KIZILKAYA İGNİMBİRİTLERİNDE GÖRÜLEN SÜREKSİZLİKLERİN İNCELENMESİ VE KAYA KÜTLESİNİN TANIMLANMASI

Öz

Ülkemizin önemli doğal ve tarihi anıtlarından biri olan Ihlara Vadisi, İç Anadolu Bölgesi’nin Aksaray İli sınırları içerisinde yaklaşık 52 km2’lik bir alanı kaplar. Jeomorfolojik yapı, volkanizma, hidrotermal etkinlik, tarihi ve kültürel çeşitlilik bakımından dünyada çok ender görülen bir özelliğe sahiptir. Bu bölgede, Melendiz çayı drenaj sisteminin sert ignimbirit kalkanını ve bunun altında yer alan yumuşak tüfleri kesmesi ve atmosferik şartlara bağlı olarak gelişen aşınma sonucunda kanyonumsu akarsu vadileri meydana gelmiştir. Kızılkaya ignimbiritleri, Kızılkaya köyünün kuzeyinde daha güzel görünümlü olup, ilk defa Beekman (1966) tarafından bu isimle adlandırılmıştır. Genelde beyazımsı gri renkli olup bozunmuş yüzeyleri pembe görünümlüdür. Masa tepecikler şeklinde ve sütunsu görünüm sunan Kızılkaya ignimbiritlerinde, belirgin bir şekilde gelişmiş olan soğuma çatlakları ile diğer sistemlerde gelişmiş olan kırık ve çatlakların atmosferik etkenlerle daha da gelişmesi sonucunda bloklar halinde kopmalar meydana gelmektedir. Kaya kütlesinin tanımlanması; jeolojik, fiziksel ve mekanik özelliklerinin tanımlanmasıyla ilgili verilere ait bir modelin oluşturulmasıdır. Bu işlemde en önemli aşama, süreksizliklere ait özelliklerin belirlenmesidir. Bu çalışmada, Kızılkaya ignimbiritlerinde yapılan 75 adet süreksizlik ölçümünden faydalanarak, kayacın mühendislik özellikleri tespit edilmiştir. Bu özellikler, süreksizliklerin (çatlak, fisür, kırık vs.) eğimi ve yönelimi, süreksizlik aralığı ve açıklığı, süreksizlik devamlılığı ile yüzey pürüzlülüğü ve dalgalılığı dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Ortalama değerlere göre, süreksizliklerin doğrultu yönleri KD-GB, eğim değerleri 87.5o GD, süreksizlik açıklığı 4.5 cm., süreksizlik devamlılığı 23.6 m. ve süreksizlik aralığı 3.44 metredir. İnceleme alanında yapılan Schmidt çekici sertlik tayininde Kızılkaya ignimbiritlerinde sağlam kayaç için 46.8, bozunmuş kayaçta ise 39.3 değerlerine ulaşılmış ve bu değerlere göre ignimbiritlerin az bozunmuş kayaç sınıfına girdikleri belirlenmiştir. İgnimbiritlerde süreksizlik yüzeyi dayanımı (JCS) 50.3 MPa olarak hesaplanmıştır. Kaya Kütlesi Sınıflaması (RMR) (Bieniawski, 1989) sistemine göre yapılan sınıflamada ignimbirit kaya kütlesi iyi kayaçtır.

Anahtar Kelimeler

• Ihlara Vadisi, Kızılkaya İgnimbiriti, Schmidt Sertliği, Süreksizlik Yüzeyi Dayanımı, RMR Sınıflaması.

Investigation Of Discontinuities Observed In Kızılkaya Ignimbrite And Description Of The Rock Mass

Abstract

Ihlara valley, which is one of the important natural and historical monuments of our country, covers 52 km2 areas on the central Anatolia region of Aksaray city. It is unique in the world in terms of geomorphology, volcanism, hydrothermal activity, history and culture. In this region, the canyon like valleys have been formed since millions of years activities of drainage system of Melendiz river by cutting the above hard ignimbrite shield and the below soft tuff formation and ongoing erosion by atmospheric factors. Kızılkaya ignimbrite has well seen at the north of Kızılkaya village and it was named first time after Beekman (1966). It is usually whitish gray in color, but the weathered surfaces may appear as orange to purple. It has been observed that the table like and columnar structure of Kızılkaya ignimbrite are facing the problems of splitting and fallen blocks on the cliffs due to systematically developed cooling joints and other joints and fractures formed as a result of effective atmospheric conditions. Description of a rock mass is developing a representative model for the geologic, physical and mechanical properties of the rock mass. The most important phase in this process is to quantitatively describe the discontinuity parameters observed in the rock mass in question. In this study, it is aimed to success engineering description of Kızılkaya ignimbrite by taking into account of parameters collected from 75 discontinuity measurements. These parameters include orientation and slope, aperture, persistence, spacing, roughness and wall strength of discontinuities. On the average, discontinuities have a dominant direction of NE-SW with a slope of 87.5o SE, 4.5 cm aperture, 23.6 m persistence and 3.44 m spacing. Schmidt hammer tests were conducted on the field and it was found that Kizilkaya ignimbrite is slightly weathered with a rebound value of 46.8 on fresh surfaces and 39.3 on weathered surfaces. Joint-wall compressive strength was calculated as 50.3 MPa. According to Rock Mass Rating (RMR) classification system (Bieniawski, 1989), the ignimbrite rock mass is finally described as good.

Keywords

• Ihlara valley, Kizilkaya ignimbrite, Schmidt hardness, Joint-wall strength, RMR classification.

Kaynakça

1. AİGM, 1999, Afet İşleri Genel Müdürlüğü Raporları, Bayındırlık ve İskan İl Müdürlüğü, Aksaray.
2. Aksaray Kültür ve Turizm Müdürlüğü, 2005, Aksaray İli Ören Yerleri Gelir ve Ziyaretçi İstatistiği
3. Aydan, Ö. ve Ulusay, R., 2003, Geotechnical and geoenvironmental characteristics of man-made underground structures in Cappadocia, Turkey. Engineering Geology, 69:245-272.
4. Ayhan, A. ve Papak, İ., 1988, Aksaray-Taşpınar-Altınhisar-Çiftlik-Delihebil (Niğde) Civarının Jeolojisi, MTA Raporu.
5. Barton, N. ve Choubey, V., 1977, The shear strength of rock and rock joints. Int. J. Rock Mechanics and Mining Science, 13:255-279.
6. Batum, İ., 1978, Nevşehir Güneybatısındaki Göllüdağ ve Acıgöl Yöresi Volkanitlerinin Jeoloji ve Petrogarfisi, H.Ü. Yerbilimleri, 4:50-69.
7. Beekman, P.H., 1966, Aksaray-Gelveri-Çınarlı Bölgesinin Jeoloji Raporu, MTA Raporu.
8. Bieniawski, Z.T., 1973, Engineering classification of jointed rock masses. Trans. South African Inst. Civil Engineering, 15:335-344.

9. Bieniawski, Z.T., 1989, Engineering Rock Mass Classifications, John Wiley, New York, 237 s.
10. Binal, A., 1996, Aksaray-Ihlara Vadisindeki Volkanosedimater Kayaçlarda Görülen Duraysızlık Mekanizmalarının Araştırılması. Y.Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi, 97 s.
11. Binal, A., Kasapoğlu, K.E., 2002, Donma-çözülme sürecinin Aksaray-Ihlara Vadisi’nde yüzeylenen Selime ignimbiritinin fiziksel ve mekanik özellikleri üzerine etkisi. VI. Bölgesel Kaya Mekaniği Sempozyumu, Konya, 189-196.
12. Doğdu, M.Ş., 1995, Melendiz Havzası (Aksaray) Hidrojeoloji İncelemesi, Y.Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi, 102 s.
13. Güllü, B., 2003, Mamasun yöresi (Aksaray) magmatik kayalarının jeolojik, petrografik ve jeokimyasal incelemesi, Yüksek Lisans Tezi, Niğde Üniversitesi, 85 s.
14. Göçmez, G., 1997, Aksaray Sıcak ve Mineralli Su Kaynaklarının Hidrojeolojik İncelenmesi. Aksaray Valiliği, İl Kültür ve Turizm Müdürlüğü.
15. Gökçeoğlu, C., 1997, Killi, yoğun süreksizlik içeren ve zayıf kaya kütlelerinin mühendislik sınıflamasında karşılaşılan güçlüklerin giderilmesine yönelik yaklaşımlar. Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi, 214 s.
16. ISRM, International Society for Rock Mechanics, 1981, Rock Characterization, Testing and Monitoring_ISRM Suggested Methods, ET Brown (ed.), Pergamon Press, Oxford.
17. Konyalı, İ.H., 1975, Abideleri ve Kitabeleri ile Niğde Aksaray Tarihi, I-III, İstanbul.
18. Ötüken, S.Y., 1990, Ihlara Vadisi, Kültür Bakanlığı Yayınları/1126, Ankara.
19. Pasquare, G., Poli, S., Vezzoli, C., Zanchi, A., 1988, Continental arc volcanism and tectonic setting in Central Anatolia, Turkey. Tectonophysics 146: 217– 230.
20. Priest, S.D. ve Hudson, J.A, 1976, Discontinuity spacings in rock. Int. J. Rock Mechanics and Mining Science, 13:135-148.
21. Seymen, İ., 1981, Kaman çevresinde Kırşehir Masifi’nin metamorfizması. Orta Anadolu’ nun Jeolojisi Sempozyumu, Ankara, 12-16.
22. Şimşek, Ş., 1997, Ihlara (Kapadokya) Özel Çevre Koruma Bölgesinin Jeolojisi ve Bölgede Yer Alan Termal Kaynakların Hidrojeolojik ve Hidrokimyasal Araştırması ve Korumaya İlişkin Öneriler. Aksaray Valiliği, İl Kültür ve Turizm Müdürlüğü.
23. Temel, A., 1992, Kapadokya eksplozif volkanizmasının petrolojik ve jeokimyasal özellikleri, Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi, 195 s.
24. Topal, T., Doyuran, V., 1997, Engineering geological properties and durability assessment of the Cappadocian tuff. Engineering Geology, 47: 175-187.
25. Ulusay, R. ve Sönmez, H., 2002, Kaya Kütlelerinin Mühendislik Özellikleri. TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası Yayınları, Ankara, 243 s.
26. Winkler, H., 1954, Niğde Vilayetinde Ihlara, Yaprakhisar, Selime, Kızılkaya, Göstük, ve Akhisar Bölgelerindeki Kaya Yuvarlanmalarının Jeolojik Sebepleri, MTA Raporu.