DÜZLEMSEL VE ÇİZGİSEL YAPI UNSURLARI

Tabaka, klivaj, fay, damar ve çatlak gibi düzlemsel yapı unsurları ile kıvrım eksenleri, fay ve çatlak izleri, lineasyon gibi çizgisel yapı unsurlarının doğadaki duruşları onların doğrultu, eğim yönü ve eğim açıları ile veya sadece eğim yönü ve eğim açıları ile gösterilir.

Doğrultu ve doğrultu yönleri

Düzlemsel bir yapı unsurunun doğrultusu, o unsurun kendisi ile yatay düzlemle yapmış olduğu arakesittir.

Doğrultunun değeri, arakesitin o noktadaki kuzey-güney coğrafik doğrultuyla yapmış olduğu açının derecesidir.

Genellikle kuzeyden itibaren doğuya veya batıya doğru olan dar açı K30D (N30E) veya K30B (N30W)  şeklinde söylenir ve yazılır.

Doğrultu iki yönlüdür, aralarında 180° lik bir açı vardır (K30B = G30D). Bu nedenle yönlerden birinin Seçilmesiyle doğrultunun duruşu saptanmış olur.

Çizgisel bir yapı unsurunun doğrultusu bu unsurdan geçen düşey düzlem ile yatay düzlemin arakesitidir.

Düzlemsel yapılarda doğrultu ve eğimin, tabaka yüzeyi örneğinde şematik olarak gösterilişi.

                Düzlemsel yapı unsurlarından olan tabaka doğrultusu, eğim yönü ve eğim açısı kavramları.

Eğim yönü ve eğim açısı

Çizgisel bir yapı üzerinde alınan ve oku başlangıç noktasına göre daha aşağı seviyede bulunan vektöre eğim vektörü (OE) denir.

Eğim vektörünün yatay bir düzlem üzerindeki dik izdüşümüne  ise eğim yönü vektörü   (OE’)  veya eğim yönü denir.

Eğim yönü çizgisel bir yapı unsurunun doğrultusu üzerindedir.  Fakat bu doğrultunun yönlerinden yalnızca biriyle  çakışır.

Eğim vektörü   (OE)   ile eğim yönü vektörü   (0E’)   arasındaki açıya eğim açısı   (j) veya eğim adı verilir.

Düzlemsel bir yapının eğim vektörü  (OE) düzlemin doğrultusu ile bunun doğrultusuna dik düşey bir düzlemin arakesiti  üzerinde  bulunan ve  oku aşağı seviyeyi gösteren vektördür.

Eğim yönü  (OE') eğim vektörünün yatay düzlemdeki izdüşümüdür.

Eğim açısı (f); eğim vektörü (OE) ile eğim yönü vektörü  (OE')   arasındaki dar açıdır. Yani, yatay düzlemle eğik düzlem arasındaki dar açıdır.

Eğim yönü açısı (a); eğim yönü vektörünün  (OE’) kuzey  ile yapmış  olduğu, saat yelkovanı yönündeki, açıdır.

Bir  düzlemin eğim yönü vektörü düzlemin doğrultusuna diktir.   

Düzlemsel yapı öğelerinin duruşlarıyla ilgili terimlerin tanıtılması. YY’= doğrultu, OE= eğim vektörü, OE’= eğim yönü vektörü, j= eğim açısı, a= eğim açısı, YF= görünür eğim vektörü, j’=Görünür eğim açısı, x= doğrultu ile kesit izi arasındaki açı.

                Çizgisel yapı unsurlarının öğeleri: Örnek olarak dilinim düzlemleriyle tabaka yüzeyleri arasındaki arakesitlerin oluşturduğu lineasyonlar alınmıştır. OL= Eğim vektörü, OL’= Eğim yönü vektörü, j= eğim açısı, a= eğim yönü açısı

Jeolog pusulası ve çeşitli kullanımı

Brunton pusulası ve ana unsurları

Jeolog pusulası esasta pusula, klinometre (eğim ölçer) ve el düzecinden oluşur.

Jeolojik çalışmalarda çok değişik amaçlarla kullanılırsa da yaygın olarak düzlemsel ve çizgisel yapı unsurlarının duruşlarının (eğim yönü ve eğim açıları) saptanmasında kullanılır. 

Yerküresinin manyetik özelliğine dayanılarak yapılmış bir jeolog pusulasının ana unsurları şunlardır:

• Pusula iğnesi (ağırlıklı taraf güneyi gösterir)
• İğne ayağı
• Pusula tabanı
• ölçek çemberi
• Nişan delikleri ve nişan kılı
• Kabarcıklı düzeçler
• Klinometre (eğim ölçer)
• Pusula tabanı üzerinde yön harfleri (N: kuzey, S: güney, E: doğu, W: Batı). Taban üzerinde E-W yer değiştirmiş olarak yazılıdır. Çünkü pusula tabanını saat ibresi yönünde döndürdüğümüzde pusula iğnesi saat ibresinin tersi yönünde dönme hareketi yapar.

Brunton cep pusulasının kapalı görünümü.

Brunton cep pusulasının açık görünümü

Pusula okuma kuralı 

Pusula tabanının N-S çizgisi, ölçülecek yön doğrultusuna, ya pusulayı bitiştirerek ya da nişan alma yoluyla paralel duruma getirilir,

 Pusula tabanı, kabarcıklı düzeçten yararlanılarak yatayla konuma getirilir,

Bu iki işlem yapıldıktan sonra, iğne bağlama vidası serbest bırakılır,

İğnenin salınımı durduktan sonra yön açısı okunur.

Yön açısı okunurken pusula okuma kuralı dikkate alınır. Şöyle ki:

• Bir OY yönü ölçülürken eğer pusula tabanının N harfi yön tarafında ise değer iğnenin kuzey; S harfi yön tarafında ise değer iğnenin güney ucundan okunur.

Pusula okuma kuralının gösterilişi

Pusulanın bir bölgedeki grid kuzeyine bağlanması

Basılı topoğrafik haritalar genel olarak grid enlem ve boylamları ile taranmıştır.

Pusula ile ölçülen yönler haritadaki grid yönlerine uymaz;

Grid kuzeyi ile manyetik kuzey arasında değeri zamana bağlı olarak değişen ve iğne sapması olarak isimlendirilen bir açı bulunmaktadır.

Bazı bölgelerde manyetik kuzey grid kuzeyinin batısında, diğer bazı bölgelerde ise doğu tarafındadır. Bu durumlar basılı haritalarda gösterilmektedir.

Grid koordinatları taşıyan bir topoğrafik harita üzerinde iki belirgin nokta seçelim ve bunları A ve B olarak adlandıralım. Bu iki noktadan bir fayın geçtiğini düşünelim.

Bu fayın doğrultu yönlerinden biri, örneğin AB yönü, pusula kullanılmadan, harita üzerinde grid kuzeyi referans alınarak açı ölçerle ölçelim. Bu değere a₁ diyelim.

Sonra arazide A noktasında durup, pusulayla AB yönünü ölçelim. Bulduğumuz değer de a₂ olsun. Bu iki değer bir biriyle karşılaştırıldığında farklı oldukları görülür. 

Her iki değer arasında a2 =a1+|x | şeklinde bir bağıntı bulunmaktadır.

Burada x bölgeye ait iğne sapması demektir.

Eğer bölgede manyetik kuzey grid kuzeyinin batısında ise, eşitlikte x’in değeri (+); doğusunda ise (-) olur. 

Grid enlem ve boylamı ile taranmış bir haritada her hangi bir AB yönünün ölçülmesi. a₁ grid kuzeyine; a₂ ise manyetik kuzeye göre ölçülen değerlerdir. Aralarındaki fark iğne sapması (x) olarak adlandırılır.

Manyetik kuzey ile grid kuzeyi arasındaki bölgesel iğne sapmalarının durumu.

                a-) Manyetik kuzey grid kuzeyinin doğusundadır; bu durumda

                               x= a₁-a₂,

                b-) Manyetik kuzey grid kuzeyinin batısındadır; bu durumda ise,

                                 x= a₂-a₁

Bir bölgede yapılan yön ölçümlerinin yukarıdaki eşitlik yardımıyla teker teker grid yönüne göre değiştirilmesi yerine, ölçümleri yapmadan önce, pusula ayar vidasıyla, ölçek çemberi x açısının değeri kadar çevrilir.Bunun için pusula ayar kuralı dikkate almak gerekir. Şöyle ki:

• Bir bölgede grid kuzeyi manyetik kuzeyin x°batısında ise, ölçek çemberi x° batıdan doğuya;
• Grid kuzeyi manyetik kuzeyin doğusunda ise, ölçek çemberi x° doğudan batıya çevrilerek pusula bölge grid yönlerine bağlanmış olur.  

Pusula ile yapılan ölçmeler

Jeolog pusulasının kullanım alanları şunlardır:

• Düzlemsel ve çizgisel yapı unsurlarının (tabaka, fay, foliasyon, kıvrım ekseni, lineasyon vb.) doğrultu, eğim yönü ve eğim açılarının ölçülmesi,
• Travers (poligon) çizimleri,
• İki nokta arasındaki yükseklik farkının ölçülmesi
• Yamaç eğiminin Ölçülmesi
• Kestirme yöntemiyle harita üzerinde yer tayini
• Eş yükseklik eğrilerinin çizimi

Pusula ile yön ölçümü (yatay açı ölçümü)

• Pusula ile herhangi bir AB yönü ölçülmek istendiğinde şu işlemler göz önünde bulundurulmalıdır.
• Pusula yatay tutulmalıdır,
• Nişan noktası, nişan delikleri ve nişan kılı üzerinde olmalıdır,
• İğne durmalıdır,
• Okuma pusula okuma kuralına göre yapılmalıdır.

Eğer nişan alınan nokta bel hizasında (+1m de) ise;

• Pusula kapağı 135° kadar açılır, nişan kolu yatırılarak ucu kırılır.
• Jeolog ayaklarını az açarak pusulayı sol avuç içinde bel hizasında tutar.
• Pusula yataylanır (yuvarlak düzecin kabarcığı ortaya getirilir).
• Nişan alınan nokta ile nişan kolu ucu aynada gözükecek şekilde ayna sağ elle ayarlanır.
• Pusula yatay olarak düşey eksen etrafında döndürülür.Böylece nişan alman noktanın aynadaki görüntüsü ilenişan kolu ucu aynadaki nişan kılı üzerine getirilir.
• İğne  salınımı durunca pusula okuma kuralına göre okuma yapılır.   

Jeolog pusulası ile bel hizasında nişan alma 

(yatay açının ölçülmesi).

Nişan alınan nokta göz düzeyinde ise,

• Nişan kolu yatırılarak kapak 45° açılır.
• Pusula sol elle göz düzeyinde, nişan kolu yanında gözden 30 cm kadar uzakta tutulur.
• Aynadan yuvarlak düzece bakılarak pusula tabanın yataylanması sağlanır. Daha sonra gözlenen nokta, kapaktaki nişan gözü kılı ve katlanır büyük nişan kolu aynı doğrultuya gelecek şekilde pusula döndürülür.
• Yatay konumu bozmadan aynadan yön değeri yine pusula okuma kuralına göre okunur.
• Alıştırmalarla l°-2° yi . geçmeyen ölçmeler yapılmalıdır .

Pusula ile düşey açıların ölçümü 

Düşey açının okunabilmesi için pusulanın klinometresi şu şekilde kullanılır.

• Pusula kapağı 45° açılarak nişan kolu uzatılır ve ucu 90° kırılır.
• Pusula düşey düzlemde yan tutularak nişan kolu sağ göz yanında olmak üzere tutulur.
• Gözlenen nokta, kapaktaki nişan gözü ve kılı, nişan kolundaki nişan gözü, üçü bir doğrultuya getirilinceye kadar pusula eğilir.
• Pusula kutusu arkasındaki kol ile klinometrenin kabarcıklı düzeci aynadan bakılarak ortalanır.
• Nişan öğelerinin hizası kontrol edildikten sonra pusula indirilerek açı içteki çemberden okunur.

Brunton pusulası ile düşey açıların ölçülmesi 

Pusula ile iki nokta arasındaki yükseklik farkının bulunması

Durulan nokta ile nişan alınan nokta arasındaki yükseklik farkı için,

• Yamaç uzaklığı (QS) adımlama ile bulunur. Düşey açı (M) pusula ile ölçülür ve,yükseklik farkı (SP) =yamaç uzaklığı (QS)x sin M formülünden veya;

İki nokta arasındaki yatay uzaklık (QP) haritadan bulunarak SP=QP.tan M formülünde yerine konursa yükseklik farkı bulunmuş olur.

Burada yamaç eğim açısını bulurken dikkat edilecek nokta pusulanın nişan alınan noktadan göz hizası kadar daha yüksek bir yere nişan alınmasıdır.

Brunton pusulası ile iki nokta arasındaki yükseklik farkının bulunması, 

a)  Göz yüksekliğindeki bir noktadan nişan alındığı zamanki durum,

b)  Noktaya yamaç aşağı bir noktadan nişan alındığı zamanki durum.

M: Düşey açı,  sp: Yükseklik farkı, QS: Yamaç uzaklığı, QP: Yatay yamaç uzaklığı 

İki nokta arasındaki yükseklik farkı pusula nivo aleti gibi kullanılarak da bulunabilir. Bunun için:

• Klinometre  O'a getirilir.   Pusula kapağı 45° açılarak nişan kolu uzatılır ve ucu da yukarı bükülür,
• Pusula göz hizasında tutularak silindirik düzeç  aynadan bakılarak ortalanır.
• Pusulanın nişan kolundaki nişan deliği ile kapaktaki nişan gözündeki kılı birleştiren doğrunun araziyi kestiği nokta akılda tutulur.
• Akılda tutulan noktaya gidilerek yukarıdaki işlemler tekrarlanır,
• Yapılan ölçüm sayısı ile jeologun göz hizasına kadar olan boyu çarpılırsa iki nokta arasındaki yükseklik farkı bulunmuş olur .

Pusula yardımıyla eş yükseklik eğrilerinin çizimi. 

Pusula ile düzlemsel ve çizgisel yapı unsurlarının eğim yönü ve eğim açılarının ölçülmesi

Eğim açısının büyüklüğüne göre bir yapısal unsur   f = 0° (yatay), 0 < f < 90° (eğik) veya f = 90°   (dik)  durumlarında bulunabilir.

Düzlemsel yapı unsurlarında eğim yönü ve eğim açısının ölçülmesi

Bu iş için pusula kapağı ölçülecek düzleme bitiştirilir.

Eğer  düzlemin üzeri  düzgün değilse  jeolog defterinden yararlanılabilir.

Pusula  tabanı  düzeç yardımıyla yataylanır ve pusula okuma kuralına göre  değer doğrudan okunur.   

Buna göre,

• Eğik düzlemlerde (0° < f < 90°), mostra durumuna göre, düzleminin alt veya üst yüzeyinden ölçü alınması gerekebilir. Ancak her iki halde de ölçülen ve okunan OE' eğim yönü vektörüdür. Önemli olan pusula okuma kuralına uymaktır.
• Şayet pusula kapağı düzleme dayandırıldığında pusula tabanın N yi tabakanın eğim yönü tarafında ise okuma iğnenin kuzey ucundan yapılır. Aksi halde güney ucundan okunur. 

Düzlemsel yapılarda pusulayla eğim yönünün ölçülmesi.

a-Eğik,

b- Düşey,

c- Yatay duruşlu düzlemler.

OE- Eğim vektörü, OE’- Eğim yönü vektörü, j- Eğim açısı.

Eğim yönü bulunduktan sonra düzlemin eğim açısını ölçmek için:

• Pusula tabanı düşey duruma getirilip eğim vektörü üzerine yerleştirilir.
• Sonra pusula kutusu arkasındaki kol yardımıyla klinometrenin düzeci ortalanır ve eğim açısı  okunur.
• Eğer pusula tam olarak eğim vektörü üzerine konmaz ise ölçülen eğim açısı görünür eğim açısı (j) olur.

                Düzlemsel yapı unsurlarının eğim vektörü (OE) üzerinde pusula ile eğim açısının (j) ölçülmesi.