Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

TOPRAKTA AYRIŞMA OLAYLARI

• Fiziksel

• Kimyasal

• Biyolojik

MİNERALLER VE KAYAÇLAR

MİNERAL

- doğal olarak oluşurlar

- inorganik ve kristal yapılı

- belirli kimyasal yapıya sahip

- belirli fiziksel özelliklere sahip

KAYAÇLAR

- bir veya daha fazla mineralin doğal agregasyonu

- yeryüzü kabuğunun önemli bir parçası

- veya solar sistemin bir parçası

YERKABUĞUNDAKİ EN ÇOK BULUNAN 8 ELEMENT

ELEMENT AĞIRLIK % ATOM % HACİM %

O 46.60 62.55 93.77

Si 27.72 21.22 0.86

Al 8.13 6.47 0.47

Fe 5.00 1.92 0.43

Mg 2.09 1.84 0.29

Ca 3.63 1.94 1.03

Na 2.83 2.64 1.32

K 2.59 1.42 1.83

GENEL MİNERALLER

A. Olivin (olivine) grubu

(Mg, Fe) SiO4

Renk: soluktan koyu yeşile

B. Piroksen (pyroxene) grubu

(Ca, Na) (Mg, Fe, Al) Si2O6 – Ojit (Augite)

Renk: siyah (augite)

C. Amfibol (amphibole) grubu

(Ca, Na)2-3 (Mg, Fe, Al)5 Si8 O22 (OH)2 (hornblende)

renk: koyu yeşilden siyaha (hornblende)

D. Biyotit mika (biotite mica) grubu

K (Mg, Fe)3 (Al, Si3) O16 (OH)2

Renk: koyu yeşil

E. Plajioklas feldspat (plagioclase feldspar) grubu

Na Al Si3 O8 albit (albite)

Ca Al2 Si2 O8 anortit (anorthite)

Renk: beyaz, gri

F. Potasyum feldspat (potassium feldspar) grubu

K Al Si3 O8 ortoklaz (orthoclase)

Renk: beya veya griden pembeye

G. Muskovit mika (muscovite mica) grubu

K Al2 (Al Si3) O10 (OH)2

Renk: saydam, açık renkli

H. Kuvars (quartz) grubu

SiO2

Renk: saydam, beyaz

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

KAYAÇ ÇEŞİTLERİ

MAĞMATİK (IGNEOUS)

Mağmanın katılaşması ile oluşmuşlardır.

METAMORFİK (METAMORPHIC)

Yerkabuğu içersinde yüksek basınç ve sıcaklık ile değişmişlerdir.

SEDİMENT (SEDIMENTARY)

Tabakalar halinde yerkabuğunda depolanmışlardır

Kaya parçacıklarından (kumtaşı, silt taşı), ayrışma ürünlerinden (shale), brikme ve

biyolojik ekstraksiyon (kireçtaşı), organik maddelerden (peat, kömür) oluşmuşlardır.

Purdue University Agry 565 Soils Genesis ders notları

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

Genel Mineral Gruplarının Kayaçlar içersindeki dağılımı

Purdue University Agry 565 Soils Genesis ders notları

Atmosfer,

H2O, CO2, O2

Sedimentasyon

TOPRAK İŞLEMLERİ

- ayrışma

- erozyon

- birikme

Yüzey işlemleri

Yüzeyaltı işlemler

MAĞMA

Mağmatik kayaçlar

Metamorfik

kayaçlar

Sıcaklık

Ve basınç

KAYAÇ DÖNGÜSÜ

Sıcaklık

Ve basınç

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

Purdue University Agry 565 Soils Genesis ders notları

METAMORFİK KAYAÇLAR

- KIVRIMLI – TABAKALI

Sleyt (slate) shale’den oluşmuş küçük kristalli

Şist (shist) daha bol mika, göze çarpan bir tabakalanma,

Gnays (gneiss) daha çok feldspat, eğilmiş veya tabakalanmış

- KIVRIMLANMAMIŞ

Homojen ve masiftirler

Kuvarsit (qartzite) kuvarslı kum taşından oluşmuştur.

Yukarda açıklanan tekmineralli kayaçlardır.

FİZİKSEL AYRIŞMA

A. levhalanma, tabakalanma, soğan kabuğu gibi soyulma: orjinal gerilimin salınmaından

oluşan çatlaklar

B. kristal büyüme: çatlaklar arasında hacim büyümesinden oluşan kristal büyüme, donma

(%9), tuzlar (NaCl’ün kireçtaşı içinde konsantrasyonu)

C. genişleme: güneş ısısı (farklı genleşme katsayıları)

D. ıslanma – kuruma: bazı mineraller suyu alınca genleşir.

E. aşınma: sürtünme (kayaların birbiri üzerinde sürtünmesi, buzullar), etki (akarsular

taşırken birbirlerine çarpma)

Kayaç kaynağı

Mekanik ayrışma

Kimyasal ayrışma

Silt taşı

Kum taşı

Yeni mineraller

Çözelti

Bitki

Ekstraksiyonu

+ birikme

Peat

Kömür

Shale

Çört

Kireçtaşı

SEDİMENTER KAYAÇLAR

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

Mağmatik kayaçlar

• Silis (SiO2 ) oranları bakımından 4’e ayrılırlar.

• Asit kayaçlar % 65-75 SiO2

• Nötr kayaçlar % 52-65 SiO2

• Bazik kayalar % 45-52 SiO2

• Ultra bazik % 45’ ten az

• Plajyoklaslar (Na ve Ca’lu peldispatlar) Albit ve Anortit’in izomorfo serileri

• Albit (NaAlSi3O8) % 0-10 Anortit

• Oligokles %11-30 Anortit

• Andesin %31-50 Anortit

• Labrador %51-70 Anortit

• Bitovnit %71-90 Anortit

• Anortit (CaAl2Si2O8) %91-100 Anortit

Sedimenter Kayaçlar

Asit Kayaçlar

Bazik Kayaçlar

Açık renkli mineraller fazla,

Ortoklas ve mafik mineraller

Koyu renkli mineraller fazla,

Plajioklas ve mafik mineraller

TEKSTÜR

Kuvarslı

Kuvarssız

Hornblendli

Piroksenli

Taneli

Granit

Siyenit

Diyorit

Gabro

Fazla

feonkristli

Granit

porfir

Siyenit

porfir

Diyorit

porfir

Gabro

porfir

Az

fenokristli

Riyolit

porfir

Trakit

porfir

Andezit

porfir

Bazalt

porfir

Felsitik

Riyolit

Trakit

Andezit

Bazalt

Cam gibi

Obsidiyen

Bazalt Obsidiyen

Parçalı

İnce

parçalar

Kül ve tüfler, volkanik kül + toz

Büyük

parçalar

Breş ve anglomeralar

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

• Kireç taşları, geniş ölçüde kalsit (CaCO3) mineralinden kuruludur. Kireç taşları

(kalkerler) çok defa kil ile karışık bulunurlar.

• Marnlı Kireç: %75 – 65 CaCO3 ve %25 – 35 kil kapsar

• Marn : %65 – 35 CaCO3 ve %35 – 65 kil kapsar

• Marnlı Kil : %35 – 25 CaCO3 ve %65 – 75 kil kapsar

• Kalkerler, kilden başka, yabancı madde olarak kuvars, silikat parçalı ve demir oksitli

olabilirler.

FİZİKSEL AYRIŞMA

A. levhalanma, tabakalanma, soğan kabuğu gibi soyulma: orjinal gerilimin salınmasından

oluşan çatlaklar

B. kristal büyüme: çatlaklar arasında hacim büyümesinden oluşan kristal büyüme, donma

(%9), tuzlar (NaCl’ün kireçtaşı içinde konsantrasyonu)

C. genişleme: güneş ısısı (farklı genleşme katsayıları)

D. ıslanma – kuruma: bazı mineraller suyu alınca genleşir.

E. aşınma: sürtünme (kayaların birbiri üzerinde sürtünmesi, buzullar), etki (akarsular

taşırken birbirlerine çarpma)

• kısaca “parçalanma” denebilir. Parçalanmaya, ısı değişmeleri, donan su, akarsular,

buzullar ve rüzgarlar, bitkiler, hayvanlar neden olur.

• Isı değişmeleri ile parçalanma:

• Minerallerin genleşme katsayıları farklıdırlar. Çabuk ısınıp, çabuk soğuyan dış

kısımlar etkilenir. Isınan minerallerin hacim olarak büyüme katsayıları, kalsitte

0.0002, kuvarsta 0.0003, ortoklasta 0.0007, hornblendde 0.00084 tür. Isı değişimleri

ile parçalanma çöllerde daha etkindir.

• Suyun donması ile parçalanma: Buzun hacmi, kendini oluşturan suyun hacminden %9

daha fazladır. Günlük sıcaklık değişimlerinin, donma çözülme olaylarının olduğu

yüksek alanlarda etkilidirler.

• Akarsular, buzullar ve rüzgarların aşındırıcı etkileri:

• Özellikle akarsuların aşındırıcı etkileri çok fazladır. Aşındırma, kemirme, oyma vb

etkiler gösterirler. Akarsuların aşındırma etkileri, akarsuyun miktarı, akış hızı,

kayaçların dayanıklılığı, geçen zaman, akarsuyun taşıdığı yüke bağlıdır.

• %0.2 eğimli bir dere içersinde sürüklenen 20 cm çapındaki taşlar, kumtaşı ise 1.5 km

sonra, gnays ve mikaşist ise 5 – 6 km sonra, granit ise 11 km sonra, 2 cm çap iriliğine

ufanabilirler.

• Buzulların aşındırıcı etkileride çok fazladırlar.

KİMYASAL AYRIŞMA

• Kısaca “değişme” denebilir. Kayaçlardaki mineralleri kimyasal anlamda değiştiren ve

bunlardan yeni bileşiklerin meydana gelmelerine neden olan ayrışmalardır.

• Kimyasal ayrışma ile bazı mineraller yok olur ve ikincil (sekonder) karakterli yeni

ürünler oluşur. Fiziksel ayrışma, parçaların yüzeylerini büyüttüğünden, kimyasal

ayrışmayı kolaylaştırır.

• Su ve Oksijen en önemli iki faktördür.

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

BİYOLOJİK AYRIŞMA OLAYLARI

• Nitrifikasyon bakterileri: 1 mikron kadardır. Yaşamak için su, bazı mineral maddeler

+ havanın veya taşların CO2 + gaz veya suda çözünmüş NH4 bileşikleri yeterlidir.

Enerji gereksinimlerini amonyumu nitrite nitriti nitrata okside ederek sağlarlar.

• CO2 ve organik asitler salgılayan bir kısım bakteriler, aliminyum silikatleri, özellikle

feldspatları ve kaoliniti ayrıştırabilirler.

• Likenler, yeşil ve mavi algler, yosunlar kaya çatlaklarında kayalarda amorf silisi ve

alumo silikatları oluştururlar

• Diyatomeler kaolini değiştirir.

• Yüzey likenleri: Likenler, alglerle mantarların bir simbiyozu ürünüdür (çıplak kayalar

üzerinde) ve kayaya kök benzeri organlarını salar.

• Çukur likenleri: kalker kayaların 1 – 2 cm üzerinde yalancı kökler (hifler) bir toprak

oluşturur.

• Yalancı kökleri ile taşların 20 cm kadar içine girebilen yosunlar mevcut. Zamanla ince

kalınlıkta toprak oluşur.

• Yüksek bitkilerin irili ufaklı kökleri, zamanla kalınlaşır. mekanik ve biyokimyasal

ayrışmaya neden olur.

TOPRAK ORGANİK MADDESİ

SINIFLANDIRMA

A. yaşayan bitkiler, hayvanlar, mikroorganizmalar

B. ölü, bitkilerin, hayvanların, mikroorganizmaların ayrışması

C. humic maddeler (ayrışmış maddeler tanımlanamaz, bitkimi, hayvanmı vs.)

- fulvik asitler

- humik asitler

- huminler

NaOH

HCl

Toprak Organik Maddesi

çözünemez çözünür

humin çözünemez çözünür

Humik A. Fulvic A.

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

Toprak Organik Maddesi Bileşenleri

Fulvik asitler Humik asitler Humin

Renk sarıdan

kahverengine

koyu kahverengi

veya koyu gri

siyah

Molekül ağırlığı artıyor artıyor artıyor

Aktivitesi (asit indirgeme) kuvvetli zayıf zayıf

Suda çözünürlük yüksek düşük düşük

Hakim ORDO Spodosols Mollisols Mollisols

MİNERALLERİN DAYANIKLILIK İNDEKSİ BLUE-GOLDRICH SERİSİ EN

DAYANIKLI

Anatase -3 EN ÇOK DAYANIKLI

Muscovite -2

Rutile -1

Zirkon 1

Tourmaline 2

Monazite 3

Garnet 4

Biotite 5

Apatite 6

Ilmenite 7

Magnetite 8

Staurolite 9

Kyanite 10

Epidote 11

Hornblende 12

Andalusite 13

Topaz 14

Sphene 15

Zoisite 16

Augite 17

Sillimanite 18

Hypersthene 19

Diopsite 20

Actinolite 21

Olivine 22 EN AZ DAYANIKLI

KİMYASAL AYRIŞMA REAKSİYONLARININ ÇEŞİTLERİ

İ. HİDROLİZ

II. ŞELAT KOMPLEKSLERİ

III. KATYON DEĞİŞİMİ

IV. DİYALİZ

V. OKSİDASYON

VI. KARBONASYON

VII. HİDRATASYON

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

İ. HİDROLİZ

A. Silikatların ana reaksiyonudur

B. Suyun H+ ve OH- iyonları ile elementler veya minerallerin arasındaki reaksiyon

(tetrahedral)

M Si Al On + H+ OH- M+OH- + [Si (6H)0-4]n +

[Al (OH)6]on veya Al (OH)3 + (M, H) Al0 SiAlOn

(oktahedral)

C. Dünya çapında ifade edersek

1. OH- metal katyonlarla okyanuslara gidiyor alkali ortam yaratıyor

2. H+ alimino silikatlarla birleşir kil minerallerini oluşturur asit koşullar oluşur.

D. A’daki reaksiyonun sağ tarafa ilerlemesi işlemleri

1. tekrar eden su ilavesi

2. H+ iyonlarının ilavesi

3. ayrışma ürünlerinin birikimi

4. komplekslerin oluşması

5. ayrışma ürünlerinin bitkiler tarafından adsorbsiyonu

6. ayrışma ürünlerinin kolloidler tarafından adsorbsiyonu

E. pH değişimlerinin aşınma, ayrışmada önemi

O O – H

H

Si O Si – OH

H

O O – H

H

Al O Al – OH + KOH

H

O O – H artan pH

H

K O H

H

O O – H

Feldspat yüzeyi su Feldspat yüzeyi

Yüzeyde açığa çıkan atomlar yüklere sahiptir. Çeşitli kuvvetler suyun H+ ve OH-

iyonlarına ayrılmasına neden olur. OH- iyonları katyonlara bağlanır. H+ iyonları

anyonlarla yerdeğiştir. Yerdeğiştiren katyonlar ortam çözeltisinin pH’sının yükselmesine

neden olur. O atomlarının OH ile değişimleri ve K’un H ile yerdeğişimi daha zayıf olan

Al un oktahedral bağlarında daha çok olur. H+ iyonları K+ dan çok daha küçük olduğu için

mineral yapıya hücüm eder.

F. H+ iyon kaynakları

1. yağmur suları

2. mineral acitler

3. asit killer

4. organik asitler

5. yaşayan canlılar

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

II. ŞELAT (CHELATION) KOMPLEKSLERİ

A. metal iyonlarının organik bileşiklerle bağlanması ve kompleks oluşturması

B. oluşan ürün toprak çözeltisinde kalır fakat metal iyonları aktif değildir.

C. EDTA, sitrik asit, amino asitler, fulvic asitler, humik asiteler vs.

III. KATYON DEĞİŞİMİ

A. katyonlar arasında yerdeğişim

B. H+ özel bir duruma sahiptir. Tetrahedral kısımlardaki katyonlarla yerdeğiştirir.

IV. DİYALİZ

A. kil yarı geçirgen bir membran görevi görür (iyonlar için)

B. bataklıkların dibinde jel hali.

V. OKSİDASYON

A. elektron kaybı (e-)

B. (e-) genelde O2 tarafından alınır

C. O2 ortamda gereklidir fakat reaksiyona dahil değildir.

D. Bazı örnekler

2FeS2 + 2H2O + 7O2 2FeSO4 + 2H2SO4

S’ün oksidasyonu –1 değerden +6 değere

FeSO4 + 2H2O Fe(OH)2 + H2SO4

gri-yeşil

4Fe(OH)2 + 3O2 + 2H2O 4Fe(OH)3

Fe’in oksidasyonu +2 değerden +3 değere

VI. KARBONASYON

A. Jeolojik materyalle CO3 veya HCO3

- ün kombinasyonu

B. Örnek karbondiyoksitli suyun dolomitle reaksiyonu

CaMg(CO3)2 + 2CO2 + 2H2O Ca(HCO3)2 + Mg(HCO3)2

VII. HİDRATASYON

Diğer reaksiyonlar sırasında suyun eklenmesi

AYRIŞMA

Kayaçlar Oluşurken Orjinal Koşullar

- yüksek sıcaklık

- yüksek basınç

- hava yok

- su yok

Şimdiki Koşullar

- düşük sıcaklık

- düşük basınç

- hava var

- su var

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

Ayrışma: Yeni koşullar altında daha dengede olan materyallerin parçalanması ve alterasyonu

Purdue University Agry 565 Soils Genesis ders notları

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

Purdue University Agry 565 Soils Genesis ders notları

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

AYRIŞMA VE TOPRAK OLUŞUMU

- Ayrışma, kayaların ve minerallerin, doğal şartlar altında fiziksel ve kimyasal

parçalanması ve değişmesidir.

- Ayrışma ile kayalar gevşer, fiziksel ve kimyasal karakterleri değişir (Jeogenetik

ayrişma).

- Bu sırada oluşan katı parçaların bir kısmı ile, çözünebilen diğer ürünler, başka yerlere

taşınır ve yerinde “regolith” denilen gevşek bir kütle kalır.

- Regolitler, taşıyıcı kuvvetlerin bulunmadığı, veya önemsiz olduğu çevrelerde yerinde

kalır.

- Toprak regolit’in üst kısımlarından fiziksel, kimyasal ve biyolojik olayların yardımı ile

oluşur.

- Bu durumda regolit’ler, daha doğrusu onların üst kısımları, toprakların ana

materyalleri sayılırlar.

- Kayaların ayrışma ürünleri, akarsu, rüzgar, buzul gibi taşıyıcı kuvvetlerle başka

yerlere de taşınıp depolandıklarında, bunların üst kısımları da toprağın ana

materyelleri olarak iş görürler.

Püskürük Mağmatik Kayaçlar :

Silis (SiO2 ) oranları bakımından 4’e ayrılırlar.

Asit kayaçlar % 65-75 SiO2

Nötr kayaçlar % 52-65 SiO2

Bazik kayalar % 45-52 SiO2

Ultra bazik % 45’ ten az

Toprak oluşu bakımından önemli mineraller:

Pirit ve markazit: FeS2 Korindon (korundum) Al2O3 çok sert

Boksit (sulu aliminyum oksit karışımlarının genel adı)

Gibsit = Al(OH)3

Limonit 2Fe2O3.3H2O

Götit Fe2O3.H2O

Kalsit CaCO3 = Aragonit Dolomit CaMg (CO3)2

Siderit FeCO3

Anhidrit = CaSO4 Jips : CaSO4.2H2O

Apatit = Ca5(F,Cl; OH)(PO4)3 Ca5F(PO4)3= flor apatit

Ca5Cl(PO4)3=Klor apatit Ca5(OH)(PO4)3= hidroksil apatit

Olivin: (Mg, Fe)SiO4

Ojit = (Piroksenlerden) = (Ca, Mg, Fe, Al)2 (Al, Si)2 O6 (Ca-Mg-Fe-Aliminyum silikat)

Hornblende (Amfibollerden)= Ca2Na (Mg,Fe++)4 (Al, Fe+++, Ti)3 Si6O22(O,H)2

Magnezyum demir aliminyum silikat olduklarından bunlara Ferro-magnesian (MaFik)

mineraller denir.

SiO2 Mineralleri: Kuvars (SiO2)

Feldispat (Potasyumlu)Ortoklas, mikroklin, sanidin KalSi3O8

Plajyoklaslar (Na ve Ca’lu peldispatlar) Albit ve Anortit’in izomorfoserileri

Albit (NaAlSi3O8) % 0-10 Anortit

Oligokles %11-30 Anortit

Andesin %31-50 Anortit

Labrador %51-70 Anortit

Bitovnit %71-90 Anortit

Anortit (CaAl2Si2O8) %91-100 Anortit

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

MAĞMATİK KAYAÇLAR

Asit Kayaçlar Bazik Kayaçlar

Açık renkli mineraller fazla,

Ortoklas ve mafik mineraller

Koyu renkli mineraller fazla,

Plajioklas ve mafik mineraller

TEKSTÜR Kuvarslı Kuvarssız Hornblendli Piroksenli

Taneli Granit Siyenit Diyorit Gabro

Fazla feonkristli Granit porfir Siyenit porfir Diyorit porfir Gabro porfir

Az fenokristli Riyolit porfir Trakit porfir Andezit porfir Bazalt porfir

Felsitik Riyolit Trakit Andezit Bazalt

Cam gibi Obsidiyen Bazalt Obsidiyen

Parçalı İnce parçalar Kül ve tüfler, volkanik kül + toz

Büyük parçalar Breş ve anglomeralar

Granit: En az %10 oranında ortoklas, ayrıca %20-40 kuvars, az miktarda mika (muskovit veya

biyotit) ve mafik mineraller (hornblend) kapsar. Az miktarda apatit, magnetit vb. bulunabilir.

Granodiyorit, anortitçe zengin granittir.

Siyenit: Bileşimi granite benzer, yanlız kuvars miktarı çok daha azdır (en fazla %10).

Diyorit: Plajioklas tipi feldispatlarla bir veya birden fazla çaşit mafik minerallerden

kuruludur. Hornblend’çede zengindir. Kuvars, %10’dan azdır. Kuvars miktarı arttıkça

granodiyorite’e geçer; plajioklası daha bazikleştikçe gabro olur.

Gabro: Plajioklası diyoritinkinden daha baziktir. Plajioklas, ojit ve olivin önemli miktardadır.

Horblende, biotit, kuvars, ikinci derecede bulunur. Plajioklas grubu mineraller, diyorite göre

daha az bulunur.

SEDİMENTER KAYAÇLAR

A) Kimyasal ve Biyojen Tortullar: Kayaçların ayrışması sırasında oluşan çözünür ayrışma

ürünleri, sularla deniz veya göllere ulaşır.

Kireç taşları, geniş ölçüde kalsit (CaCO3) mineralinden kuruludur. Kireç taşları (kalkerler)

çok defa kil ile karışık bulunurlar.

Marnlı Kireç: %75 – 65 CaCO3 ve %25 – 35 kil kapsar

Marn : %65 – 35 CaCO3 ve %35 – 65 kil kapsar

Marnlı Kil : %35 – 25 CaCO3 ve %65 – 75 kil kapsar

Kalkerler, kilden başka, yabancı madde olarak kuvars, silikat parçalı ve demir oksitli

olabilirler.

Dolomit: CaMg(CaCO3)2 SiO2 nin oluşturduğu kayaçlar: Chert’ler (beyaz renkli) ve Flint’ler

(siyah renkli) kripto kristalin SiO2 bileşimindedir.

B) Mekanik veya Klastik Sedimenter Kayaçlar:

- Ayrışmanın katı ürünleri su, rüzgar, buzul gibi mekanik kuvvetlerle taşınır ve

yığılırlar.

- Çakıl, kum, tın, kil, yatakları şeklinde çökelirler. Eğer bu depozitler pekişmemiş ve

dayanıklı bir durum gösteriyorlarsa, konglomera, breş,kum taşı, shale vb. oluşur. Bu

kayaçların sınıflandırılmasında tekstüe ve bileşim esas alınır.

Konglomera: 2 mm’den daha büyük çapta kaya parçalarının, kum, kil ve çimentodan ibaret

bir matriks içinde bulunmalarından oluşur. Bu çakıl taşları, genellikle iyi yuvarlaklaşmış olup

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

birbirine yakın büyüklüktedirler. En önemli birikim yerleri: alüviyal yelpazeler, nehir

kanalları ve plajlardır.

Breş: çakılları köşeli olup, ince taneli bir matriks içinde ve büyüklük bakımından oldukça

farklıdır.

Kum taşları: Kum büyüklüğünde olan tanelerden oluşur. Kuvarstan başka değişik oranlarda

feldispat, mika ve diğer minerallerde bulunur. Kalsit, kuvars ve demir oksit, hakim çimento

maddeleridir. Kumtaşı genellikle tabakalıdır ve değişik renklerde olur.

Silt taşları: Tane çapları silt iriliğindedir. Genellikle kum taşları ve şeyl’ler (shale) arasında

ince tabakalar halinde buluurlar.

Shale: Taneleri kil iriliğindedir. Karakteristik olarak tabakalı diziliştedir. Kuvars, mika ve kil

içinde baskın olarak bulunan minerallerdir. Kalsit, bir çimento maddesi olarak %50 ‘ye kadar

bulunabilir. Lagün, taşkın ovaları ve göllerde bulunurlar.

METAMORFİK KAYAÇLAR

Isı, basınç, kimyaca aktif sıvılar etkilidir.

A) Masif strüktürlü (yapraklı olmayan): kireçteşı, mermer vb.. Olivinin kimyasal değişmesi

ile (hidroliz) serpantinler.

B) Slate’ler (kil ve silt taşları), fillit’ler (slateden daha kaba ve parlak), şist’ler, (kil taşları ve

bazalt, gibi ince taneli kayaçların metamorfikleşmesi), Gnays’lar (şeritli, iri tekstürlü ve

kaba yapraklıdırlar).

AYRIŞMA OLAYLARI

Kayaçların ve minerallerin toprak oluşturma sürecinde ayrışmaları, fiziksel, kimyasal ve

biyolojik karakterli bir sıra olayların birlikte ürünüdür.

FİZİKSEL AYRIŞMA OLAYLARI: kısaca “parçalanma” denebilir. Parçalanmaya, ısı

değişmeleri, donan su, akarsular, buzullar ve rüzgarlar, bitkiler, hayvanlar neden olur.

Isı değişmeleri ile parçalanma:

Minerallerin genleşme katsayıları farklıdırlar. Çabuk ısınıp, çabuk soğuyan dış kısımlar

etkilenir. Isınan minerallerin hacim olarak büyüme katsayıları, kalsitte 0.0002, kuvarsta

0.0003, ortoklasta 0.0007, hornblendde 0.00084 tür. Isı değişimleri ile parçalanma çöllerde

daha etkindir.

Suyun donması ile parçalanma: Buzun hacmi, kendini oluşturan suyun hacminden %9 daha

fazladır. Günlük sıcaklık değişimlerinin, donma çözülme olaylarının olduğu yüksek alanlarda

etkilidirler.

Akarsular, buzullar ve rüzgarların aşındırıcı etkileri:

Özellikle akarsuların aşındırıcı etkileri çok fazladır. Aşındırma, kemirme, oyma vb etkiler

gösterirler. Akarsuların aşındırma etkileri, akarsuyun miktarı, akış hızı, kayaçların

dayanıklılığı, geçen zaman, akarsuyun taşıdığı yüke bağlıdır.

%0.2 eğimli bir dere içersinde sürüklenen 20 cm çapındaki taşlar, kumtaşı ise 1.5 km sonra,

gnays ve mikaşist ise 5 – 6 km sonra, granit ise 11 km sonra, 2 cm çap iriliğine ufanabilirler.

Buzulların aşındırıcı etkileride çok fazladırlar.

KİMYASAL AYRIŞMA OLAYLARI: Kısaca “değişme” denebilir. Kayaçlardaki

mineralleri kimyasal anlamda değiştiren ve bunlardan yeni bileşiklerin meydana gelmelerine

neden olan ayrışmalardır. Kimyasal ayrışma ile bazı mineraller yok olur ve ikincil (sekonder)

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

karakterli yeni ürünler oluşur. Fiziksel ayrışma, parçaların yüzeylerini büyüttüğünden,

kimyasal ayrışmayı kolaylaştırır.

Su ve Oksijen en önemli iki faktördür.

a) Suyun çözücü kuvveti, içinde bulunan tuzların ve asitlerin etkisi ile artar. Bütün sular,

özellikle toprakta ve kayalar arasında dolaşanlar CO2lidirler. H2SO4, kükürtlü bileşiklerin

okside olmasıyla, HNO3 yıldırımlı fırtınalarda ayrıca organik madde parçalanması ile

oluşurlar. Sudaki tuzlar, özellikle Klor tuzları CaCO3 ve CaSO4 un çözünme yeteneğini

artırır.

CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3)2 ........ hidroliz

KOH + 2CO2 K2CO3 + H2O........ karbonasyon

Ca(OH)2 + 2CO2 Ca(HCO3)2 ......

b) Hidrasyon, su moleküllerinin veya hidroksil gruplarının, mineral ile, mineralin kendisinde

gerçek bir dağılma veya değişme olmadan oluşturduğu bileşik. Mineral taneciklerin

yüzeylerinde ve kenarlarında su moleküllerinin yığılması. Humid bölgelerde daha

yoğundur. Birçok mineraller, kolaylıkla hidrate olurlar.

2Fe2O3 + 3H2O 2Fe2O3.3H2O

Hematit (kırmızı) Limonit (sarı)

Basit tuzlardan anhidritin hidrasyonunda, su veya hidroksil gruplarının etkisi, onun

özelliklerinde de değişikliğe neden olur ve bütün strüktürü kaplar:

CaSO4 + H2O CaSO4.2H2O

c) Hidroliz, Su moleküllerinden pek azı, H+ ve O- iyonlarına ayrılmış durumundadır.

Hidroliz, hidrojen iyonunun (hidroksonyum), minerallerin kristal struktürüne hucum

etmesi, bazik iyonlarla yer değiştirerek strüktürün dağılmasına neden olmasıdır. Örneğin:

KAlSi3O8 + H2O HAlSi3O8 + KOH

Ortoklas (Alümosilis asidi = hidrojen feldispat) dayanıksız.

2HAlSi3O8 + 5HOH Al2Si2O5(OH)4 + H2SiO3

Kil minerali (kaolinit)

Veya HAlSi3O8 + 4HOH Al(OH)3 + 3H2SiO3

Aliminyum hidroksit

Mikada durum farklıdır.

KAl2(Si3Al)O10(OH)2 + HOH HAl2(Si3Al)O10(OH)2 + KOH

Muskovit H-mika: illit

Eğer içtabakalar arasındaki K’un hepsi çıkarılırsa, vermikulit oluşur.

Kalsiyumlu feldispatın (anortitin) hidrolizi:

CaAl2SiO8 + 3HOH Al2Si2O5(OH)4 + Ca(OH)2 (burada serbest silis asidi oluşmaz)

kaolin

d. Oksidasyon: İyi havalanmış kaya ve toprak materyalleri içersinde oluşur. Burada oksijen

miktarı fazla, biyolojik oksijen isteği azdır. En önemli reaksiyon 2 değerli demirin 3

değerli demire yükseltgenmesidir.

Fe++ Fe+++ + e burada e = elektron transferi

Ferro demiri olan minerallerin oksidasyonu, parçalayıcı bir ayrışama sürecidir (hacimce

değişme yükün 3 değerli olması), strüktür dağılır. Örnek mineraller biyotit, hornblende, olivin

vb. Bu parçalanma ile primer minerallerden ayrılan demir, hidroksil ile ve/veya oksijen ile

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

birleşerek demir minerallerini oluşturur. Manganez ile de buna benzer şekilde sekonder

oluşuklar meydana gelir. Oksidasyonda suda çözünmüş hava oksijeni rol oynar.

3MgFeSiO4 + 2H2O H4Mg3Si2O9 + SiO2 + FeO

olivin serpantin ferrooksit

4FeO + 3H2O + O2 2Fe2O3.3H2O

ferro oksit limonit

2FeS2 + 7H2O + 15O 2Fe(OH)3 + 4H2SO4 (serbest sülfirik asit)

pirit ferri hidroksit

e. Redüksiyon: Materyalin su ile doygun çevrede ve zamanda oluşur. Oksijen miktarı düşük,

biyolojik oksijen isteği fazladır. Olay demirin, çok mobil olan iki değerli demir “ferro”

formuna indirgenmesidir. Suyun aşağı yukarı hareketi varsa, bu ferro demir sistemden

kaybolabilir. Eğer bu sistem içinde kalırsa, sülfitler ve benzer bileşikler oluşur ve toprak

materyalinde yeşilimsi ve mavimsi gri renkler oluşur. Devamlı taban suyunun varlığı bu

renklerin belirtisidir. Eğer demir hidro-ferro oksit formunda kalırsa, karakteristik portakal ve

sarı renklilik oluşur (organik maddece zenginlikle ve taban suyu hareketi ile ilgilidir).

BİYOLOJİK AYRIŞMA OLAYLARI

Biyolojik ayrışma yüksek ve ilkel bitkilerle (bakteriler, algler, likenler) hayvanların neden

oldukları ayrışmadır.

- nitrifikasyon bakterileri: 1 mikron kadardır. Yaşamak için su, bazı mineral maddeler +

havanın veya taşların CO2 + gaz veya suda çözünmüş NH4 bileşikleri yeterlidir. Enerji

gereksinimlerini amonyumu nitrite nitriti nitrata okside ederek sağlarlar.

- CO2 ve organik asitler salgılayan bir kısım bakteriler, aliminyum silikatleri, özellikle

feldspatları ve kaoliniti ayrıştırabilirler.

- Likenler, yeşil ve mavi algler, yosunlar kaya çatlaklarında kayalarda amorf silisi ve alumo

- silikatları oluştururlar.

- Diyatomeler kaolini değiştirir.

- Yüzey likenleri: Likenler, alglerle mantarların bir simbiyozu ürünüdür (çıplak kayalar

üzerinde) ve kayaya kök benzeri organlarını salar.

- çukur likenleri: kalker kayaların 1 – 2 cm üzerinde yalancı kökler (hifler) bir toprak

oluşturur. Yalancı kökleri ile taşların 20 cm kadar içine girebilen yosunlar mevcut. Zamanla

ince kalınlıkta toprak oluşur.

- Yüksek bitkilerin irili ufaklı kökleri, zamanla kalınlaşır. mekanik ve biyokimyasal

ayrışmaya neden olur.

KAYALARIN AYRIŞMALARI

PÜSKÜRÜK KAYALARIN AYRIŞMALARI

GRANİTİN AYRIŞMASI:

Ortoklas H2O kil minerali + erir SiO2 + K bileşikleri

Kil minerali oluştuğu yerde birikir. Erir SiO2 sol haldedir ve kolaylıkla su ile birleşir ve

taşınabilir. Suyun bir kısmını kaybedince “gel” haline geçer (H2SiO3 H2O + SiO2)

çoğunluğu kil mineralleri ile birlikte kalır, topraklara ve yapışkan ve plastik bir hal verir.

Açığa çıkan K genellikle diğer ayrışma ürünleri tarafından absorbe edilir ve yıkanmaktan

kurtulur. K, CO2 ilede birleşebilir (Na – K)

Plajioklas (Na-Ca Aliminyum Silikat) + H2O H-Aliminyum silikat + Na ve Ca + erir SiO2

Not: Na ve Ca bileşikleri, OH, CO3, SO4 olabilir.

Kuvars güç değişir. Sadece tanelerin çapı küçülür.

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

Biyotit: Fe ve Mg kapsar. Biyotit + H2O = kahverengi Biotit = klorit.

Klorit = demiroksitler + kil mineralleri + SiO2 ayrıca içindeki Mg = H2O ve CO2 ile MgCO3

oluşur ve yıkanır.

Muskovit: dayanıklı bir mineraldir. Kuvarstan sonra gelir.

Pirit: demir oksitlere ve seyreltik H2SO4 e değişir. H2SO4, Ca, Mg, K veya Na ile kolayca

birleşir. Deniz suyundaki MgSO4 ve CaSO4 buradan gelir.

DİYORİT VE GABRONUN AYRIŞMASI

Bileşimlernde Plajioklas’lar (Na-Al silikat), hornblende (Ca, Mg, FeAliinyum silikat), ojit

(piroksen), olivin (MgFeSiO4) gibi mafik mineraller vardır.

Ayrışma sırasında, Aliminyum silikatler kil minerallerine, demirleri su ve oksijenle birleşerek,

hematit ve limonite değişir ve bir kısmı erir SiO2 serbest kalır. Ca ve Mg’lar çözeltiye geçer

ve çoğu kez karbonat ve sülfat tuzlarını oluşturur ve suda erir halde çevreden uzaklaşırlar. Erir

SiO2’den de bir kısmı uzaklaşır.

Kalanlar: kil mineralleri + limonit + hematit + çok az kuvars. Fazla miktarda organik madde

demir oksitlerin rengini maskeler. Toprak koyu gri siyahımsı renk alır.

BAZALT ve Bazalt Obsidiyen’in yapıları Gabroya çok benzer. Gabroda çok azda olsa

(%10’dan az) kuvars bulunduğundan, ayrışma ürünlerinde kuvars bulunur, bazaltın ayrışma

ürünleri arasında kuvars bulunmaz.

ARA ÜRÜNLER

Bir püskürük kayaç değişirken orginal materyalden ve son ürünlerden farklı ara ürünler ortaya

çıkar.

İnce taneli muskovit, ortoklas değişirken ana ürün olarak oluşur.

Klorit, biyotit ve maik minerallerin ayrışmaları sırasında ortaya çıkar.

AYRIŞMANIN STABİL VE SON ÜRÜNLERİ

Orta yağışlı ve ılıman şartlarda oluşan ayrışmanın çözünmeyen ve nisbeten stabil ürünleri, kil

mineralleri, kuvars ve demir oksitlerdir. Ayrışma sonucu oluşan kil minerallerinin yapıları ve

özellikleri ayrışma şartlarına bağlı olarak değişebilir.

Kaolin: alkali ve toprak alkalisi metallerin iyi havalanmış süzek şartlar altında önemli

oranlarda uzaklaşmasını sağlayacak ayrışma ortamlarında oluşur.

Montmorillonit: ayrışma sırasında açığa çıkan magnezyumun tamamen yıkanamadığı ve

oksitlenme şartlarının kuvvetli olmadığı yerlerde oluşur (az yağışlı).

Boksit: hem humid hem tropik iklimlerde ve iyi havalanmış drenaj koşulları altında oluşan

tipik ayrışma ürünündür. Aliminyum silikatın bütün SiO2 inin yıkanması durumunda oluşur.

Fazla demiroksit kapsayan aliminyum silikatlerin ayrışma ürünleri ise aynı şartlarda sulu

aliminyum oksit ve sulu demir oksitlerden oluşan (sulu seskioksitler) kırmızı renkli bir

karışımdır. Eğer bu karışım SiO2 da kapsıyorsa “Laterit” denir. Lateritin iyon değişim

kapasitesi kaolinitinkinden azdır.

Çözünen materyal, ayrışma bölgesinden sularla uzaklaştırılabildiği gibi, çözünmeyenlerin bir

kısmı süspansiyon halinde taşınabilir.

SEDİMENTER KAYALARIN AYRIŞMALARI

Konglomera’lar: hangi kaya ve minerallerin çakıllarından ve hangi çimento maddelerinden

oluşmussa bunların ayrışma ürünlerinden oluşur.

Kumtaşları. Kum iriliğinde tanecikler, çoğunlukla kuvars yapısındadır. Bir çimento maddesi

varsa bu bünyeden ayrılır.

Kiltaşları: çoğunlukla kil minerallerinden ibarettirler, ayrıca kil mineralleri agregatlarına

ayrılırlar. Kil taşlarının üzerindeki toprağa kil toprağı denir.

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

Kireçtaşları ve diğer karbonatlı kayalar: karbonatlar yıkanıp gittikçe taşın bünyesindeki chert,

flint, kil demir oksitler, kuvars taneleri gibi yabancı maddeler, kaya örtüleri halinde yığılırlar.

Özellikle dolomitlerin üzerindeki kırmızı örtüler, dolomitin içinde az miktarda bulunan

demirin ayrışma sırasında hematite dönüşmesinden ileri gelmektedir. Bazen bu topraklar %10

nun üzerinde hematit kapsayabilirler.

Kaya tuzları, ve jips kayaları: kolayca çözünürler. Geride kalan yabancı maddeler bunlar

üzerindeki toprakları oluştururlar.

TOPRAK GENESİSİ HAKKINDA SİMONSONUN (1959) GÖRÜŞÜ

Her çeşit fiziksel, kimyasal ve biyolojik orijinli olayın (organik maddenin toprağa ilavesi, kil

birikmesi, mineral transformasyonu, toprak çözeltisindeki mineral maddelerin profilden

uzaklaşması vb.) toprak oluşuna etki yaptığı görüşünü getirmiştir. Bu görüşe göre her çeşit

olaylar, bütün sürdüğü halde, toprakların değişik karakter kazanmasında başlıca rolü,

olayların toprak oluşumundaki katkı payları oynamaktadır.

Her toprak için belirli bir olaylar dengesinin oluşması bahis konusudur. Bu denge değişirse,

toprak başka bir toprağa dönüşür.

Simonsen teorisi, toprak horizonlarının oluşmasına dayandırılmıştır. Bu değişimler 4 gruba

ayrılmıştır.

1. toprak sistemine ilaveler. (organik madde, O, CO2, su, N, erozyonla birikim, gübreleme,

vb)

2. toprak sisteminden uzaklaşmalar: Ca, Mg, K, N, vb. elementlerin yıkanarak uzaklaşması, su

ve rüzgar erozyonu, bitki besin maddesi alımı.

3. toprak profilinde taşınmalar: kil tanelerinin Fe, ve Al vb. B horizonuna taşınmasıve

birikmesi, aynı şekilde kireç, kil, jips birikimi, bitki köklerinin aldığı elementlerin yüzeye

taşınması, krotovinaların faaliyetleri vb. olaylar

4. Şekil değiştirme: fiziksel kuvvetler, toprakta değişmelere neden olur (toprak tanelerinin

ufalanması, agregatların ikincil strüktürel ünitelere dönüşmesi) organik maddenin ayrışması

ve çeşitli humus formlarını oluşturması, toprak sistemindeki çeşitli kimyasal reaksiyonlar

sonucu (oksidasyon, redüksiyon, katyon değişimi, vb.) yeni minerallerin oluşumu.

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

KİL MİNERALOJİSİ

1. Nedir? Tanımı

a. < 2 m

b. bileşimi

- silikatlar

kaolinit, smektit vs.

- oksitler

SiO2, Fe2O3, Al2O3

2. Niçin Önemlidir?

a. kimyasal özellikleri

- birçok reaksiyon için geniş yüzey alanı

- elektiriksel yük

positif yük

çok ayrışmış topraklarda anyon adsorbsiyonu

negatif yük

en genel olan, Ca2+, Mg2+, K+, NH4+, Na+

değişebilir yük

pH’ya bağlı

b. fiziksel özellikleri

- suyu sıkıca tutar

- şişer – büzülür, porlar suyla dolunca kapanır, kök gelişimini etkiler

3. Nerden Gelirler?

a. Kalıtsal

b. Toprak içinde oluşur

- toprakta hafif değişimler, mika vermikulite

- silikat artıklarının yeniden birleşimi

- iyonlardan oluşum

laboratuarda kaolinit, smektit

arazide yeni mineraller (ana materyalle ilişkili olmayan)

4. Sonunda Ne olur?

a. ayrışmaya dayanıklı olanlar toprakta kalır

b. diğer kil minerallerine dönüşür

c. erozyona uğrar, yıkanır

d. çözünür ayrışma ürünleri uzaklaşır

e. en sonunda Fe, Al oksitler şeklinde kalır Si yıkanır

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

Kil Minerallerinin Mantıksal Ayrışma Şemaları

mineral İç tabaka Oktahedral

katyonlar

Tetrahedral

katyonlar

Bağlanmış

anyonlar

yük KDK

cmol/kg

Muskovit K Al2 Si3Al O10(OH)2 1.0 -

Vermikulit *(Ca, Mg, Na vs.) Al2 Si3.2Al0.8 O10(OH)2 .9-.6 160

Smektit *(Ca, Mg, Na vs.) Al2 Si3.5Al0.5 O10(OH)2 .6-.2 110

HI-smektit *Al, **(Al, Mg, vs) Al2 Si3.5Al0.5 O10(OH)2 - 100-30

Kaolinit Yok Al2 Si2 O5(OH)4 0 3

Gibsit Yok Al - (OH)3 0 3

2:1 1:1 0:1

__________________________________________ _________ _______

artan ayrışma

Alfisols Ultisols Oxisols

Aynı primer minerallerinden farklı ayrışma koşullarında farklı sekonder kil mineralleri

oluşabilir.

A. 5NaAlSi3O8 + 40H2O 5Al(OH)3 + 15H4SiO4 + 5NaOH

albit gibsit

B. 5NaAlSi3O8 + 27.5H2O 2.5Al2Si2O5(OH)4 + 10H4SiO4 + 5NaOH

kaolinit

C. 5NaAlSi3O8 + 20H2O 2Na0.5Si3.5Al2.5O10(OH)2 + 8H4SiO4 + 4NaOH

smektit

Oxisols

Gibsit

Ultisols

Kaolinit

Si Vertisols

Smektit

KİL MİNERALLERİNİN ORTAMLARI

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

Biyotit (2:1)

- anamateryal orijinli

- çok az ayrışma ortamı (4)

- bitkiler için K kaynağı

- genç topraklarda genel (Inceptisols)

İllit (2:1)

- denizel ortamlarda oluşur, shale geneldir

- orta derecede ayrışma ortamı (7)

- K’u fikse edebilir

- Oxisols’lar dışında diğer topraklarda geeldir

Vermikulit (2:1)

- Biyotit’ten K’un uzaklaşması ile oluşur (transformasyon)

- orta derecede ayrışma ortamı (8)

- nadiren diğer minerallere değişir

- topraklarda genel değildir

Smektit (2:1)

- Diğer kil minerallerden veya solusyon birikimi ile oluşur

- Zayıf drenajlı topraklarda bazlarca doygun, Si ca doygun topraklarda oluşur

- Çok küçük tane boyu

- orta derecede ayrışma ortamı (9)

- Aquolls ve Aqualfs’lerde genel

Kaolinit (1:1)

- Diğer kil minerallerinden Si kaybı ile oluşur veya çözeltiden

- Shale de genel

- kuvvetli ayrışma ortamı (10)

- Ultisols ve Oxisols’lerde genel

Hidroksi-interlayered vermikulit (2:2)

- çok asitli topraklarda Al’un çok bol olduğu ortamlarda oluşur

- kuvvetli ayrışma ortamı (10)

- birçok toprakta genel

Gibsit (0:1)

- ileri ayrışma ortamı, çok fazla Si kaybı,

- çok kuvvetli ayrışma ortamı (11)

- Oxisols’lerde ve iyi drenajlı topraklarda geneldir

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

Tabakalı Silikat Killerinin Yapısı (basit yapı blokları)

1. Tetrahedron - SiO4 2. Octahedron - Al(OH)6

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

İzomorfik yerdeğişim = kristal oluşumu sırasında atomların yerdeğişimi

Zn+2 for Al+3

or Al+3 for Si+4

or Cu+2 for Mg+2

Devamlı yüklere (permanents charge) neden olur

A. 1:1 Type Minerals 1. Mostly, kaolinite

2. Unit layers H-bonded together

è genişlemeyen sabit tabaka "fixed lattice type"

ü tabakalar içersinde negatif yük yok (no interlayer activity)

ü Şişme – büzülme yok (no shrink-swell)

ü Sadece dış yüzeylerde katyon değişimi (only external surface)

ü İyi cirstallenmiş (Well crystallized)

(a) Çok az izomorfik değişim (little isomorphous substitution)

ü Düşük katyon adsorsiyonu (low cation adsorption)

(b) Büyük tane büyüklüğü (larger particle size (0.1 - 5 m m))

- hexagonal şekilli (shaped )

B. 2:1 Tipi Kil Mineralleri 1. Genişleyen tabakalı

(a) Smectite grubu (genelde, montmorillonite)

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

(b) Serbestçe genişleyen

¯ tabakalar arasında su = yüksek şişme-büzülme

¯ tabakalar arasında adsorbe katyonlar

- iç ve dış yüzeylerde izomorfik değişim

¯ geniş iç yüey

(c) Zayıf kristallenmiş

¯ boyutları küçük

¯ izomorfik değişim = yüksek katyon adsorbsiyonu

(d) Vermiculite

¯ smectites benzer, tetrahedral tabakadaki, yerine Si+4 , Al+3 yok

¯ tabakalar içi iyonlar genelde (Mg+2 + H2O) ile yapılandırılmıştır

= sınırlı genişleme

¯ yüksek katyon adsorbsiyonu

2. Genişlemeyen tabakalı

u Al+3 ve K+ yerdeğişimi, Si+4 (tetrahedral sheet) için

u Kenarlarda ayrışma = K+ salınımı

- çok sınırlı genişleme

- orta katyon adsorbsiyonu

- sınırlı iç yüzey

- kaolinite ve vermiculite arasındaki özellikler

(b) Kloritler (Chlorites)

u illite ki K+, gibi octahedral tabakaya Mg- yerleşir

u illite benzer özellikler

2:1 tipi killerin kıyaslaması

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin

Büyüklük

(mm)

Yüzey alanı Tabakalar

Arası

boşluk

(nm)

Katyon

adsorbsiyonu

dış iç

Kaolinite 0.1-5.0 10-50 - 0.7 5-15

Smectite <1.0 70-150 500-700 1.0-2.0 85-110

Vermiculite 0.1- 5.0 50-100 450-600 1.0-1.4 100-120

Illite 0.1-2.0 50-100 5-100 1.0 15-40

Humus kaplama - - - 100-300

Kil minerallerinin sonu

- Bazıları çok dirençlidir toprakta kalır

- Bazıları diğer kil minerallerine dönüşür

- Erozyonla yıkanır

- ayrışır ve uzaklaşır

- sonunda

- Fe, Al oksitler olarak kalır

- Si yıkanır

Toprak Oluşumu, Sınıflandırma ve Haritalama Ders Notları Prof. Dr. İlhami Bayramin