1. Tanım ve genel bilgiler
Tabakalı kayaçların tektonik kuvvetlerin etkisiyle kazandıkları dalga şeklindeki deformasyon yapılarına kıvrım, meydana gelen olaya da kıvrımlanma denir. Bu yapı kubbe (antiklinal) veya çanak (senklinal) şeklinde olabilir (Şekil VI.1).
Bazı hallerde örneğin metamorfik kayaçların bir çoğunda kıvrımlı yapının merkezdeki birimlerinin genç mi yaşlı mı olduğu belli olmaz. Bu nedenle bu tür kıvrımlı yapılar antiform veya sinform diye adlandırılır (Şekil VI.2).
Dış görünüm olarak antiklinale benzeyen fakat kayaçların yaş sıralaması senklinale
uyan bir kıvrıma antiformal senklinal, bunun tam tersi duruma da sinformal antiklinal
adı verilir (Şekil VI.3).
Kıvrımların Geometrik Elemanları
Kıvrımlanmış Yüzeyin (Tek) Bölümleri
Hinge noktası (Hinge point) ⇒ bükümlü/kavisli bir yüzey üzerinde eğriliğin
maksimum olduğu nokta
Hinge çizgisi (Hinge line) ⇒ Kıvrımlanmış bir yüzey üzerinde hinge noktalarını birleştiren çizgi veya kıvrımlanma yarı çapının minimum olduğu çizgi; kıvrım ekseni, Kıvrımlanmış bir yüzeyin eğriliğinin miktarı farklı olacağından hinge çizgisi doğru bir çizgi olmayabilir.
* Eğer, kıvrımlanmış yüzeydeki kavis bir zonu tanımlıyorsa ve bu zondaki kavislik
sabit bir yay oluşturuyorsa, bu yayın orta bölümü ‘hinge noktasıdır’
* Aksi durumda birden fazla hinge noktası olabilir.
Eğilme/bükülme noktası (Inflection point) ⇒ bir kıvrım boyunca yüzeyin kavisliğinin dışbükey (konveks) konumundan içbükey (konkav) konuma dönüştüğü nokta. Eğer yüzey düzlemsel ise (yani bir kavislik söz konusu değilse) eğilme noktası düzlemsel kesitin orta noktası olarak alınır.
Eğilme/bükülme çizgisi (Inflection Line) ⇒ bir yüzey üzerindeki eğilme noktalarını birleştiren doğru.
Kıvrım Ekseni ⇒ Kıvrımlar genelde bir çok silindirin birleşiminden oluşmuş gibi silindir biçimlidir. Bu silindirlerin eksenine paralel fakat sanal bir çizgi kendisine paralel bir şekilde serbestce boşlukta hareket ettirilirse ve kıvrımlanmış yüzeyin biçimini tanımlıyorsa bu sanal çizgi kıvrım eksenidir. Kıvrımların eksenleri vardır, ancak kıvrımların tanımı için zorunlu değildir.
‘Kıvrım ekseni’, kıvrılmış düzlem üzerinde kaydırıldığında düz bir çizgiye en yakın doğrudur [Davis & Reynolds, 1996 (Donath & Parker, 1964 ve Ramsay 1967’ den sonra)]. Kendi ekseni trafından tanımlanan kıvrıma ‘silindirik kıvrım’ denir.
Doruk noktası (Crest) ⇒ Bir kıvrımın yatay bir referans düzlemine (yer yüzeyi) göre en yüksek noktası
Doruk Çizgisi ⇒ doruk noktalarını birleştiren veya üzerinde bulunduran doğru
Çukurluk (trough) ⇒ Bir kıvrımın yatay bir referans düzlemine (yer yüzeyi) göre en düşük noktası
Çukurluk Çizgisi ⇒ çukur noktalarını birleştiren doğru Kulminasyon ve Depresyon ⇒ doruk ve çukurluk çizgilerinin (kavisli) geçtiği maksimum ve minimum yükseliğe sahip alanlar.
Profil ⇒ Kıvrımların hinge çizgisine dik bir düzlem üzerindeki izi! VEYA hinge çizgisi yönünde bakıldığında kıvrımın görüntüsü. Profil üzerinde hinge, doruk, çukurluk ve bükülme çizgileri birer nokta olarak görülürler.
2. Kıvrımların Sınıflandırılması
En önemli kıvrım sınıflaması şu şekildedir: Kıvrım eksen düzleminin ve kıvrım kanatlarının konumuna göre, Fleuty sınıflaması, şekle ve yapıya göre sınıflama, izogonal sınıflama, kıvrımların yatay ile olan ilişkilerine göre sınıflandırma.
Kıvrım eksen düzleminin ve kıvrım kanatlarının konumuna göre
Kıvrımlar simetrik, asimetrik, devrik, yatık (Şekil VI.10, 11) ve yeniden kıvrımlanmış kıvrım (Şekil VI.12) olarak sınıflandırılır .
Fleuty Sınıflandırması
Kıvrım kanatları arasındaki açıya göre sınıflandırma (Şekil VI.13):
Eksen düzleminin eğim derecesine göre sınıflandırma:
Şekle ve Yapıya göre sınıflandırma
a) Zik-zak (şevron) kıvrım : Gevrek (kompetant) malzemelerde gelişir.
b) Silindirik kıvrım (cylindirical fold) : Yarım daire şeklindedir. Genelde uzun süreli deformasyonu temsil eder.
c) Yelpaze kıvrım (fan fold) : Kıvrım kanatları yelpaze şeklinde birbirlerine dönük olarak meydana gelen kıvrımlardır. Uzun süren, derin gömülme ve şiddetli sıkışma ile meydana gelirler .
d) Gözyaşı şeklinde kıvrım (tear drop fold) : Devamlı kıvrılarak oluşmuş kıvrımlardır.
e) Kutu (box/conjugate) kıvrım Üç kanattan oluşan kıvrımlardır .
f) Konsentrik kıvrım (paralel/concentric fold) : Kıvrımı oluşturan tabakların kalınlıkları her tarafta aynıdır. Antiklinal derinlere doğru küçülür, senklinaller ise derinlere doğru büyür. Genelde kompetant karakterli kayaçlarda oluşur .
g) Benzer kıvrım (similar fold) : Bu kıvrımlarda tabakaların herbirinin yapmış olduğu kıvrım birbirine benzer ve eşit büyüklüktedir. Tabaka kalınlıkları kıvrım ekseninde artar kanatlarda ise azalır.
h) İzoklinal kıvrım (isoclinal fold)
i) Disharmonik kıvrım (disharmonic fold): Tabakaların plastiklik dereceleri veya kıvrımlanma eğilimleri birbirinden farklı ise ve bu tabakalar birlikte kıvrılmaya uğrarlarsa disharmonik kıvrım oluşur.
j) Ptigmatik kıvrım: Isı ve basıncın artmasıyla oluşur. Yarı ergimiş katıların çatlaklara, foliasyon düzlemlerine sokulduktan sonra deformasyona uğramasıyla oluşur.
İzogonal Sınıflandırma
Bir kıvrımda yapıyı sınırlayan iki yüzey üzerinde, eğim dereceleri eşit olan noktalar vardır. Bu noktaların karşılıklı olarak birleştirilmesiyle elde edilen her hat eğim izogonu veya eş eğim hattı olarak adlandırılır. Bu izogonların, kıvrım eksenine göre olan konumları göz önüne alınarak yapılan sınıflamaya izogonal sınıflandırma denir.
Sınıf 1/ Yakınsak (Konverjan) izogonlu kıvrımlar: Bu kıvrımlarda yapıyı sınırlayan
yüzeylerden dışta bulunanı, içte bulunana oranla daha hafif kıvrımlanmıştır.
Sınıf 2 / Benzer (Paralel) izogonlu kıvrımlar: Eğim izogonları kıvrım eksenine paraleldir, yani kıvrımın iç ve dış yüzeyi aynı derecede kıvrımlanma geçirmiştir .
Sınıf 3/ Uzaklaşan (Diverjan) izogonlu kıvrımlar: İç yüzeyi, dış yüzeyine oranla daha az kıvrılmış olan kıvrımlardır.
Kıvrımların yatay ile olan ilişkilerine göre sınıflandırma
Dalımsız kıvrımlar (non-plunging folds)
Aşınmış antiklinal ve senklinallerin, tabakalarının doğrultu, eğim ve göreceli yaşlarıyla belirlenmesi.
Şekil 13.12 (a) Bakışımsız (asimetrik) bir kıvrım. Eksen düzlemi dik konumda olmayıp kıvrım kanatları farklı eğim açılarına sahiptir. (b) Devrik kıvrımlar. İki kanat da aynı yöne eğimli olmakla birlikte bir kanat ters dönmüştür. Devrik tabakalar için kullanılan doğrultu ve eğim simgesine dikkat ediniz. (c) Yatık kıvrımlar. (d) İsviçre’de yatık bir kıvrım örneği.
Şekil 13.13 (a) Dalımlı bir kıvrım. (b) Dalımlı kıvrımların yüzey ve düşey kesitteki görünümleri. Çizginin ucundaki ok dalım yönünü gösteriyor. (c) Wyoming’de aşınmış, dalımlı
Sheep Mountain antiklinalinin görünümü. Daha büyük kıvrımın sağ yanındaki küçük kıvrıma
dikkat ediniz (Monroe&Wicander, 2005).
Şekil 13.14 (a) Bir dom ve (b) bir havza. Domdaki en yaşlı kayaçların, domun merkezinde bulunduğuna ve tüm kayaçların merkezdeki bir noktadan dışa doğru eğimlenirken, havzada en genç kayaçların merkezde yer aldığına ve tüm kayaçların içe doğru merkezde bir noktaya eğimlendiğine dikkat ediniz.
Şekil VI.7. Eksen çizgisi (hinge line) düz (A), kavisli (B), ve düzensiz kavisli (C,D) olan kıvrımlar
kıvrımlar.
3. Kıvrımların oluşum mekanizması
Üç ana mekanizma mevcut olup bunlar: Fleksür kıvrımlanma, Kesme (Shear) / Pasif / Yalancı kıvrımlanma, Akma (Flow) kıvrımlanma
1. Fleksür kıvrımlanma (Flexure folding)
Sıkışma veya kuvvet çifti etkin rol oynar (Şekil VI. 30). En karakteristik özelliği, kıvrımlanma sırasında tabakaların birbirleri üzerinden kaymasıdır. Yan basınçlar, kıvrım içerisinde tabaka yüzeylerine paralel olacak şekilde hareket ederler (Şekil VI. 31, 32). Katmanların kalınlığı aynı kalır, kıvrımlanma mekanizması kıvrım dış bükeyinin (konveks) uzaması veya sabit kalması ile içbükey (konkav) kenarının kısalması veya sabit kalmasına bağlı olarak değişir!
Fleksür kıvrımlanma sırasında kıvrımın dış kısmında tansiyon, iç kısmında ise sıkışma gerilmesi etkin olur. Bunun sonucu olarak kıvrımın dış kesiminde tansiyon çatlakları ve normal faylarla sınırlı horst graben türü yapılar oluşurken iç kısımda ters veya bindirme fayları oluşur (Şekil VI. 33). Orta kesimde bu tür deformasyon görülmez (Şekil VI.34).
2. Kesme (Shear) / Pasif / Yalancı kıvrımlanma
Az-çok akışkan gibi davranan çok yumuşak kayalarda gelişir.
Fleksüral Kaymaya Bağlı Gelişen Küçük Ölçekli İkincil Yapılar
Yumuşak ve katı (zayıf ve güçlü) katmanların ardalanması ⇒ katmana dik
yassılaşma (flattening) ve katmana/tabakaya paralel uzama
* Katı/sert tabakalar kırılma eğiliminde (tuğlalarda olduğu gibi) veya incelipşişerek (pinch-and-swell structures) yapılarını oluşturur;
* Zayıf/yumuşak katmanlar ise akma eğiliminde olup, boşlukları doldurmak eğilimindedir
- Dik tansiyon geş (gash) veya çatlakları
- Damarlar
- Eşlenik normal faylar ve birlikte gelişen horst ve graben yapıları
- Budinaj ve sıkma-ve kabarma/şişme yapıları
Tabakaya Paralel Kısalma ⇒
Kıvrımların iç kısımlarında gelişirler ⇒
* Simetrik ve asimetrik kıvrımlar
* Bindirme fayları
* Eksen düzlemi klivajı
- Kıvrımlanmış zayıf tabakalarda çok sık aralıklarla oluşmuş çatlaklar veya klivaj düzlemleri;
- Genelde sıkışma yönüne dik oluşurlar ve
- Sürüme/drag kıvrımların eksen yönlerine yarı paralel gelişirler.
Sürüme/Drag Kıvrımların Kullanımı ⇒
Eğer kıvrım eksenin doğru bir kayma var ise ⇒ Antiform
Eğer eksenden uzaklaşıyorsa ⇒ Sinform