İGNİMBİRİTLERDE KAYNAŞMA DERECESİ İLE LİTİK MALZEME ŞEKLİ ARASINDAKİ İLİŞKİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Abstract

Piroklastik bir kaya türü olan ignimbirit, oluşumu esnasındaki sıcaklık (>535˚C) ve basınç koşullarına bağlı olarak farklı kaynaşma derecelerine sahip olabilir. İgnimbiritlerde kaynaşmayı kontrol eden en önemli faktörler olan oluşum sıcaklığı ve depolanma ortamındaki örtü yükü kalınlığı arttıkça ignimbiritlerdeki kaynaşma derecesi artmaktadır. Artan oluşum sıcaklığı ile ignimbiritlerde plastik deformasyon gözlenir ve içerdikleri camsı minerallerde kaynaşma meydana gelir. Bununla birlikte, depolanmayla birlikte artan örtü yükü kalınlığı, alt bölümlerde yer alan ignimbiritlerdeki kül hamurunun ve içerisinde bulunan pomza tanelerinin deforme olmasına neden olur. Bu deformasyon sırasında litik malzemeler farklı oranlarda yassılaşmış bir şekil alırlar. Yüksek deformasyonla birlikte ignimbiritlerin pomza taneleri merceksi bir yapı kazanmakta ve kaya daha kaynaşmış hale gelmektedir. İgnimbiritlerin kaynaşma derecesinin artması, kayanın fiziko-mekanik özelliklerinde de iyileşmesine neden olmaktadır. Bu araştırma kapsamında ülkemizde ignimbiritlerin yaygın olarak gözlendiği üç ayrı bölgeden (Kayseri, Nevşehir, Ahlat) elde edilen farklı renk ve doku özellikleri sunan 16 farklı ignimbirit türü üzerinde petrografik, mineralojik, jeokimyasal çalışmalar gerçekleştirilmiş ve bu örneklerin fiziksel ve mekanik özellikleri ortaya konmuştur. Bunun yanı sıra, aynı ignimbirit örneklerinde bulunan pomza ve diğer kayaç parçalarından oluşan litik tanelerin uzun ve kısa eksen uzunlukları mikroskop altında ölçülerek belirlenmiş ve farklı şekil parametresi değerlendirme yöntemleri ile şekil oranları ortaya konmuştur. Genel olarak değerlendirildiğinde Kayseri ve Ahlat ignimbiritlerinde pomza tanelerinin daha merceksi bir yapıda olduğu ortaya konmuştur. Nevşehir ignimbiritlerinde pomza taneleri merceksi bir yapı kazanmamışlardır. Öte yandan, tüm ignimbirit örneklerinde diğer kayaç parçalarına ait litik tanelerde belirgin bir yassılaşma olmadığı ortaya konmuştur. Dayanım açısından incelendiğinde Kayseri ignimbiritleri çoğunlukla diğer ignimbirit türlerine göre daha yüksek dayanımlıdır. En düşük dayanıma Nevşehir ignimbiritleri sahiptir. Araştırmanın amaçlarından biri olarak, ignimbiritlerdeki farklı fiziksel ve mekanik özellikler ile pomza tanelerindeki yassılaşma oranları arasındaki istatistiksel ilişkiler araştırılmıştır. Basit regresyon analizleri sonucunda en anlamlı ilişkinin pomza tanelerinin en-boy ve basıklık oranı şekil parametreleri ile ignimbiritlerin tek eksenli basınç dayanımı arasında olduğu belirlenmiştir. Bu ilişkiye göre, pomzalardaki basıklık oranı (yassılık) arttıkça malzeme dayanımı da yükselmektedir. Öte yandan, bu araştırma projesi sonucunda ignimbiritlerin kaynaşma derecesinin değerlendirilebilmesi için bölgede yapılmış diğer araştırma sonuçları da veri tabanına dahil edilerek ignimbiritler için tek eksenli basınç dayanımı ve kuru birim hacim ağırlık kullanılarak bir kaynaşma derecesi sınıflaması geliştirilmiştir. Önerilen kaynaşma sınıflaması kaynaşmamış ile çok iyi derecede kaynaşmış arasında değişen altı sınıftan oluşmaktadır. İncelenen ignimbiritlerin kaynaşma dereceleri değerlendirildiğinde Kayseri ignimbiritleri çoğunlukla orta derecede kaynaşma özelliği sergilemektedir. Nevşehir ignimbiritleri ise az kaynaşmış bir yapıya sahiptir. Ahlat ignimbiritlerinde ise kaynaşma derecesi az dereceden iyi dereceye kadar değişebilmektedir. Aynı zamanda, ignimbiritlerin kaynaşma derecesi sınıfları ile pomza tanelerinin basıklık oranı (OR) değerlerinin farklı kaynaşma derecesindeki sınır değerleri kullanılarak yapılan sınıflama arasında büyük oranda benzerlik bulunmuştur.