Kayaçlarda kırılma düzlemleri boyunca birbirinden ayrılan bloklardan biri diğerine göre gözle fark edilebilecek kadar yer değiştirirse “Fay” oluşur. Mekanik bakımdan faylar ve çatlaklar birbirlerine benzerler, fakat aralarındaki fark; çatlaklarda kırılma düzlemi boyunca sadece yanlara doğru bir açılma olurken, faylarda kırılma düzlemi üzerinde değişik yönlere doğru bir bloğun diğerine göre kayma hareketi olmaktadır.

Faylar

1. Fayları Oluşturan Unsurlar

Fayların tanımlama ve sınıflamasında aşağıda verilen fay unsurları göz önünde bulundurulur:

Fay Düzlemi (fay aynası): Kayma/yer değiştirme hareketinin oluştuğu düzleme denir.

Fay Çizikleri (slickenside): İki katı yer kabuğu bloğu fay düzlemi üzerinde birbirlerine göre kayarak yer değiştirirken, bu düzlem üzerinde hareketin niteliğini belirleyen birbirine paralel çizikler oluşur. Bunlara fay çizikleri (slickenside) denir. Hareketin doğrultusunu verir.

Fay Olukları: kayma sırasında bloklardan birisi içerisindeki nisbeten dayanımlı bir partikül (örneğin kuvars çakılı) diğer blok üzerinde giderek derinleşen ve aniden son bulan oyuklar oluşturur. Bu oluklara kayma olukları adı verilir, hareketin hem doğrultusunu hem de yönünü belirtmesi bakımından önemlidir. Kayma oluğunun giderek derinleştiği yön olmayan bloğun hareket yönüdür.

Mineralizasyon Basamakları: Fay düzlemleri üzerinde yer değiştirmeye dik doğrultuda gelişen mineral kristallenmesindeki basamaklar hareketin doğrultu ve yönünün belirlenmesinde önemli kolaylıklar sağlamaktadır. Daha çok kalsit basamakları şeklinde gelişen bu yapılarda basamakların indiği yön hareketin yönünü göstermektedir. Serpantinitlerde ise benzer şekilde Manyezit basamakları gelişmektedir.

Birden fazla faylanmanın olduğu durumlarda fay çiziklerinden ve/veya kalsit basamaklarından yararlanılarak fayların göreceli kronolojisi (birbirlerine oranla yaşlı/genç ilişkileri) hakkında bilgi sağlanabilmektedir. Bu durumda kesen ya da üzerleyen çizik ve/veya basamak diğerinden daha gençtir.

Kayma kertikleri: İki katı blok fay düzlemi üzerinde kayarak yer değiştirirken, birisi içindeki katı bir madde, diğer bloktaki düzlem üzerinde oyuklar kertikler oluşturur. Bu kertikler uzun eksenleri kayma çiziklerine dik olan yarım elipslerdir. Bu yarım elipslerin konveks (iç bükey) yani açık tarafları hareketin yönünü (olmayan bloğun hareket yönünü) gösterir.

Fay breşi (milonit): İki katı blok fay düzlemi üzerinde kayarak yer değiştirirken, iki bloktan da kopan dağılan köşeli parçalar ve kırıntılar, bir süreksizlik düzlemi olan fay düzlemi içinde dolaşımda olan solüsyonlar vasıtasıyla çimentolanır. Böylelikle fay düzleminde ezik, dağılgan bir zon oluşur. Buna fay breşi veya milonit zonu denir. Bu zon boyunca yer altı suları (sıcak-soğuk) yüzeye çıkar.

Fay kili: Fay blokları arasında sürtünmeden dolayı özellikle kırıntıların çok ince bir şekilde öğütülerek pudra haline getirilmişlerdir. Fay kili olarak adlandırılan bu pudra halindeki malzeme, fay düzlemi üzerinde renkli bir bant halinde bulunur. Fay kili bantları minerallerin çizgi renginde olduğu gibi faylanmaya katılan katılan kayaçların renginden daha farklı (açık renkli olarak) bir renkte görülür. Bu bantları sedimanter bantlardan ayırt etmenin yolu; sedimanter bantlar tabaka yüzeylerine paralel iken fay kili bantları tabakaları belli bir açı ile keserler. Son yıllarda özellikle fay kileri üzerinde yapılan yaşlandırma metodları (izotropic dating) ile fayların yaşları hassas olarak belirlenebilmektedir.

Tavan bloğu (hanging wall): Fay düzleminin eğim yönü tarafındaki blok, tavan blok olarak adlandırılır.

Taban blok (foot wall): Fay düzleminin eğim yönünün tersi tarafındaki blok, taban blok olarak adlandırılır.

Atım (röje): Fay düzlemi üzerinde blokların birbirine göre yer değiştirme miktarına atım denir. Atım, esas itibariyle fay çizikleri boyunca ölçülür.

Fay izi (Fay çizgisi): Fay düzleminin aşınmadan sonra yeryüzü ile yaptığı ara kesite fay çizgisi adı verilir.

 

2. Fayların Sınıflandırılması

2.1. Fay Düzlemi Üzerinde Kaymanın Şekline Göre Sınıflama

Fay düzlemi üzerindeki hareketin yani fay çiziklerinin çizdiği şeklin çizgisel veya eğrisel şeklinde oluşuna göre faylar ikiye ayrılır.

a. Rotasyonlu (Dönel) faylar: Bu faylarda fay düzlemi üzerinde yer değiştirme düz bir çizgi boyunca olmayıp, eğri şeklindedir. Dolayısıyla bu tür faylarda, fayın her iki bloğunda, faylanmadan önce birbirine tamamen paralel olan yapıların doğrultu ve eğimleri, faylanmadan sonra değişir ve paralellik bozulur.

b. Translasyonlu (dönel olmayan) faylar: Bu faylarda yer değiştirme, yani fay çizgilerinin çizdiği şekil, fay düzleminin doğrultusuyla çeşitli açılar yapan (doğrultuya dik, paralel veya verev) düz çizgilerdir. Dolayısıyla bu faylarda faylanmadan önceki yapıların, faylanmadan sonra her iki bloktaki durumları birbirine paraleldir.

2.2. Fayların Atım Yönlerine Göre Sınıflaması

Bu sınıflamada, fay düzlemi üzerindeki yer değiştirmenin, fayın doğrultusu ile yaptığı açı ilişkisi, yani düzlem üzerindeki fay çiziklerinin fayın doğrultusuna dik, paralel veya verev oluşu kullanılır.

    Eğim atım; doğrultuya dik yer değiştirmeyi,

    Doğrultu atım; doğrultuya paralel yer değiştirmeyi,

    Verev atım; doğrultuya verev yer değiştirmeyi gösterir.

 

A. EĞİM ATIMLI FAY: Bu fayda yer değiştirme fayın doğrultusuna dik, yani eğim yönündedir. Dolayısıyla fay çizikleri fay düzleminin doğrultusuna diktir.1. Eğim Atımlı Normal Fay: Bu fayda, fayın doğrultusuna dik yönde tavan blok aşağı, taban blok yukarı doğru hareket eder. Bu faylar, çekme rejiminin son ürünü olan yapılardır. Fay aynası üzerindeki kertiklerin iç bükey tarafları hareketin yönünü gösterir.

2. Eğim Atımlı Ters Fay: Bu fayda, fayın doğrultusuna dik yönde tavan blok yukarı, taban blok aşağı doğru hareket eder. Bu faylar sıkıştırma rejiminin ürünü olan yapılardır. Fay aynasındaki kertiklerin iç bükey tarafı hareketin yönünü gösterir.

B.DOĞRULTU ATIMLI FAY: Bu tür faylarda yer değiştirme, fay düzleminin doğrultusuna paraleldir. Dolayısıyla fay çizikleri fay doğrultusuna paralel çiziklerdir. Bu faylar makaslama rejimi ürünü yapılardır. Sağ yanal ve sol yanal olmak üzere iki türlüdür.

1. Doğrultu Atımlı Sağ Yanal Fay: Bu tür faylarda, fay aynasını karşımıza aldığımızda, bizim bulunduğumuz blok sola, karşı tarafta kalan blok sağa hareket etmiştir.

2. Doğrultu Atımlı Sol Yanal Fay: Bu tür faylarda fay aynasını karşımıza aldığımızda, bizim bulunduğumuz taraftaki blok sağa, karşı blok sola hareket etmiştir.

VEREV ATIMLI FAY: Bu tür faylarda yer değiştirme, fay düzleminin doğrultusu ile eğim yönü arasında bir yöndedir. Fay çizikleri fay düzleminin doğrultusu ile dar açı yapar. Verev atımlı faylar, normal ve ters olmak üzere iki türlüdür.

1. Verev atımlı normal fay: Bu tür faylarda, tavan blok, fay düzleminin doğrultusu ile eğim yönü arasında bir yönde aşağı ve yana doğru, taban blok ise yukarı ve diğer yana doğru hareket eder. Bu tür faylar, Çekme ve makaslama rejimlerinin birlikte işlemesi ile oluşur.

2. Verev Atımlı Ters Fay: Bu tür faylarda, tavan blok, fay düzleminin doğrultusu ile eğim yönü arasında bir yönde yukarı ve yana doğru, taban blok ise aşağı ve diğer yana doğru hareket eder. Bu tür faylar, Sıkıştırma ve makaslama rejimlerinin birlikte işlemesi ile oluşur.

2.3.  Fayların Mekanik Özellikleri Bakımından Sınıflaması

Faylanma, katılaşmış kayaçlarda kırılma sonrası, kesme yüzeyleri boyunca blokların birbirine göre yer değiştirmesi sonucu oluşur. Bu yer değiştirme, tamamen, fay düzlemi ya da fay aynası denilen düzlem üzerinde gelişir.

Faylar, mekanik bakımından oluşumu ve türleri itibariyle yer kabuğundaki üç asal gerilmeye bağlı olarak gelişirler. Üç boyutlu bir ortamda P1= En büyük, P2= Orta ve P3= En küçük asal gerilmelerdir. Bu asal gerilmelerin konumları mekanik bakımdan fay türlerinin oluşumlarını sağlar.

Faylar, mekanik özellikleri bakımından üç gruba ayrılır:

1– Normal Fay (Gravite fayı, Tansiyon fayı)

2– Ters fay (Bindirme fayı)

3– Doğrultu atımlı fay (Yırtılma fayı)

Bu fay türleri, üç asal gerilme yönünün yeryüzüne göre farklı konumlarda bulunmalarına göre oluşurlar. Oluşan fay düzlemleri daima P2 orta asal gerilme yönüne paralel olarak gelişir.

P1 düşey, P2 ve P3 yatay konumda ise Normal faylar, P3 düşey, P1 ve P2 yatay konumda ise Ters faylar,

P2 düşey, P1 ve P3 yatay konumda ise Doğrultu atımlı faylar oluşur.

Genel olarak normal fayların eğimi 45° den büyük, Ters fayların eğimi 45° den küçük, doğrultu atımlı fayların eğimi ise dik veya dike yakındır.

A– Normal Faylar (Gravite Fayları)

Bu faylar, çekme rejiminin etkili olduğu bölgelerde çekme kuvvetlere dik uzanımlı birbirine paralel olarak uzanan çok sayıda faylardır. Bu fayların tavan blokları aşağı, taban blokları yukarı doğru hareket eder. Böylelikle morfolojik olarak yukarı hareket eden bloklar yükselim yani dağlar şeklinde horstları, aşağı düşen bloklar alçak, düz alanları yani ovalar şeklinde grabenleri oluşturur.

Horst ve graben yapıları birbirini izlerler. Batı Anadolu’ da çekme rejimi etkisiyle oluşan Marmara denizi, İzmit körfezi, Gediz, Büyük Menderes, Küçük Menderes ovaları grabenler, bunların arasındaki yaklaşık Doğu-Batı uzanımlı dağlar horstları oluşturur.

Bazı durumlarda horstları oluşturan kayaçlar dayanımsız kayaçlar olabilmektedir. Buralarda aşınma çok daha hızlı olacağı için aslında bir yükselim olması gereken horslar alçak topografya, grabenler ise yüksek morfoloji oluşturabilirler. Bu olaya Morfoloji Terslenmesi veya Rölyef Terslenmesi denir.

Bir grabeni yani ovayı iki tarafından sınırlayan faylara Kenar fayı denir. Bu ana fay oluşurken fayın taban ve tavan bloklarına ana fayla aynı türde yani eğim atımlı normal fay olarak gelişen basamaklar oluşturacak şekilde, çok derinlere kadar inmeyen birbirine paralel küçük faylar oluşur. Ana fayın tavan bloğunda gelişen ve ana fay ile aksi tarafa eğimli olan bu faylara Antitetik faylar, ana fayın taban bloğunda gelişen ve ana fay ile aynı tarafa eğimli olan faylara da Sintetik faylar adı verilir.

Basamaklı faylarda ve antitetik faylarda bazen hareket eden blokların bir kenarı yükselir, yukarı kalkar. Böylelikle düz ova şeklindeki grabenlerde katman serileri ya da formasyonların yatay konumları, faya yakın bölgelerde 5°-10° lik eğimli hale geçer. Bu deformasyon bir kıvrılma olmayıp tamamen basamaklı antitetik fayların derinlere doğru kavisli bir hal alması nedeniyle oluşan bir yapıdır. Bu olaya Tilting adı verilir. Derinlere doğru eğim kazanan bu faylara da Listrik fay adı verilir. Yüzeyden derinlere doğru eğimi hiç değişmeyen basamaklı faylara Düz fay denir. Düz faylarda tilting olayına rastlanmaz.

 

B- Ters Faylar (Bindirme Fayları)

Bu tür faylarda, tavan blok fay düzlemi üzerinde taban bloğa göre yukarı doğru hareket etmiştir. Bu suretle iki blok birbirine yaklaşır, biri diğerinin üzerine doğru bindirir, dolayısıyla alttan gelen yaşlı katmanlar diğer bloktaki genç katmanların üzerinde görülür. Mekanik olarak sıkıştırma rejimi  ürünü olan bu  faylar ile kıvrımlanma arasında sıkı bir bağlantı vardır. Kıvrımlanma ile kısalan ve kalınlaşan kabukta, ters faylanma devamı ile kısalma ve kalınlaşma devam eder. Çoğunlukla bu faylar devrik bir antiklinalin dik kanadı üzerinde gelişir.

Fay düzleminin eğim miktarına göre bu faylar, aşağıdaki adları alırlar:

• Fay düzleminin eğim miktarı; 45º ‘den küçükse küçük açılı ters fay
• Fay düzleminin eğim miktarı; 45º ‘de büyükse büyük açılı ters fay
• Fay düzleminin eğim miktarı; 10º-35º arasında ise bindirme veya şaryaj
• Fay düzleminin eğim miktarı; 0º-10º arasında ise örtü fayı veya nap adını alırlar.

 

Örtü fayı veya naplarda yer değiştirme düzlemi, neredeyse yatay yakın derecede olduğundan, daha yaşlı olan seriler genç seriler üzerinde kilometrelerce ilerleyebilirler ve onları örtebilirler. Böyle bir örtü daha sonraki dönemlerde çeşitli yerlerinden aşınır ve bindirme-şaryaj cephesine yakın olan kısımlar da eski birimden kalıntı olarak büyük örtüler “Nap” , küçük kalıntılar “Klip” adını alırlar. Aşınan ve örtü fayının altında, genç birimleri görmemize yarayan kısımlara da “Tektonik Pencere” adı verilir. Alttaki genç kayaçlar “Otokton (yerli)” , üzerleyen yaşlı kayalar ise “Allokton (taşınmış)” kayaçlar adını alırlar.

C.Yırtılma Fayları (Doğrultu Atımlı Faylar)

Bu tür faylar, yerkabuğunu çok uzun ve derinlere doğru kesen, genellikle dik veya dike yakın düzlemler boyunca gelişen, bir bloğun diğerine göre yanal yönde doğrultu boyunca sağa veya sola doğru kaymasıyla oluşan faylardır. Bu fayların iki türü vardır.

a– Sol yönlü yırtılma fayı (Sinistral)

b–Sağ yönlü yırtılma fayı (Deksstral)

Doğrultu atımlı fayların başlıca özellikleri şunlardır:

1– Bu fayların harita görünümleri genellikle, düz bir çizgi halindedir ve eğimleri dik ya da dike yakındır.

2– Fay boyunca yer değiştirme miktarı, birkaç on km’ ye varan değerlere ulaşabilir.

3– Fayın oluşturduğu morfoloji, ya uzun düz ve derin bir vadi (linear valley) ya da çatallanmalı ve atlamalı kesimlerde çok geniş ve uzun ovalar (pull-apart basen) şeklindedir.

4– Fayın uzanımı boyunca eğim yönü değişebilir, bazen normal veya ters fay gibi davranabilir. Ancak her durumda doğrultu atım değeri diğer atım değerlerinden daha büyüktür.

5– Bu faylar oluşum mekaniği ve gelişimi bakımından yerkabuğunu, kilometrelerce derinlere kadar uzanan düzlemler şeklinde keserler.

6– Bu faylar genellikle kıvrımlanma olayının son safhasında gelişirler.

7– Büyük bir yırtılma olayıyla birlikte bu faya paralel olmayan ikincil ve üçüncül faylar oluşur.

8– Bu faylar çoğunlukla tek bir yer kırığı olmayıp çok sayıda fayların oluşturduğu ve bazen kilometrelerce genişliği olan bir zon şeklinde gelişirler.

9– Doğrultu atımlı faylanma ile birlikte arazide tüy çatlakları oluşur. Bu çatlaklar; atımın net türünün net olarak belirlenemediği alanlarda atımın yönünü belirlemek amacıyla kullanılabilmektedir. Fay çizgisi ile bu çatlakların doğrultusu arasındaki dar açı hareketin yönünü verir.

10–Bu faylar, genellikle aktif faylardır ve üzerlerinde yoğun depremsellik vardır.

11–Depremler sonrasında fay çizgisi üzerinde büyük yanal ötelenmeler (offset) ve açık tansiyon çatlakları oluşur.

12. Bu tür faylarda; fay zonu boyunca parçalanmış bir ezik zon, birbirini bir çizgisellik boyunca izleyen çok sayıda ıslaklık, sazlık, küçük göler; Örneğin; Kuzey Anadolu Fayı üzerindeki Ladik Gölü (sag-pond), sıcak ve soğuk su kaynakları (spring), ötelenmiş dere (offset drainage channel) ve tepeler, bu tepelerin aşınması sonucu oluşmuş üçgen yüzeyler (triangular face), çizgisel veya uzamış sırtlar (linear or elongated ridge), basınç sırtları (pressure ridge), fay sarplıkları (scarp), topografyaya bağlı gelişen yüzey şekilleri; örneğin kesilmiş sırtlar (shutter ridge), travertenler, fayların atlama yaptığı yerlerde kabuksal rahatlama söz konusu ise örneğin; Kuzey Anadolu Fayı üzerindeki Erzincan, Niksar vb çek-ayır havzalar (pull-apart basen); kabuksal sıkışma söz konusu ise yükselti alanları (push-up) ve derelerin ana faya ulaştığı yerlerde de çok sayıda alüvyon yelpazeleri gözlenir.

13. Bu tür faylar yer kabuğunun çok derinlerine kadar uzandığından kırık boyunca volkanik faaliyetler sonucu oluşan ve bir çizgisellik gösteren çok sayıda volkan konilerini izlemek mümkündür. Örneğin; Erzincan ovasında Kuzey Anadolu Fayı’na paralel uzanan koniler.

Doğrultu Atımlı Faylara Örnekler

1– Kuzey Anadolu Fayı (KAF): Bu fay, doğudan batıya doğru yaklaşık 1200 km uzunluğa sahip olup, derin çizgisel vadilerde tek çizgi halinde,  fay üzerindeki yaklaşık D-B uzanımlı ovalarda ve bunlara yakın kesimlerde gerek çatallanarak gerekse birbirine paralel faylardan oluşan bir zon halinde aşağıdaki il ve ilçeleri izler. Yerleşim yerlerinin yanındaki parantez içlerinde aletsel dönemdeki büyük depremlerin tarihleri belirtilmiştir. Varto (1966), Karlıova (1966), Erzincan (1939-1992), Suşehri, Reşadiye (1939), Niksar (1939), Erbaa (1942), Ladik, Kargı (1943), Çerkeş (1951), Gerede, Bolu (1944), Düzce (1999), Adapazarı (1943), Akyazı (1957-1967),Gölcük (1999), Yalova (1963), Mürefte (1912), Manyas (1964), Gönen (1969), Biga (1983), Yenice (1953). Adapazarı’na kadar hemen hemen düz bir çizgi ve/veya zon halinde devam eden KAF, burada iki büyük kola ayrılır. Kuzeydeki kol Sapanca güneyinden, İzmit körfezi, Marmara denizi kuzeyinden Saros körfezine girer. Güneydeki kol ise Adapazarı’ndan Geyve, Pamukova, İznik gölü, Manyas, Gönen, Biga güneyi, Yenice üzerinden, Edremit körfezine doğru uzanmaktadır. Adapazarı’na kadar doğrultu atımlı faylanma özelliği gösteren fay; buradan itibaren Batı Anadolu’daki K-G yönlü çekme rejiminin etkisi altına girerek eğim atım bileşeni olan doğrultu atımlı faylanma özelliği gösterir.

Kuzey Anadolu Fayı bütün uzanımı boyunca sağ yönlü doğrultu atımlı bir faydır ve bu fay boyunca Anadolu bloğu, çok değişik araştırıcıların görüşleri itibariyle yılda 0,5 cm ile 1,5 cm arasında değişen değerlerle batı-güneybatı yönünde kaçmaktadır. Kuzey Anadolu Fayı’nın doğrultu atımlı bir fay olarak hareketine başlama yaşı, çok değişik araştırıcılara göre Üst Miyosen-Geç Pliyosen aralığındadır. Fayın toplam atım değeri için 1960-1970’li yıllarda verilen 80 km, 100 km ve 350 km gibi değerler son yıllarda yapılan ayrıntılı saha çalışmalarıyla 15-25 km arasında değişen değerlere yerini bırakmıştır.

2–Doğu Anadolu Fayı (DAF): Doğu Anadolu Fayı, kuzeydoğuda Karlıova  birleşim noktasından başlar ve Göynük, Ağaçeli, Bingöl, Palu, Hazar gölü, Pötürge, Çelikhan, Gölbaşı ve Kahramanmaraş’ın 15 km GD suna (Türkoğlu) kadar uzanır. Türkoğlu kavşağında üç veya dört kola ayrılır. Kuzeydeki kollar Helenik-Kıbrıs yayı ile birleşirken güneyde kalan kolu ise Ölüdeniz Fayı’na doğru uzanır. DAF nın anılan güzergahtaki toplam uzunluğu 400-450 km olup, bu ana kısımdaki kayma hızı Taymaz ve diğ., (1991) tarafından yıllık 25-31 mm, Demirtaş ve Erkmen (2000) tarafından yıllık 5 mm civarında önerilmiştir.

DAF da, KAF gibi tek bir kayma düzlemi olmayıp, bir çok parçalardan meydana gelmiş bir fay zonu durumundadır. Bu kırık zonu 2-3 km genişliğinde bir alan içerisinde çok sayıda paralel, yarı paralel faylardan meydana gelmiştir. Bütünüyle zon, fay diklikleri, sıcak ve soğuk su kaynakları, bir sıra küçük göl, bataklık, genç volkan konileri ve traverten dizileri ile diğer morfolojik yapıların yardımıyla kolaylıkla tanınabilmektedir.

Fayın Hazar Gölü ile Genç arasındaki kısmının büyük levhaların (Arap-Anadolu) sınırını oluşturan bir zon içinde geliştiği düşünülebilir. Hazar Gölü ve Palu arasında, fayın doğrultusunun kısalma eksenine dik olduğu bölgede ise yanal atımdan çok kıvrımlanmalar ve bindirmeler beklenir. Bingöl-Karlıova arasında fayın dar bir zon içerisinde doğrultusundan sapmadan uzanması, fayın karşılıklı bloklarındaki kırık sistemlerinin blokların dönme hareketine zorlanmadığını gösterecek şekilde her iki blokta da aynı konumu göstermeleri, fay dolayının kıvrımlanma ile sonuçlanmış olacak yersel sıkışma bölgeleri taşımaması fayın bu bölgede, bölgeyi etkisi altında bulunduran kuvvetlere uygun bir doğrultuda gelişmiş olduğuna işaret sayılmalıdır.

Fayın bu kesiminin Kuzey Anadolu Fayı (KAF) ile birleşme kesiminde doğrultusundan saparak doğuya doğru bükülmesi KAF boyunca sürüme ile elde edilebilir.

Fayın yaşı çeşitli araştırıcılar tarafından 4-5 milyon yıl olarak belirlenmiştir. Toplam atım 15-20 km arasında değişmektedir (Arpat ve Şaroğlu, 1972,1975; Erdoğan, 1978; Şaroğlu, 1985; Dewey ve diğ., 1986). Bu değerler KAF nın yaşı ve toplam atımıyla çok benzerdir (Barka ve Hancock, 1984; Barka ve Gülen, 1987). Ancak tarihsel ve aletsel depremler göz önüne alındığında DAF nın aktivitesinin KAF’ na göre daha az olduğu düşünülebilir (KAF nın her 300-400 yılda bir tekrarlanan bir seri büyük depremlerle, M>7, kırılmasına karşılık; DAF’ nın, M<7, büyüklüğündeki depremlerle ve çok daha geniş aralıklı, M7, 1000 yıl, büyük depremlerle kırılması gibi). Sismik aktivitedeki bu farklılık faylar arasındaki geometrik özelliklerin farklı olması ile açıklanabilir (Barka ve Kadinsky-Cade, 1987). Örneğin;

1) DAF’ nın segmentlerinin daha kısa oluşu,

2) İkili sıkışma dirseği (double bend)’nin bulunması (Palu-Gökdere-Genç).

3) Sıkışma basamağı (restraining stepover)’nın varlığı (Çelikhan).

3. San Andreas Fayı: Jeoloji literatüründe en çok adı geçen faylardan biri olan San Andreas fayı’nın jeolojik özellikleri, 1906 Nisanı’nda San Fransisko şehrini tahrip eden büyük depremden  sonra  sürekli  olarak  incelenerek  ortaya  konmaya çalışılmıştır. Fay; Kuzey Amerika’nın Pasifik okyanusu kıyısına paralel olarak KB-GD doğrultusunda uzanan ve Pasifik kıyı dağlarını boydan boya kesen büyük, sağ yanal doğrultu atımlı bir kırık sistemidir.

Kuzeyde, Pasifik kıyısındaki Point Arena’dan, Güneyde Meksika sınırına kadar olan Kaliforniya eyaleti içindeki uzunluğu yaklaşık olarak 1100 km dir. Fayın kuzeye doğru uzantısı Pasifik’ten geçerek Gorda ve Juan de Fuca okyanus sırtına kadar devam eder. Bu durum ile San Andreas fayı iki okyanus sırtını birbirine bağlayan 1600 km uzunluğunda tipik bir transform fay niteliğindedir (Wilson,1965). Transform fayların genel  özellikleri  daha  sonra  anlatılacak  olan  “Plaka  tektoniği”  bölümünde anlatılacaktır.

Fay boyunca meydana gelen maksimum yer değiştirme bazı araştırıcılar tarafından 300 km, bazılarınca da 30-40 km olarak önerilmektedir.

Tejon Pass’ te San Andreas fayı ile kesişen sol yönlü Garlock fayı boyunca oluşan kayma miktarı ise, 65 km kadardır (Corwel,1975). Kuzeydoğu doğrultusunda uzanan fayın uzunluğu yaklaşık 260 km kadardır.

San Andreas Fay sisteminin güney kesiminde, fayın çatallanan kollarından biri olan San Jacinto fayı ise, ancak Kuvaterner sonlarında aktif durumda olan o zamandan bu yana toplam 24 km lik sağ yanal atımın oluştuğu bir faydır.

San Andreas Fayı da tıpkı KAF gibi tek bir kırık çizgisi olmayıp, az çok birbirine paralel ya da kademeli olarak sıralanmış bir çok fay segmentinden, fay kollarından oluşmuş bir sistemdir. Genişliği birkaç yüz metre ile en çok 10 km arasında değişen bu zon boyunca yer yer ötelenmiş dereler, kesilmiş taraçalar, moloz tepecikleri, uzamış sırtlar ve grabenler, çöküntü gölleri, kaynaklar ve travertenler gözlenmektedir.

Bir çok araştırıcıya göre San Andreas Fayı’nın yaşı, Üst Miyosen-Üst Oligosen dir. Sağ yanal kayma hareketi esas itibariyle Üst Miyosen’de başlamıştır.

San Andreas fayı ile Kuzey Anadolu Fayı arasında belirgin benzerlikler vardır. Her ikisi de sağ yanal, aktif doğrultu atımlı faylar olup, en bariz fark; son yüzyıl içerisinde meydana gelen yıkıcı deprem sayılarıdır. San Andreas fayında son yüzyıl içerisinde iki büyük deprem meydana gelmişken Kuzey Anadolu Fayı üzerinde son yüzyıl içerisinde 20 yıkıcı deprem meydana gelmiştir.

4. Büyük Glen Fayı. Kuzey İskoçya’yı boydan boya kesen Büyük Glen Fayı, 1,5 km genişlikte, derince aşınmış, ezik ve parçalanmış kayaç kırıntılarından meydana gelmiş bir milonit zonu halinde gözlenmektedir. Fayın atımı 100 km olarak tahmin edilmektedir (Kennedy, 1946). Fayın her iki tarafındaki jeolojik yapılar 107 km’ lik mesafede kaydırılacak olursa  birbirine  benzer  formasyonlar  karşı  karşıya gelmektedir.

Asıl fay sol yanal olup, ona paralel aynı yönde daha bir çok küçük atımlı (3-5 km) faylar da mevcuttur. Fayın yaşı Devoniyen veya Alt Karbonifer olup, Hersiniyen orojenezi başında bu bölgede etkin olan K-G yönlü sıkışma gerilmelerinin etkisiyle meydana gelmiştir. Fay Kaledoniyen’e ait yapılara paraleldir (De Sitter,1956)

5. Valganna Fayı: Lombardia Alplerinde kubbe şeklinde yükselmiş, metamorfik kristalin bir seri içinde gelişmiş olan bu fay K-G yönlü ve sol yanal karakterli olup, derin bir vadi boyunca meydana gelmiştir. Asıl gerilme yönü ile 27º lik bir açı altında bulunan fayın uçları “S” şeklinde bükülmüş ve bindirme faylarına dönüşmüştür. Bu fayda kıvrılma ile bindirme ve yırtılma fayları arasındaki bağlılık açıkça görülmektedir. Valganna fayı, bir çeşit burulma (torsion) fayıdır (De Sitter,1956)..

6. Jura Dağları Yırtılma Fayları: Jura dağlarını enine kesen ve yerel olarak Dekroşman denilen bu faylar çok sayıda olup, bunların doğrultuları dağ şeritlerinin kavisli gidişine uygun olarak, yer yer değişmekte ve K40B ile K10D arasında farklı değerler almaktadır. Aynı sebeple fayların kıvrım eksenleriyle yaptıkları açılar da farklı olup, 50º ile 70º arasında bulunur. uzunlukları 40-50 km olan bu fayların en fazla atımı 10 km dir. Jura dağları Alpler’in kuzeybatı kenarına paralel olarak sıralanmakta ve birinci dereceden morfoloji göstermektedir; yani, sırtlar antiklinalleri, çukurluklar senklinalleri göstermekte herhangi bir morfoloji terslenmesi gözlenmemektedir.

7. Dünya’ da ki Diğer Doğrultu Atımlı Faylara Örnekler

Anlatılan faylardan başka bir çok doğrultu atımlı büyük fay daha bulunmaktadır. Ancak bu bölümde bunlardan sadece bir kaçına yer verilecektir. Bunlar;

Filipinler  Fayı:  1200  km  uzunlukta,  sol  yanal  bir  yırtılma  fayıdır.  Fayın güzergahındaki Bao Nehri 350 m sol yanal ötelenmiştir. Fay düzlemi 90º ye yakındır. Bu fay Mindanao çukuruna paralel olarak uzanır.

Formassa Fayı: Taiwan adası üzerindeki longitüdinal (boyuna) vadi boyunca uzanır. 25 Kasım 1951’ deki 7,3 büyüklüğündeki deprem sırasında fayın 40 km lik bölümü harekete geçmiştir. Sol yanal olan bu harekette 168 cm yatay atım, 138 cm düşey atım ölçülmüştür (Hsu, 1955; Allen,1962).

Alpin Fayı: Yeni Zelenda’ da Pasifik Okyanusu’nu çevreleyen mobil şeriy üzerinde bulunan Alpin Fayı 195 km uzunlukta düz bir çizgi boyunca açıkça gözlenmektedir. Fay zonu milonitleşmiştir, Jura’ dan bu yana 195 km kadar bir yer değiştirmenin meydana geldiği sanılmaktadır (Wellman,1955).

Herat Fayı: Afganistan’ın kuzeyini DKD istikametinde boydan boya keser. Bu fay 1100 km boyunda sağ yanal bir yırtılma fayı olup, Herat kasabasının 7 km ve Kabil şehrinin 200 km KD’ sundaki dere yataklarını 60-100 m sağ yanal ötelemiştir (Wellman, 1966).

Kaman Fayı: 800 km boyunda sol yanal olan bu fay büyük kısmı ile Afganistan’da yer alır. 200 km’ lik parçası, Afganistan-Pakistan sınırına yakın geçer. KKD-GGB doğrultusunda olan fayın 230 km’ lik kısmı, 1982 depreminden sonra Mc-Mahon tarafından incelenmiştir. Fay üzerindeki hareket hızı yılda 2-20 mm arasındadır.

Şahrud Fayı: Kuzey İran’da yer alan Şahrud Fayı, Hazar denizi güney kıyısına ve İran-Türkistan kıyısına paralel olarak yay şeklinde uzanır. Yaklaşık 900 km boyunda olan bu fay iki büyük parçadan meydana gelmiştir. Fay, sol yanal karakterde olup, batı ucu Tahran yakınına kadar uzanır. Fay, genellikle jeolojik sınırlara paralel olarak Elburuz dağlarının ekseni boyunca uzanır.

Doruneh Fayı: Şahrud fayının 250 km güneyinde ve ona az-çok paralel olarak seyreder. Sol yanal olup, yaklaşık 600 km lik uzunluğa sahiptir. Fay jeolojik sınırları 10° lik bir açı ile keserler.

Zagros Fayı: Tahran’ın 500 km batısında KB-GD yönünde uzanır. Türkiye, İran, Irak sınırlarının birleştiği köşeden başlayarak GD yönünde Kermen güneyine kadar iner. Boyu yaklaşık 1200 km olan fay sağ yanaldır (Pavoni,1961). Bazı araştırıcılar bu fayı, Kuzey Anadolu Fayı’nın devamı olarak düşünmektedirler (Wellman, 1966).

2.3. Fayların Katmanlanmaya Göre Sınıflaması

Bu tür sınıflamada, fay düzleminin, genel tabakalanma doğrultusu ile ilişkileri göz önüne alınmaktadır.

1–Tabaka fayları: Fayın doğrultu ve eğimi tabaka düzlemine tam paraleldir.

2–Doğrultu fayları: Fayın doğrultusu tabaka düzleminin doğrultusuna paraleldir, derinde tabakayı keser.

3–Eğim fayları: Fayın doğrultusu tabaka düzleminin doğrultusuna diktir.

4–Diagonal faylar: Tabaka doğrultusunu verevine kesen faylardır.

2.4. Fayların Kıvrım Eksenlerine Göre Sınıflaması:

Bu tür sınıflamada, arazide yani harita görünümünde, fay izlerinin (fay çizgisi) kıvrımların eksenleriyle ilişkileri göz önünde bulundurulur. Fay izinin kıvrım eksenine paralel olduğu faylara Boyuna faylar, eksene dik ya da dike yakın faylara Enine faylar, eksene verev olan faylara da Diagonal faylar denir.

2.5. Fayların Mostra Görünümlerine Göre Sınıflaması:

Bu sınıflamada, fayların mostralarda yani harita görünümlerindeki şekilleri göz önüne alınır. Buna göre faylar dörde ayrılır.

1–Paralel faylar: Doğrultu ve eğimleri birbirine paralel olan faylardır. Bunlara basamak faylar da denir.

2–Kademeli faylar: Arazide birbirine paralel olarak kademeli olarak sıralanmış ve birbirini örten faylardır. Bunlara en echelon faylar da denir.

3–Çevresel faylar: Arazide daire ya da yarı daire şeklinde gözlenen faylardır.

4-Işınsal faylar: Bir merkezden çevreye doğru yayılan ışınsal bir fay sistemi şeklinde görünen faylardır. Bu tür faylar, tuz domları, kapalı antiklinaller ve plütonik kütlelerin etraflarında gelişirler.

2.6. Faylarda Atım ve Seperasyon

Faylanmadan önce bitişik olan noktaların faylanmadan sonra yer değiştirme miktarının çizgisel değerine “atım (röje)” denir. Fay düzlemi üzerindeki yer değiştirmenin yönüne göre, diğer bir deyişle kaymayı gösteren fay çizgilerinin fay düzleminin doğrultusuyla yaptığı açı ilişkisine göre, doğrultu atım, eğim atım, verev atım, düşey atım, yatay atım ve net atım gibi adlar alırlar. Bir hangi atım türüne asal olarak sahipse o adı alır. Örneğin eğim atımlı fay, verev atımlı fay vb. Atım miktarı fay düzleminin doğrultusuna dik olan bir düşey kesitte ölçülür. Esasen atım değeri fay düzlemi üzerindeki fay çizikleri üzerindeki yer değiştirme miktarıdır. Bu atım değeri “Gerçek atım” değeridir.

Faylanma dolayısıyla parçaları birbirine göre yer değiştiren bir damar veya bir katmanın, fay düzleminin doğrultusuna dik olamayan çeşitli düşey veya değişik kesitlerde gözlenen yer değiştirme miktarına “Görünür atım veya Seperasyon” adı verilir.

A. Atım Türleri

1. Doğrultu Atım: Fay düzleminin doğrultusu boyunca gözlenen yer değiştirme miktarıdır. Aşağıdaki şekilde ab uzunluğu doğrultu atım değeridir. Bu fay, doğrultu atımlı bir fay olduğundan , doğrultu atım aynı zamanda net atım adını alır. Bu fayda diğer atım değerleri sıfırdır.

2. Eğim atım, Düşey atım, Yatay atım: Fay düzleminin doğrultusuna dik, yani eğim yönündeki yer değiştirme miktarına, eğim atım adı verilir. Bu fay eğim atımlı bir fay olduğundan, eğim atım aynı zamanda net atım adını alır. Eğim atımın, fay düzlemine dik olan düşey kesitteki, düşey bileşeni ac= düşey atım, cb= yatay atım adını alır. Bu fayda doğrultu atım sıfırdır.

3-Verev atım (Oblik atım,yan atım): Yer değiştirmenin, fay düzleminin doğrultusu ile eğim yönü arasında herhangi bir yönde gerçekleştiği faylarda, fay çizikleri üzerinde ölçülen ve doğrultu atımla eğim atımın bileşkesi durumundaki atım miktarına verev atım, aynı zamanda net atım adı verilir. Bu fayda, fay düzleminin doğrultusu boyunca yer değiştirme miktarı ae=cb: doğrultu atım, eğim yönü boyunca yer değiştirme ac=eb=eğim atım, eğim atımın fay düzleminin doğrultusuna dik olan bir düşey kesitteki düşey bileşeni, ad= düşey atım, yatay bileşeni cd= yatay atım adını alır. Bu fayda bütün atım türleri gözlenir.

Faylarda net atımın fay düzlemi üzerinde fayın doğrultusu ile yaptığı dar açıya Sapma açısı (rake) denir. Bu açının değeri, doğrultu atımlı faylarda sıfır, eğim atımlı faylarda 90º, verev atımlı faylarda ise, 0° ile 90° arasında bir değerdir.net atımı içine alan bir düşey düzlemde AB net atımı hipotenüs kabul eden dik üçgenin FA yatay bileşen, FB düşey bileşen olmak üzere FAB açısına yani net atımın yatay ile yaptığı açıya net atımın dalımı (plunge/ınclination) denir.

B- Seperasyon Türleri

Seperasyon (görünür atım) kavramı, yer değiştirme miktarlarının aşınma nedeniyle çeşitli yönlerde düşey düzlemler boyunca ve yatay anlamda harita düzleminde farklı görünümlerde, net atım değerlerinin farklı okunması nedeniyle ortaya çıkmış olan bir kavramdır.

Görünür atımın gözlendiği düşey düzlemin durumuna, fayın türüne, ötelenmeye uğrayan katmanın durumuna ve aşınma sonucu oluşan harita görünümündeki yer değiştirmeye  göre  seperasyon  değişiklikler  gösterebilmektedir.  Bu  bakımdan aşağıda, değişik fay türlerindeki seperasyonlar incelenecektir.

Eğim atımlı faylarda seperasyonlar: Bu tür faylarda hareket, fayın doğrultusuna dikyöndedir. Dolayısıyla fayın doğrultusuna dik olan bir düşey kesitte, fay düzlemi üzerinde yani fay çizikleri boyunca okunan atım olan (aa’), fayın eğim atımı yani net atımıdır. Aynı kesit üzerinde ac= düşey atım (throw), a’c= yatay atım (heave) adını alır. Eğim atımlı faylarda fayı kesen düşey kesitlerde seperasyon değerleri, fayın atım değerleriyle aynıdır.

Aşınma ile oluşmuş yatay harita düzleminde, fay çizgisi boyunca oluşan yer değiştirme miktarı (bb’), yatay seperasyon veya ofset adını alır.

Doğrultu atımlı faylarda seperasyon: Doğrultu atımlı faylarda hareket, fayın doğrultusu boyunca gelişir. Dolayısıyla bu tür faylarda yer değiştirme, sadece yatay harita düzleminde fay çizgisi üzerinde yanal ötelenme şeklinde gözlenir. Bu ötelenme miktarına doğrultu atım=ab veya sadece ofset denir.

Verev atımlı faylarda seperasyon: Bu tür faylarda hareket; düzleminin doğrultusu ile eğim yönü arasında bir yönde geliştiği için çok çeşitli seperasyonlar gözlenir.

Aynen eğim atımlı faylarda da olduğu gibi, verev atımlı faylarda da, aşınmış yatay harita düzleminde, yüzeydeki fay çizgisi boyunca yer değiştirme gözlenebilir. Bu yer değiştirmeye Normal-yatay seperasyon ve bazı durumlar için ofset adı verilir.

1)  mk= Yatay seperasyon (ofset), hi= Fay doğrultusunda yatay seperasyon, we= Doğu-Batı yönünde yatay seperasyon, ns= Kuzey-Güney yönünde yatay seperasyon

2) mn= Yatay seperasyon, pm= Fay doğrultusunda yatay seperasyon (Ketin,1994’ den derleyen Tutkun,1999 dan alınmıştır)

Fayların Arazide Tanınması

1. Fay düzleminin gözlenmesi: Aşınmadan günümüze kadar korunmuş fay düzleminde (fay aynası) direkt olarak veya fayı dik kesen düşey yarmalarda, fayın kendisinin, ayrıca fay düzlemi üzerinde fay çizikleri ve fay kertiklerinin gözlenmesi en önemli fay tanıma kriterleridir.

2. Fay düzlemine doğru tabaka uçlarının kıvrımlanması: Bazı durumlarda kayma nedeniyle faya yaklaştıkça her iki tarafta tabaka eğimlerinde ani değişimler olabilir ve tabaka uçları hareket yönünün aksi tarafa doğru kıvrımlanabilir.

3. Fay breşi, Milonit, Silisleşme, Mineralizasyon: Yerkabuğunun iki katı bloğu, fay düzlemi boyunca birbirine göre yer değiştirirken, iki bloktan parçalanan, dağılan köşeli malzeme bir zon boyunca çimentolanınca fay breşi ve ezik milonit zonu oluşur. Bu arada bir süreksizlik düzlemi olan fay düzlemi içinde dolaşım yapan ve içinde eriyikler halinde çeşitli mineraller bulunduran solüsyonlar, kristalleşerek kuvars ve çeşitli maden damarlarını oluşturabilirler.

4. Sıcak, soğuk su kaynaklarının, Küçük göllerin, Travertenlerin çizgisel sıralanışı: Fay zonları boyunca, sıcak ve soğuk yer altı suları yüzeye çıkar. Bunların oluşturdukları travertenler ve özellikle küçük çöküntü alanlarındaki birbirini izleyen küçük göller, bataklıklar ve sazlık alanlar fay belirteçleridir.

5. Çizgisel bitki anomalisi: Fay zonları boyunca ıslaklık ve sulu ortam, civarda hiç bitki örtüsü olmamasına karşın çizgisel bitki yoğunluğu meydana getirir. Ayrıca fayların aşağı düşen tavan blokları genellikle düz, tarıma elverişli alanlar meydana getirdiğinden özellikle arazi ve hava fotoğrafı çalışmalarında bu özellik fayları tanıma kriteri olarak kullanılmaktadır.

6. Belirli jeolojik ya da morfolojik bir yapının bir çizgisellik boyunca aniden kesilmesi: Arazi ve hava fotoğrafı incelemelerinde düzenli, sürekli bir jeolojik ve bunun sonucu oluşan morfolojik yapının aniden dümdüz bir çizgisel hat boyunca kesilmesi ancak bir fay ile mümkün olabilir. Aşağıdaki şekilde doğu kısımda bir kıvrım serisi ile oluşan dalgalı bir morfoloji, batı kısımda ise alçak ve düz bir ovada çökelen genç birimler arasındaki düz bir çizgi bir faydır. Böyle düzgün bir faklılık erozyon nedeniyle oluşama

Özellikle doğrultu atımlı fay zonlarında, birbirini izleyen dere ve tepeler, fay tarafından kesilince, ötelenme nedeniyle faya dik akan dereler bükülüp, ötelenir. Böylece dereler ile tepeler karşı karşıya gelir. Derelerdeki ötelenme miktarı arazide ölçülür, fayın yaşı da biliniyorsa aktif fayın yıllık hareket hızının hesaplanması mümkün olur.

Bu tür faylar geçtikleri yerlerde katı, eski birimleri kesip ötemeye uğratabilir. Örneğin yukarıdaki harita da fay Üst Miyosen yaşlı kireçtaşı birimini kesmiş ve offset oluşturmuştur. Şu halde fayın yaşı Üst Miyosen’den daha gençtir. Toplam atım değeri, zamana bölündüğünde aktif fayın yıllık hareket hızı bulunabilir.

Doğrultu atımlı faylar, yüzeyde çok uzun kırıklar olarak izlenir. Özellikle büyük depremler sonrası ani yer değiştirme ile su kanalları, tarla sınırları, yollar ve duvarlarda yanal ötelenmeler izlenebilir.

7. Fay sarplığı, dik ve keskin fay şevleri: Özellikle horst-graben yapılarında ve ovaları sınırlayan doğrultu atımlı faylarda dağlar, fay çizgisi boyunca bir sarplık ya da şev oluşturur. Basamaklı faylarda bu şev birden fazla olabilir. Aşınma ile fay şevi keskin görünümünü zamanla kaybedebilir.

8. Fay eteği, molozları ve birikinti konileri (Alüvyon yelpazeleri): Faylarla sınırlanan ovalara, yüksek topografyalı araziden akan yüksek enerjili akarsuların ovaya geldikleri anda yelpaze şeklinde malzeme biriktirmeleriyle fay boyunca yan yana dizilen birikinti konileri oluşur.

9. Belirli hatlar boyunca yoğun depremsellik: Türkiye’deki tarihsel depremler bir harita üzerine yerleştirildiğinde bunların çizgisel hatlar boyunca sıralandıkları görülür.

10. Sedimanter fasiyeslerde ani değişimler, arazide ve kesitlerde yaşlı katmanlarla genç katmanların karşı karşıya gelmesi:  Faylarla oluşan yer değiştirmeler nedeniyle harita ve kesit anlamında normal stratigrafik istif devam etmesi gerekirken; aşağıdaki şekilde olduğu gibi kesilir ve yaşlı katmanlarla genç katmanlar karşı karşıya gelir.

11. Faya paralel üçgen yüzeyler: Özellikle normal fayla kesilen yüzeyler faya dik ve paralel yönde aşınınca ütü altına benzer şekilde üçgen yüzeyler ve derelerin ovalara ulaştığı yerlerde alüvyon yelpazeleri oluşur.

12. Sondajlarla ayrılma ve bindirme sahalarının tespiti:

13. Sismik profillerde (kesitlerde) fayların gözlenmesi:

14–Harita görünümünde katmanların ışınsal simetrik olarak tekrarlanması ya da bazı katmanların kaybolması:

Arazi ve haritalarda faylara ve özellikle katman doğrultularına  dik  yönde  ilerlendiğinde  faydan  itibaren  katman  eğimleri  hiç değişmemek üzere, katmanların ışınsal simetrik olarak tekrarlandıkları, bazılarının ise kayboldukları görülür. Aşağıdaki şekil faylı ve kıvrımlı bir arazide tekrarlanmaları göstermektedir.