak için kaya eğimi terimi kullanılır.
Eklemler
Eklemler kayalarda yerdeğiştirmeye neden olmayan kırık düzlemleridir. Tektonik gerilmelerle oluşan eklemlere hemen hemen tüm kayalarda rastlanır. Eklem yoğunlukları ve bireysel eklem uzunluklarındaki değişim sonsuzdur. Birbirine paralel eklemler grubu bir eklem takımı oluşturur. Sedimenter kayalardaki baskın süreksizlik düzlemleri genellikle tabakalanma düzlemleridir.
Tabakalanma düzlemlerinin çoğu daha sağlam kayalar arasında bulunan çok ince şeyl veya kil bantları şeklindedir. Diğer tabakalanma düzlemleri temiz kırıklar veya eklemler olup, çökelim dönemi içinde en hafif kontrastlar boyunca tektonik olarak gelişmişlerdir. Sleytsi klivaj ve şistozite de eklem çeşitleridir. Eklemlerin tümü yapısal süreksizliklerdir. Bunların yoğunluğu, uzanımı ve yönelimi kaya kütlesi dayanımını önemli ölçüde etkiler. Masif kayalarda daha az kırık, eklem veya yapısal zayıflıklar bulunur.
Kıvrım Yapılar
Kıvrım yapılar, yerkabuğundaki kayaların tabakalarının bükülmesi ve kıvrılması sonucu oluşur. Tektonik kuvvetler kıvrım oluşumunun en yaygın nedenidir. Farklı kıvrım türleri şunlardır:
- Antiform: Yukarı doğru kıvrılmış katmanlar.
- Senklinal: Aşağı doğru kıvrılmış katmanlar.
- Monoklinal: Tek yönde eğimli katmanlar.
Devrik ve yatık kıvrımların eksen düzlemi düşeyden farklıdır. İki taraftaki eğimi aynı olan kıvrımlara izoklinal kıvrımlar denir. Naplar, bindirme faylarında genellikle büyük yer değiştirmeler oluşturacak şekilde, merkez hattı boyunca makaslanmış yatık kıvrımlardır.
Kuestalar
Kuestalar sağlam kayanın altında ve üstündeki zayıf kayaların farklı aşınma oranları soncunda oluşmuş, sağlam kayaların oluşturduğu asimetrik tepelerdir.
Kaya serisi
Kaya serisi; yaşlı kayalar genellikle genç kayaların altında yer alır ve sadece erozyon ile açığa çıkarlar. Kayaların yaşlı ve genç şeklinde adlandırılması topoğrafik konumdaki yüksek ve alçak mostralar şeklindeki karmaşıklığı önler.
Çekirdek
Çekirdek daha yaşlı kayaların mostraları ile kuşatılmış eski kayalar mostrasıdır; bir harita üzerinde bunların varlığı aşınmış bir antiklinale veya vadiye işaret eder.
Çevre kaya
Çevre kaya aşınmış bir senklinal veya bir tepenin aşınmasından dolayı yaşlı kayalarla çevrelenmiş genç kayalar mostrasıdır.
Uyumsuzluk
Uyumsuzluk Eğimleri farklı iki kaya serisi arasındaki düzlem veya kesiklik. Sediment çökelme zamanları arasında yer hareketlerine ve tektonik deformasyonlara işaret eder. Esaslı bir yapısal kesiklik oluşturur. Yaşlı kayalar uyumsuzluğun üstündeki genç kayalara göre daha çok taşlaşmış ve kıvrımlı ve hatta metamorfizmaya uğramış olabilir.
Tektonik Olmayan Yapılar
Bölgesel tektonik yapılarla bir ilgisi olmayan, erozyon süreçleri ve sığ kabuk deformasyonları ile sığ kayalar ve zeminlerde oluşmuş yerel yapılardır.
Kemer kıvrımları
Kemer kıvrımları sağlam bir kumtaşı veya kireçtaşı altında kil (veya şeyl) bulunan düz veya az eğimli kayalarda gelişir. Üstteki farklı yüklerden dolayı alttaki kil sıkıştırılarak dışarı atılır. Vadi kabarması (aşınan) taban yükselmesi ve alt kısmın örselenmesi şeklindedir. Kilin çoğu vadi (veya sarplık) tarafında sıkıştırılıp yükselir; böylece daha sağlam kayalar vadiye doğru sarkar ve bir kemer oluştururlar.
Kemerli vadi kenarlarındaki sağlam kayalar içinde açık veya içi dolu yarıklar (gulls) bulunur; kemer dönmesi ve kimi zaman kayma ile açılırlar. Buzul sonrası kemerlenmiş ya da altı göçmüş araziler İngiltere’de yaygındır. Çoğu vadi yamaçlarında ve sarp yüzeylerde kaya kütlelerinin çatlamasına ve potansiyel kaymalara neden olurlar.
Buzul sürüklenmesi
Buzul sürüklemesi, üzerine Pleistosen buzulları gelen zemin ve zayıf kayalarda kıvrımlar, devrik kıvrımlar ve faylar oluşturan sığ, yerel örselenmelerdir.
Boşaltma eklemleri
Boşaltma eklemleri, üstteki örtü kayalarının aşınma nedeniyle kalkmasından dolayı yüzeye yakın ve paralel olarak gelişmiş gerilme rahatlaması kırıklarıdır.
Kayma fisürleri
Kayma fisürleri, yenilmeden önce yamaçların tepe kısmında gelişmiş açık fisürler ve normal faylardır.
Büzülme eklemler
Büzülme eklemleri, kolonsu bazaltlar da dahil olmak üzere, mağmatik kayalardaki soğuma eklemleri.
Diğer yapılar
Tektonik olmayan diğer yapılar;
Tortul Yapılar: Rüzgar, su ve buzul gibi jeolojik etkenler tarafından taşınan tortulların birikmesi sonucu oluşur.
Volkanik Yapılar: Volkanik patlamalar sonucu oluşan lav ve kül birikimleri.
Çöküntü Yapılar: Yeraltındaki boşlukların çökmesi sonucu oluşur.