Sedimanter kayaçları oluşturan kompenantların (tane ve kristalleri) tane boylarını, tane şekillerini, tane düzenlerini ve taneler arası ilişkileri (paketlenme, porozite, permeabilite) kapsayan kitle niteliğine doku diyoruz. Tariften de anlaşılacağı gibi doku denilince kayacı oluşturan tanelerin boylarını, şekillerini ve bu tanelerin birbirleri ile aralarında görülen düzeni hatırlarız. Sedimanter kayaçlarda yapı, arazide tespit edilen bir özellik olduğu halde, doku kayaç el örneklerinde veya incekesitlerde mikroskop altında tayin ve tespit edilen özelliklerdir.
Sedimanter kayaçlar genellikle iki ana grup içerisinde incelendikleri için her iki gruba ait dokusal özellikler de birbirlerinden farklılıklar gösterirler. Bunlardan kırıntılı kayaçlar kırıntılı (klastik doku) bir dokuyu, kırıntılı olmayanlar (kimyasal veya organik) ise kristalin bir dokuyu kapsarlar. Kırıntılı dokuya sahip olan kayaçlarda kırıntı elemanlar birbirleri ile sadece yüzey kontaktı halinde bulunurlar ve taneler arası boşluk bir bağlayıcı (matriks ve çimento) tarafından doldurulmuştur. Kristalin dokuya sahip olanlarda ise çoğunlukla bariz kristal yüzey ve sınırlarına sahip partiküllerin birbirleri içine girmiş(interlocking) sınırlar içerdiği görülür .
Dokusal analizler aşağıda sıralanan özellikler ile tayin olunur.
- Tane şekli
- Tane boyu ve tane boyu dağılımı
- Tane yüzey özelliği
- Tane yönlenmesi veya tane fabriği
1.Tane şekli: Tane şekli bir tanede mevcut olan eksenlerin birbirleriyle olan ilişkisine (küresellik) ve tanelerde bulunan köşe ve çıkıntıların düzeltilmesi (yuvarlaklık) ne bağlı kalarak tespit edilebilir. Tane şekli doku analizinde önemlidir ve çökelme veya tortullaşma ile ilgili fikir edinmemizi sağlar. Örn. Her hangi bir sedimanter kayaçta küresellik durumu o kayacın belli bir ölçüde taşınma ve çökelme şiddeti hakkında fikir verebilir. Yuvarlaklık derecesi de tanenin taşınma mesafesini ve taşınma sırasında geçirmiş olduğu olayları yansıtabilir.
Bir çakıl veya tanede üç eksen vardır. Bunlardan büyük eksenin uzunluğuna “Çap” denir. Bu eksenler sırasıyla a, b ve c olarak isimlendirilir. (a) ekseni çakılın en uzun eksenidir. (b) ekseni çakılın enini gösterir ve orta uzunluktadır. (c) ekseni ise en kısa olup, çakılın kalınlığını gösterir.Tanelerin geometrik olarak eksen kuruluşlarına o tanenin şekli denilir. Tanelerin şekli onun eksenlerinin oranı ile ölçülür. Eksenleri birbirine eşit olan bir tane küp şeklinde olur. Bir ekseni kısa diğer iki ekseni eşit olan tane disk şeklini alır. Tanenin (b) ekseni ile (c) ekseni eşit fakat (a) ekseni onlardan uzun olursa o tane çubuk şeklinde olur. Eğer tanenin üç ekseni de birbirinden farklı uzunlukta olursa bu tanede kibrit kutusu veya kitap şeklini alır. Meydana gelen şekillerin köşeleri aşınırsa küre, disk, yassı ve oval şekiller oluşur.
2.Tane boyu ve tane boyu dağılımı: Tane boyu analizi dokusal özellikleri tayin yönünden çok önelidir. Kırıntılı kayaçları meydana getiren tanelerin taşınması ve çökelmesi sırasındaki dinamik şartları vurgulaması yönünden tane boyu analizi, dokuyu tanımlamada kullanılan özelliklerin en başında gelir. Kırıntılı kayaçları oluşturan tanelerin büyüklüklerine göre tane boyu analizi ayrı ayrı yapılmalıdır. Örn. Çakıl boyutundaki tanelerde ayrı, kum boyutu tanelerde ayrı, silt ve kil boyutu tanelerde ayrı ayrı metodlarla ölçümler yapılarak tane boyu analizi yapılır. Tane büyüklüğü analizi dört ayrı biçimde yapılır.
- Çakıl boyutundaki kaba elemanlar kumpas yardımı ile ölçülür(ölçme metodu). Örn. Bir çakıl düşünülecek olursa en büyük eksen tane boyu olarak kabüllenilerek kumpasla ölçülür.
2. Elek analizi yöntemi: Henüz pekleşmemiş sedimanlar için kullanılan bir yöntemdir. Bu işlem seri elek sistemi ile yapılır. Alınan sediman örneği elek sisteminin en üstüne konulur ve mekanik olarak elekler çalkalanır. En iri taneler üstte en küçük olanlarda altta birikir. Dolayısıyla tanelerin boylarına göre bir ayrım sağlanmış olur.
3.Numunemiz colloidal tanecikler mertebesinde ise yani kil boyutunda ise, o zaman çöktürme analizleri uygulanır. İçinde asılı olarak bulunduğu sıvının tabanına çöküş hızları yarıçaplarının karelerine bağlı olarak gelişir. Stoke’s kanununa göre taneler küre olarak Kabul edilir ve ona göre özel bir tane boyu ölçümü kullanılır.
Kolloid halde bulunan bir sıvıdan alınan numune dereceli bir kaba konulur. Daha sonra bu dereceli kap düzgün bir yüzeye oturtulur ve sıvının durulması beklenir. Sıvıda asılı olarak bulunan tanelerden en büyükleri ilk olarak tabana çöker. Bu çöküş stoke’s kanununa göre olur. Çökelme sırasında sıvının en üst seviyesinde kolloidten ayrılan duru kısım meydana gelir. Bu durulma seviyesi belirli zaman aralıklarında ölçülür. Ölçme işlemine durulan kısım ile çöken maddenin sınırı iyice belli olana kadar devam edilir. Sınır belli olunca ölçme işlemi sona erdirilir.
Stoke’s kanununa göre tane boyu aşağıdaki formül ile hesaplanır.
30nxL
D= —————
980(G-G’) T
D: mm olarak maksimum tane çapı
N: süspansiyonu sağlayan ortamın (suyun) akışkanlık (viskozite) katsayısı
L: Verilen bir zaman peryodunda cm olarak tanelerin çökme mesafesi
T: Dakika olarak zaman. Çökelme (sedimantasyon) peryodu
G: Partiküllerin özgül ağırlığı
G’: Süspansiyonu sağlayan sıvının özgül ağırlığı (Su için =1.0)
4.Çimentolanmış ve pekişmiş sedimanter kayaçlarda ise tane boyu analizi incekesitler üzerinde yapılır. İncekesitlerde eksenlerin izdüşümlerinin en büyük eksen boyu olarak kabüllenilmesi ile yapılır. Mikroskop altında okülerin milimetrik skalası sayesinde veya incekesitten mikroskop aracılığı ile resimler çekerek ölçüm yapılır.
Tane boylarının bir geometrik dizi halinde ve küçükten büyüğe doğru bir öncekinin tane boyunun karesi şeklinde mertebeler olarak sınıflandırılması Wentwordh (1922) tarafından yapılmıştır. En büyük tane boyundan en küçüğüne kadar bütünü bu tabloda gösterilmiştir.
Grubun Adı Partikülün (tanenin) adı mm olarak boyutu (çapı)
1 İri blok (Boulders) > 256 mm
2 Blok (Bobbles) 64-256 mm
3 Çakıl 4-64 mm
4 Çakılcık 2-4 mm
5 Kum 1/16- 2mm
6 Silt 1/16-1/256mm
7 Kil < 1/256 mm
Yukarıdaki gruplardan her biri birden fazla alt sınıflara ayrılmaktadır.
- Tane yüzey özellikleri: Dokusal özelliklerden birisi de tane yüzey özellikleridir. Genel olarak bir sediman tane yüzeyinde görülen satıh düzensizliğinin veya donukluğun bir ifadesidir. Gerçekten tane yüzeyleri dikkatle incelendiğinde parlak veya donuk ya da çizikli ve oluklu olabilmektedir. Bu çeşit röliyefler (engebeler) tanenin yüzey doku özelliğini oluşturur. Tanelerin yüzeylerindeki röliyeflerin derecesi tanenin yenilik veya eski olma durumunun bir ayracı olabilir.
En çok görülen yüzey özelliklerini şu şekilde belirtebiliriz.
- a) Parlak Yüzeyler: Tane yüzeyleri değişik etkenlerin tesiri ile aşındırılmışlar ve değişik ölçülerde de parlatılmışlardır. Parlak yüzeyler mat ve çok parlak yüzeyler diye ikiye ayrılabilirler. Daha çok akarsu ve deniz kumullarında görülürler.
- b) Çizikli Yüzeyler: Buzul çakıllarında görülür. Sert olan çakıllar kendilerinden daha az sert olan çakılları çizebilir. Dolayısıyla çakıl yüzeylerinde çizikler görülür.
- c) Oyuklu Yüzeyler: Kayaçları oluşturan çakılların bazılarının yüzeylerinde oksidasyon veya hidratasyon ile oyulmalar görülür. Bu oyukların boyutu büyük veya küçük olabilir. Bu tür taneler bölgedeki ayrışma türünü belirtmesi bakımından önemlidir.
- d) Façetalı çakıllar: Özellikle gece ve gündüz sıcaklıkları arasındaki farkın çok yüksek olduğu bölgelerde çakıl yüzeyleri aşınırlar. Aşınan yüzeylerde bazan çıkıntılarda oluşur. Bu tür yüzeyleri aşındırılmış ve yer yer çizilmiş çakıllara façetalı çakıllar denir.
- e) Çöl kumları: Çöl kumları üzerinde çöl verniği denilen bir kılıf mevcuttur. Kumlar üzerinde mevcut tuz, demir ve mangan oksit vb. buharlaşmaları sonucunda böyle kılıflar oluşur.
- Tane yönlenmesi ve tane fabriği: Kısa bir tanımı ile fabrik, Kayaçları oluşturan kompenantların (tanelerin) kayaç içerisinde yönlenmeleri veya dizilmeleri olarak tanımlanabilir. Daha geniş bir tanımla, fabrik, kayaçlarda bulunan tanelerin boylarını ve tane boyu dağılımını, tane şekli ve yuvarlaklığını, çimento veya matriks ile bunların çeşitlerini, kayaçlar içindeki dağılım şekillerini ve de bunların birbirleriyle olan ilişkilerini belirtir. Yani tortulu depolayan akarsu, deniz, rüzgar gibi taşıyıcı ajanların akış yönlerine parelel olarak veya diğer pozisyonlarda tanelerin dizilimlerini ifade eder. Sedimanter fabrik hem akıntı yönünün belirlenmesinde hem de çökelme sırasındaki şartları belirlemede çok önemlidir.
Fabrik analizlerinde tane boylarının tespiti sahada veya laboratuvarda yapılabilir. Eğer tanelerin “a” eksenleri gözle seçilebilecek durumda ise makro fabrik analizi, tanelerin boyutları ve uzun eksenleri (a) gözle seçilemeyecek konumda ise mikrofabrik analizi yapılır. Makro fabrik genellikle arazide ve konglomeralarda yapılır. Mikro fabrik çalışmaları ise laboratuvarlarda incekesitler üzerinde yapılır.
Mikro fabrik çalışması yapılacak örneklerde ilk şart: sahadan alınacak numunelerin yönlü olmasına dikkat edilmelidir. Tabakalarda kuzeyi işaretledikten sonra numune alınır daha sonra laboratuvara getirilir ve tabakalanmaya dik iki yönden incekesit yapılır. Tabakanın üst kısmını gösteren tarafa (+) işareti, alt kısmı gösteren tarafa ise (-) işareti konulur.
Şekil. Araziden alınmış yönlü numune ve bu numuneden tabakalanmaya dik iki yönde yapılmış incekesitler
Tanelerin yatayla yaptıkları açıyı tespit işlemleri ya incekesit üzerinde mikroskop altında yapılır ya da incekesitin fotografı çekilerek ölçümler fotograf üzerinde yapılır.
Genellikle çakılların ince uçları sedimantasyon havzasına doğru kalın uçları da ters yöne doğru bulunur. Çakıl uzun ekseninin eğimli olduğu taraf akıntının geldiği yönü gösterir.
Kaynak: Sedimantoloji, Yardımcı Doçent Mustafa BOZCU
