MİNERALLER

MİNERALLER
YER KABUĞUNU OLUŞTURAN MADDELER
(MİNERALLER VE KAYAÇLAR)



Periyodik cetvelde bulunan 8 element
yerkabuğunun yaklaşık olarak % 99'unu
oluşturur.
Bu 8 element majör elementler olarak
adlandırılır.
Geriye kalan ve yaklaşık olarak yer kabuğunun
% 1 'ini oluşturan diğer elementler ise iz
elementler olarak adlandırılır.
Majör elementlerin ve bunların yer kabuğundaki dağılımı
aşağıda verilmiştir.
Element adı
Ağırlık
Oksijen(O)
46.60
Silisyum (Si)
27.72
Aüminyum(Al)
8.13
Demir(Fe)
5.00
Kalsiyum(Ca)
3.63
Sodyum(Na)
2.83
Potasyum(K)
2.59
Magnezyum (Mg)2.09
Toplam
98.59
Bileşim Adı AğırlıkYüzdesi
SiO2
59.1
Al2O3
15.2
Fe2O3
3.1
FeO
3.7
MgO
3.5
CaO
5.1
Na2O
3.7
K2O
3.1
H2O
1.3
TiO2
1.0
P2O5
0.3
Toplam
99.1
MİNERALLER ve KRİSTALLER
KRİSTAL
Belli sayıda ve cinsteki atomların karakteristik bir şekilde dizildikleri bir
birim hücrenin üç boyutlu olarak tekrarlanmasından meydana gelmiş
cisimlerdir.
Oksijen
Atomları
Silisyum
Atomu
Oksijen
Atomları
Kuvars Minerali
(Si O2)
MİNERAL
Mineraller, doğal olarak oluşmuş, belli bir kimyasal formülü olan
genellikle inorganik, katı, kristalli nesnelerdir. Kayaların temel yapı
taşlarını oluştururlar. Mineraller homojendir ve mekanik olarak farklı
bileşiklere ayrılamazlar.
KRİSTALLER
KRİSTAL OLUŞUMU
Kristaller ergiyiklerden, ergimiş maddelerden veya buharlardan
oluşur. Atom veya iyonlar dağınık ve rasgele durumda
bulundukları ortamlardaki ısı ve basınç değişmeleri neticesinde
belli bir düzen içerisinde birikerek kristalleri oluştururlar. Burada
en önemli unsur soğumadır.
Kuvars Kristali
KRİSTALLER
KRİSTAL SİSTEMLERİ
Birim hücrelerin belirli sayıda değişik tipleri vardır. Bunlar a, b ve c
eksenlerinin karşılaştırılmalı boyutlarına ve , ,  açılarının değerlerine
göre 7 değişik şekilde bulunurlar.
KÜBİK
TETRAGONAL
ORTOROMBİK
ROMBOEDRİK
TRİKLİNİK
HEGZAGONAL
MONOKLİNİK
KRİSTALLER
KRİSTAL SİSTEMLERİ
Kristaller nadiren ideal şekillerde gelişir. Büyüme şekilleri
çoğunlukla kristallerin asimetrik olarak gelişmesine neden olur.
Bununla birlikte, bir eriyikte aynı anda oluşan kristaller bile
birbirlerinden farklı olabilirler
PİRİT
(KÜBİK)
KUVARS
(HEGZAGONAL)
MİNERALLER
MİNERALLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Minerallerin tanınmasında, kristal şekilleri ve atomik yapılarının
yanında fiziksel özelliklerinden de yararlanılır. Bunlar, renk, özgül
ağırlık, sertlik, kırılma, dilinim, parlaklık, manyetik özelliktir ve
çizgi rengidir.
Renk
Minerallerin çoğu
renklidir. Bu renkler
karakteristik renkler
olabildiği gibi ayrışma
sonucu gelişen
renklenmelerde olabilir.
Minerallerin esas renkleri
tanınmalarında yardımcı
olan önemli bir özelliktir.
Muskovit
(Gümüş renkli)
Plajiyoklas
(Mat, pastel beyaz)
Ortoklas
(Pembe, turuncu)
Kuvars
(Camsı betaz)
MİNERALLER
MİNERALLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Özgül ağırlık
Bir minerale ait kristalin, hacmine eşit damıtık sudan kaç defa
daha ağır olduğunu gösteren sayıdır. Yoğunluğu fazla olan
mineraller az olanlara göre daha ağırdır.
Dilinim
Bir mineralin belirli
bağlantı zayıflığı gösteren
düzlemler boyunca
kırılması özelliğidir. Bu
özellik atomların dizilime
bağlıdır. Bazı mineraller
dilinim göstermeyebilir.
3 farklı yönde
dilinim gösteren
KALSİT
Dilinim
Göstermeyen
DOLOMİT
MİNERALLER
MİNERALLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Sertlik
Minerallerin aşınmaya veya çizilmeye karşı gösterdikleri dirençtir.
Minerallerin sertliği MOHS Sertlik Cetveli ile saptanır.
Mineral adı
Sertlik
Talk
Jips
Kalsit
Florit
Apatit
Feldispat
Kuvars
Topaz
Korund 9
Elmas
1 (tırnakla çizilir)
2
3 (toplu iğneyle çizilir)
4
5
6
7 (camı çizer)
8
10 (herşeyi çize)
Örnek camı
çizdiğine göre
sertliği 5.5’den
fazladır
(KUVARS)
Camın
sertliği
5.5
MİNERALLER
MİNERALLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Çizgi rengi
Minerallerin porselene sürüldüklerinde
bıraktıkları renktir.ve bazı mineraller
için karakteristiktir.
(Sarı renkli piritin çizgi rengi siyah)
Manyetik Özellik
Bazı mineraller manyetik özelliğe
sahiptir.
Yani
demirleri
çekme
özelliğine sahiptir.
(Manyetit ataçları çekmektedir)
MİNERALLER
MİNERALLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Kırılma
Bir mineralin dilinim düzlemi haricinde
gelişigüzel
bir
yüzey
boyunca
kırılmasıdır. Örneğin kuvars minerali
midye kabuğu şeklinde konkoidal
kırılır.
Parlaklık
Taze bir mineral yüzeyinin yansıttığı
ışığın görüntüsüne parlaklık denir.
Metalik ve metalik olmayan olmak
üzere 2’ye ayrılır.
Kuvars
konkoidal
kırılır
MİNERALLER
MİNERALLERİN SINIFLANDIRILMASI
Minerallerin sınıflandırılması sertliğe, kristal yapılarına vb. özelliklerine
göre bir çok şekilde yapılabilmektedir. Ancak kimyasal bileşime göre
yapılan sınıflama sistemi, jeolojik ve mineralojik amaçlar için en uygun
olanıdır. Bunlar aşağıda belirtilmiştir.
Silikatlar
En yaygın mineral grubudur. Yerkabuğu yapısındaki minerallerin % 90’ı bu grupta
bulunur. Bunlar SiO anyonlu minerallerdir.
Karbonatlar
CO3 anyonunun değişik metal katyonları ile oluşturdukları bileşikleridir. En yaygın
olanı Ca CO3 bileşimli kalsittir.
Sülfitler
FeS2 (pirit), PbS (Galen) gibi minerallerin oluştuğu gruptur. Çok önemli cevher
mineralleri bu gruptadır.
Oksitler
Oksijen anyonları içeren Al2 O3 gibi minerallerin oluşturduğu gruptur.
Sülfatlar (jips), Fosfatlar (halit), Boratlar (boraks)…..
MİNERALLER
KAYAÇLARIN BİLEŞİMİNE GİREN MİNERALLER
1. Kuvars Grubu
Kalseduvan, sileks, opal, jasp
2. Feldispat Grubu
Potasyumlu feldispatlar
(Ortoklas, mikroklin, sanidin)
Plajiyoklaslar
(Albit, Anortit, Labrador)
3. Feldispatoid Grubu
(Nefelin, Lösit)
4. Mika Grubu
(Muskovit, Biyotit)
5. Piroksen Grubu
Klinopiroksenler (ojit)
Ortopiroksenler (Enstatit)
6. Amfibol Grubu
(Hornblend)
MİNERALLER
KAYAÇLARIN BİLEŞİMİNE GİREN MİNERALLER
Kuvars
Kristal şekli: Prizmatik veya büyük kristaller
Renk: Camsı beyaz
Kırık şekli: Konkoidal
Sertlik: 7
Dilinim: Yok
Yoğunluk: 2,6
Alkali feldispat
Renk: Pembe veya turuncu
Kırık şekli: Dilinim düzlemleri boyunca
Sertlik: 6
Dilinim: İki adet dilinim sistemi
Yoğunluk: 2,6
Plajiyoklas
Renk: Mat beyaz
Kırık şekli: Dilinim düzlemleri boyunca
Sertlik: 6
Dilinim: İki adet dilinim sistemi
Yoğunluk: 2,6
Amfibol
MİNERALLER
Kristal şekli: Prizmalar, yassı, iğne kristaller
Renk: Siyah
Kırık şekli: Dilinim düzlemleri boyunca
Sertlik: 5-6
Dilinim: İki dilinim sistemi (eğik)
Yoğunluk: 3
Piroksen
Kristal şekli: Yassı kübik kristaller
Renk: Siyah
Kırık şekli: Dilinim düzlemleri boyunca
Sertlik: 6
Dilinim: İki adet dilinim sistemi (dik)
Yoğunluk: 3.2-3.5
Olivin
Kristal şekli: Kısa prizmatik
Renk: Yeşil
Kırık şekli: Konkoidal veya gelişigüzel
Sertlik: 6-7
Dilinim: Nadiren
Yoğunluk: 3.2-4.3
Biyotit
MİNERALLER
Kristal şekli: Bükülebilir ince pullar
Renk: Siyah, kahverengi, yeşi
Sertlik: 2-2.5
Dilinim: Çok ince dilinim sistemi
Yoğunluk: 3.02-3.12
Muskovit
Kristal şekli: Bükülebilir ince pullar
Renk: Saydam gümüş
Sertlik: 2-2.5
Dilinim: Çok ince dilinim sistemi
Yoğunluk: 2.8
Kalsit
Kimyasl bileşim: kalsiyum karbonat
Renk: Renksiz, mat beyaz
Kırık şekli: Dilinim düzlemleri boyunca
Sertlik: 3
Dilinim: Eşkenar dörtgenler şeklinde 3 adet
Yoğunluk: 2.7
KAYAÇLAR
SOĞUMA VE KATILAŞMA
(KRİSTALLEŞME)
AŞINMA, TAŞINMA
DEPOLANMA
TORTU
MAGMA
ERİME
ÇİMENTOLANMA
SICAKLIK VE BASINÇ
(METAMORFİZMA)
Kayaçlar mineral topluluklarıdır. Çeşitli minerallerin mineral veya kayaç
parçacıklarının bir araya gelmesinden veya tekbir mineralin çok sayıda
birikmesinden meydana gelir. Yerkabuğunu oluşturan kayaçlar oluşum
koşullarına ve kökenlerine göre üç ana gruba ayrılır. Bunlar, magmatik,
tortul ve metamorfik kayaçlardır.
MAGMATİK FAALİYETLER
Volkanik
patlama
Yer kabuğu içinde maddelerin ergimiş halde bulunan şekline magma adı
verilir. Taş hamuru anlamına gelen magma, yerkabuğu içindeki yükselişi
sırasında meydana gelen bazı değişiklikler (özellikle soğuma) nedeniyle
magmatik kayaçlara dönüşür. Magma, ergime sıcaklığı 1000 oC’nin
üstinde olan silikat mineralleri ile, kritik noktaları 500 oC’nin altında olan
uçucu maddelerin heterojen karışımı şeklinde tanımlanabilir.
MAGMATİK KAYAÇLAR
Eriyik halde bulunan magma, katı halde bulunan kayaçların manto
içerisinde kısmi ergimesi neticesinde oluşur. Magmanın yoğunluğu
çevresinde bulunan kayaçlardan daha az olduğu için sürekli olarak
yeryüzüne doğru hareket eder ve bu hareketlilik çoğunlukla volkanik
patlamalarla son bulur.
Volkanik Patlama
Erime
Volkanik Patlama
MAGMATİK KAYAÇLAR
Erimiş halde silikat hamuru durumundaki magmanın
yerkabuğunun derinliklerinde veya yeryüzünde
soğuyarak katılaşması sonucu oluşan kayaçlara ise
magmatik kayaç adı verilir. Magmanın yerkabuğunda
soğudu derinliklere (soğuma hızına bağlı olarak) göre
yapı bakımından 3 tür kayacın oluşumu söz
konusudur.
1. Derinlik Kayaçları
2. Yarı Derinlik Kayaçları
3. Yüzey Kayaçları
Derinlik (Plütonik) Kayaçları
Magmanın soğuması ve katılaşması yerkabuğunun derinlerinde meydana
geldiği zaman oluşan kayaçlardır. Soğuma yavaş geliştiği için kayacı
oluşturan tüm mineraller kristalleşecek zaman bulurlar. Bunun sonucu
olarak gözle seçilebilir boyutta mineraller oluşur. Magmanın yer yuvarı
derinliklerindeki sürecine plütonizma denir.
Kristallenme
DERİNLİK
KAYACI
DERİNLİK KAYACI
Derinlik Kayaçları
Alkali feldispat granit
Granit
Granodiyorit
ALKALİ FELDİSPAT
KUVARS
PLAJİYOKLAS
Diyorit
Gabro
MAFİK MİNERALLER
Amfibol
Piroksen
Biyotit
VOLKANİZMA
Yerküre içindeki gaz, sıvı ve katı durumdaki cisimlerin
kuvvet harcayarak dışarı doğru yükselmesi olayına
volkanizma denir. Volkanizma sonucu magma yeryüzüne
çıkıp yayılır. Yüzeye çıkan sıvı, gaz ve katı parçalar değişik
şekillerde volkanları oluşturur.
Çıkış
ağzı
Lav
Yan
koni
Piroklastik
malzeme
Baca
LAV AKINTILARI
Yüzey (Volkanik) Kayaçları
Magmanın yeryüzüne çıktıktan sonra çok hızlı bir şekilde soğuması
sonucu oluşan kayaçlardır. Hızlı soğuma minerallerin gözle görülecek bir
boyuta katılaşmalarına neden olmaktadır. Bu nedenle derinlik kayaçları
sadece iri taneli mineraller ile, yüzey kayaçlarında ise ince taneli
mineraller ve hamur maddesi ile tipiktir. Magmanın yüzeye çıkarak
katılaşması olayları volkanizma olarak bilinir.
YÜZEY KAYACI
YÜZEY KAYACI
Yüzey Kayaçları
Bazalt
Dasit
PLAJİYOKLAS
Boşluklu bazalt
Andezit
Tüf
Obsidiyen
MAFİK MİNERALLER
HAMUR
KUVARS
Yarı Derinlik Kayaçları
Magmanın yerkabuğu içerisinde yüzeye yakın derinliklerde hızlı
soğuması sonucu gelişen kayaçlardır. Bunlar derinlik kayaçları ile yüzey
kayaçları arasında bir geçiş teşkil ederler ve porfirik kayaçlar diye
adlandırılırlar. Bunların karakteristikleri iri ve ince minerallerin bir arada
bulunmasıyla tipiktir.
PLAJİYOKLAS
AMFİBOL
HAMUR
Diyabaz
BİYOTİT
ANDEZİT PORFİR
Dolerit
Kaldera
Krater
Magmanın volkanlardan çıktığı bölgeye krater, volkanizma faaliyetini
durdurduktan sonra alttaki magmanın tükenmesiyle gelişen çöküntü
alanlarına da kaldera adı verilir.
Piroklastik malzeme ve gazlar
Volkanlar katı olarak piroklastik
malzeme, sıvı olarak lav ve
sonunda buhar ve gaz açığa
çıkarırlar. Bunların katılaşması
volkanik
kayaçları
(yüzey
kayaçları) oluşturur.
Magmatik kayaç dokuları
Yavaş soğuma
İri taneli doku
Hızlı soğuma
İnce taneli doku
MAGMATİK KAYAÇLARIN DOĞADAKİ
ŞEKİLLERİ
Magmatik kayaçlar şekil, boyut ve yan kayaçlarla ilişkilerine göre
sınıflandırılmaktadır. Çoğu durumda plütonun içine girdiği yan
kayaçlar daha yaşlıdır. Plüton kendinden yaşlı yan kayaçlara nüfus
ederken kayaç katmanları arasına uyumlu olarak girebildiği gibi,
onları keserek de uyumsuz olarak yerleşebilmektedir. Bunlar
yeryüzünde üzerlerindeki örtü kayacın aşınmasıyla yüzeylenme verir.
Lakolit
Sil
Dayk
Batolit
Dayk
Sil
Batolit
Lakolit
Dayk: Magmanın daha yaşlı kayaçları
keserek, damar şeklinde uyumsuz olarak
yerleşmesi ile oluşur.
Sil: Tabaka veya foliasyon düzlemleri
arasına giren ve iki yüzeyi birbirine paralel
olan magmatik kayaçlardır.
Lakolit: Mantar veya mercek şeklinde
yerleşmiş olan magmatik kayaçlardır. 5-6
km çapında, yaklaşık 1 km kalınlığında
olabilirler.
Batolit: Granit gibi derinlik kayaçlarının 100 km2’den daha fazla alan
kaplayan şeklidir. Magma yerkabuğunda yükselirken üzerindeki kayaçları
yükselterek kubbeleştir.
Dayk
SİL
SİL
TORTUL KAYAÇLAR
Magmatik, metamorfik ve tortul kayaçların çeşitli koşullar altında
kimyasal, fiziksel ve biyolojik bozuşma, erime ve dağılması sonucu
oluşan malzemenin taşınarak belirli çökelme ortamlarında (göller,
denizler) çökelmesi ile oluşan ürüne tortu (çökel) adı verilir. Bu tortu
taneleri arasındaki boşlukların çimento adı verilen daha ince tane
malzeme ile dolarak sıkışması ve katılaşması ile TORTUL KAYAÇLAR
oluşur. En tipik özellikleri tabakalı olmaları ve fosil içermeleridir.
TABAKALI TORTUL KAYAÇLAR
TORTUL KAYAÇLAR
Var olan kayaçlar buzul, akarsular ve rüzgarlar vasıtasıyla aşınmakta ve
denizler gibi çeşitli çökelme ortamlarında birikmektedir. Bu olaya
tortulaşma (çökelme) adı verilir. Tortulaşma ile biriken ayrık malzeme
zamanla katılaşır ve bu olaya taşlaşma adı verilir. Bu olaya tortulaşma
adı verilir. Birikme esnasında en altta bulunan tabakalar en üstte
bulunan tabakalara nazaran daha yaşlıdır.
TİPİK ÇÖKELME ORTAMI
Buzul
Kumullar
Alluvyal
fan
Resif
Derin deniz
tabanı
Taşkın
alanı
Delta
Deniz altı fanı
Lagün Bariyer
Kıtasal
adası
self
Denizaltı
kanyonu
Kıta
yamacı
Yükselme
TORTUL KAYAÇLAR
Alansal olarak yerkabuğunun yaklaşık % 75’ini kapsayan bu
kayaçlar, içerisinde petrol ve doğal gaz gibi enerji kaynaklarını
bulundurmaları nedeniyle büyük önem taşımaktadır. Tortul
kayaçlar bileşen tiplerine göre 3 ana guruba ayrılır. Bunlar
aşağıda verilmiştir.
Grand Kanyon’daki (Amerika)
tortul kayaçlar
1. Kırıntılı Tortul Kayaçlar
2. Kimyasal Tortul Kayaçlar
3. Organik Tortul Kayaçlar
Kırıntılı Tortul Kayaçlar
Daha önceden var olan magmatik, metamorfik ve tortul kayaçların çeşitli
koşullar altında kimyasal ve fiziksel olarak parçalanması sonucu oluşan
değişik boyutlardaki kırıntıların değişik mekanizmalar ile (akarsu,
rüzgar, buzul) çökelme ortamlarına taşınmaları, çökelmeleri ve bu
ortamlarda katılaşmaları ile kırıntılı tortul kayaçlar oluşur.
Kırıntılı
tortul
kayaçlar
içerdikleri
parçaların
boyutlarına göre çakıltaşı,
kumtaşı, silttaşı ve kiltaşı
gibi gruplara ayrılırlar.
Değişik boyutlardaki kırıntılı tortul
kayaçların ardalanmalı olarak çökelmesi
Kırıntılı Tortul Kayaçlar
KONGLOMERA
(taneler yuvarlak ve 2 mm den büyük)
BREŞ
(taneler köşeli ve 2 mm den büyük)
KUMTAŞI
(taneler 2-0.02 mm arasında)
SİLTTAŞI ve KİLTAŞI
(taneler sittaşı için 0.02 mm den,
kiltaşı için 0.002 mm den küçük )
Konglomera
Kumtaşı
Kumtaşı
Kumtaşı
Silttaşı
Silttaşı
Kiltaşı
Kiltaşı
Kimyasal Tortul Kayaçlar
Bu tür kayaçlar doygun haldeki eriyikten çökeltilmek suretiyle
(kimyasal) oluşurlar. En önemlisi kireçtaşı (CaCO3 % 90 dan fazla),
dolomit (CaMgCO3 % 90 dan fazla) ve marndır (killi CaCO3).
BOL FOSİLLİ KİREÇTAŞI
Organik Tortul Kayaçlar
Bu tür kayaçlar bitki ve hayvan organizmalarının parçalanması ve
çökelerek değişim geçirmesi ile oluşan kayaçlardır (Radyolarit vb).
TRAVERTEN
METAMORFİK KAYAÇLAR
Tortul veya magmatik kayaçların sıcaklık, basınç, gerilme ve kimyasal
olarak etkili olabilecek sıvı ve gazların etkisiyle değişikliğe uğramaları
metamorfizma bunun sonucunda oluşan kayaçlara ise metamorfik kayaç
denir
METAMORFİK KAYAÇLAR
Mineraller belirli sıcaklık ve basınç
altında durağan durumda bulunurlar.
Eğer sıcaklık ve basınç değerinde bir
artma meydana gelirse mineral
değişerek aynı kimyasal bileşimde
olan başka bir minerale dönüşür. Bu
olaya metamorfizma adı verilir.
Metamorfik
kayaçlar
özellikleriyle tipiktirler
FOLİASYON
Metamorfik kayacı oluşturan belirli minerallerin
birbirlerine paralel düzlemler veya çizgisellikler
oluşturacak şekilde toplanmaları.
foliasyon
METAMORFİZMA TÜRLERİ
KONTAK METAMORFİZMA
Sıcak bir magma kütlesinin çevresinde meydana gelir. Yüksek
sıcaklık, yüksek basınç koşullarında gelişir.
Volkanik Patlama
KONTAK METAMORFİZMA
Erime
METAMORFİZMA TÜRLERİ
KONTAK METAMORFİZMA
Sıcak bir magma kütlesinin çevresinde meydana gelir. Yüksek
sıcaklık, yüksek basınç koşullarında gelişir.
Volkanik Patlama
KONTAK METAMORFİZMA
Erime
METAMORFİZMA TÜRLERİ
DİNAMİK METAMORFİZMA
Büyük bir fay yada bindirme düzlemi kenarında yüksek basınç düşük
sıcaklıkta gelişen metamorfizma türüdür.
SIKIŞMA
YÖNÜ
TAVAN
BLOĞU
SIKIŞMA
YÖNÜ
TABAN BLOĞU
KONTAK
METAMORFİZMA
METAMORFİZMA TÜRLERİ
BÖLGESEL (REJYONAL) METAMORFİZMA
Büyük çökelme ortamlarında dağ oluşum hareketleri sonucunda
yüksek basınç altında meydana gelir
BÖLGESEL METAMORFİZMA
METAMORFİK KAYAÇLAR
Metamorfizma derecesinin artmasıyla beraber kayaçlardaki tane
boyunda artış gözlenir. Sıcak magmanın yüzeye çıkarken yan kayaçları
pişirmesi, fay zonlarındaki basınç metamorfizmayı sonuçlar
Şeyl
Migmatit
Sleyt
Fillat
Şist
Gnays
ŞİSTİ YAPI
METAMORFİK KAYAÇLAR
FOLİASYONLU
Fillat
Şist
Gnays
FOLİASYONSUZ
Mermer
Kuvarsit