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
Top Related