antakya segmentİnde yerel deprem tomografİsİ, doĞu … · 2017. 10. 4. · 4. uluslararası...

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı

11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR

TÜRKOĞLU-ANTAKYA SEGMENTİNDE YEREL DEPREM TOMOGRAFİSİ,

DOĞU ANADOLU, TÜRKİYE

Ç. Özer1,2

, M. Özyazıcıoğlu3, E. Gök

4 ve O. Polat

5,*

1 Araştırma Görevlisi, Jeofizik Müh. Bölümü, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir 2 Araştırma Görevlisi, Jeofizik Müh. Bölümü, Atatürk Üniversitesi, Erzurum

3 Doçent, İnşaat Müh. Bölümü, Atatürk Üniversitesi, Erzurum

4 Yardımcı Doçent, Jeofizik Müh. Bölümü, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir

5 Doçent, Jeofizik Müh. Bölümü, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir

*Sorumlu yazar; Email: [email protected]

ÖZET:

Bu çalışmada yerel deprem tomografisi yöntemiyle Doğu Anadolu Fay Zonu’nun (DAFZ) başlangıcı olan

Türkoğlu-Antakya segmentinin 3-B sismik kabuk hız yapısı ortaya konmuştur. 3-B tomografik ters çözüm için

~10.000 deprem içinden ~40 istasyon tarafından kayıt edilen ve 2007-2013 yılları arasında meydana gelmiş

~1000 deprem seçilmiştir. Tomografik kesitler Türkoğlu-Antakya segmentinin üç farklı sismik tabaka ile temsil

edildiğini Vp hızlarının 3.5 km/sn’den 8.5 km/sn’ye kadar değiştiğini ortaya koymuştur. Moho süreksizliği ~29-

40 km arasında dalgalı bir şekilde konumlanmıştır.

ANAHTAR KELİMELER : Yerel Deprem Tomografisi, Sismik Hız Yapısı, Doğu Anadolu

LOCAL EARTHQUAKE TOMOGRAPHY IN TURKOGLU-ANTAKYA

SEGMENT, EASTERN ANATOLIA, TURKEY

ABSTRACT:

We report a new 3-D seismic crustal velocity model for the Turkoglu-Antakya segment where located starting

part of East Anatolian Fault Zone (EAFZ) using Local Earthquake Tomography method. To perform the 3-D

tomographic inversion, we have used 1.000 small-to-moderate earthquakes recorded between 2007-2013 by ~40

stations from ~10.000 events. Tomographic sections show that the Turkoglu-Antakya segment is represented by

three different seismic layers and that Vp velocities vary from 3.5 km/s to 8.5 km/s. The Moho discontinuity is

located at ~ 29-40 km as undulated shape.

KEYWORDS: Local Earthquake Tomography, Seismic Velocity Structure, Eastern Anatolia

1. GİRİŞ

Doğu Anadolu Fay Zonu (DAFZ); Türkiye’nin doğusunda KD-GB yönlü, sol yanal atımlı aktif bir fay zonudur.

Fay sistemi farklı doğrultularda yer yer kademeli yön değiştiren çok sayıda segmentden oluşmakta ve arazide

açık olarak izlenebilmektedir (Özdemir ve İnceöz, 2003). DAFZ’ nun Güney kısımdan başlangıcı olan

Türkoğlu-Antakya segmenti yüksek deprem etkinliği gözlenen bir bölge olarak öne çıkmaktadır. Tarihsel ve

aletsel dönem içerisinde yıkıcı deprem etkisinde kaldığı bilinmektedir (Şekil 1).



Şekil 1. Proje alanı yakın çevresinde yer alan önemli yerleşim alanları (a), deprem tehlike haritası (b), tarihsel ve

aletsel dönem sismiste (c), fay mekanizması çözümleri (d).



GPS ölçümleri Türkoğlu-Antakya segmentinin güncel kayma hızının ortalama 6.8±0.3 mm/yıl olduğunu

göstermektedir (Reilinger vd., 2006; Emre vd., 2010). 600 km uzunluğundaki DAFZ, kuzeydoğu ucunda Kuzey

Anadolu Fay Zonu (KAFZ) ile kesiştiği Karlıova birleşmesinden başlamaktadır. Güneydoğu ucunda Ölüdeniz,

Reyhanlı fayı ve DAFZ arasında yer alan Amik gölünde sonlanır. Türkoğlu-Antakya segmenti K34°D doğrultu

ile uzanmaktadır (Şaraoğlu b vd.,1992; Emre vd., 2010).

Hatay-Maraş civarında da farklı sismolojik görüntüleme (tomografik) yöntemleri kullanılarak kabuk hız yapısı

yeterli sayıda, duyarlıkta ve çözünürlükte belirlenebilmiş değildir. Literatür araştırmalarında, pilot bölgeyi

kapsayacak şekilde yapılmış 3 çalışmanın mevcut olduğu anlaşılmıştır (Şekil 2).

Şekil 2. Çalışma alanı çevresinde yürütülen mevcut çalışmaların sonuçları ve çözünürlük düzeyleri. a) Al Lazki

ve diğ. (2003) Pn hız tomografisi (kırmızıdan maviye hız aralığı 7.8-8.4 km/sn), b)Zor (2008) 100 km

derinlikteki hız tomografisi (değişim ±%2), c) Tezel ve diğ. (2013) S-dalga hız tomografisi, d) Tezel ve diğ.

(2013) Moho derinlik (km) dağılımı.



Bunlara ek olarak; bilindiği üzere yerkabuğu sismolojik hız yapısının duyarlı bir şekilde belirlenmesi, bölgenin

jeodinamik ve sismotektonik yapısı ile litolojik özelliklerin daha doğru yorumlanmasına önemli bir katkı

sağlamakta, ileride yapılacak farklı uzmanlıklara ait çalışmalar için de önemli bir kaynak niteliği taşımaktadır.

Ayrıca kabuğa ait sismolojik hız yapısı çalışmalarından elde edilen bulgular; farklı ortamlara ait kayaç ve

mineral tipi, yoğunluk durumu, gözeneklilik, kırılganlık, akışkan içeriği, basınç, sıcaklık ve soğrulma gibi

parametreler hakkında da fikir verebilmektedir.

Bu çalışmada hedef yerel deprem tomografisi yöntemiyle Doğu Anadolu Fay Zonu’nun başlangıcı olan

Türkoğlu-Antakya segmentinin sismik hız yapısının ortaya konmasıdır. Bu amaçla Türkoğlu-Antakya

Segmentini dik yönde kesen GD-KB doğrultulu sismik profiller ışığında bölgenin sismik hız yapısı ortaya

konmuştur. Bu çalışmada kullanılacak deprem istasyonlarının sayı ve kalitesinin yeterli olması, dağılım

geometrisinin tüm bölgeyi kapsayacak şekilde olması, analizlerde kullanılacak depremlerinin sayısının ve kayıt

aralığının A-kalite bir çalışma için önemli altlık teşkil etmesi nedeniyle Hatay-Maraş bölgesinde tektonizmanın

etkili olduğu bölgelerdeki jeolojik birimlerin yanal ve düşey hız farklılıkları yüksek çözünürlükte

görüntülenmiştir.

2. VERİ VE YÖNTEM

Bu çalışmada Hatay-Maraş'ta ve yakın çevresinde bulunan ~40 istasyon tarafından 2007-2013 yılları arasında

kaydedilen depremlere ait faz okumaları kullanılmıştır. En az 10 P- ve 5 S- faz okuması yapılan ve aynı

zamanda GAP≤180° koşulunu sağlayan 924 iyi konumlanmış deprem, ham katalogdaki 12.486 deprem

arasından seçilmiştir (Şekil 3).

Şekil 3. Doğu Anadolu’da 2007-2013 yılları arasında kayıt edilen 12.486 depremin lokasyon ve derinlik

dağılımı (Siyah üçgenler AFAD tarafından işletilen sismik istasyonları simgelemektedir).



Yerel Deprem Tomografisi yöntemi (YDT); son 30 yıldır sismolojik kabuk hız yapısının belirlenmesi amacıyla

sismolojide yaygın olarak kullanılmaktadır (Kaypak ve Gökkaya, 2012; Ozer ve Polat 2017a; Ozer ve Polat

2017b). YDT, deprem etkinliği fazla olan bir bölgede, uygun bir istasyon ağı ile kaydedilen depremlerin

fazlarına ait seyahat zamanlarının kullanılarak, bölgenin sismolojik hız parametrelerinin görüntülenmesi

işlemidir. Tomografik çalışmaların ilk aşamasını 1-B sismik hız yapısının belirlenmesi oluşturmaktadır. Bölgede

daha önceden yürütülmüş jeofizik çalışmalar (deprem tomografisi, sismik yansıma, gravite vb.) yeterli ise ilksel

model olarak bu hız yapıları kullanılabilinir. Aksi durumda VELEST (Kissling, 1988) algoritması yardımıyla

deneme modelleri oluşturularak bölgeyi temsil edebilecek en uygun 1-B sismik hız yapısı belirlenmeli ve

deprem lokasyonları ile başlangıç hız modeli oluşturulmaktadır. Veri seçimi işleminden sonra 1-B ters çözüm

işlemi (Kissling, 1988) yapılır ve yapı ortaya konur. 1-B ters çözüm sonucu bulunan hız yapısı, 3-B hız yapısı

çalışmaları için başlangıç modeli kabul edilmiştir. 1-B hesaplamada olduğu gibi, 3-B tomografi çalışmasında da

verilere yinelemeli ters çözüm işlemi uygulanarak, sismik hızlar belirlenmiş ve çalışma alanına ait 3-B

sismolojik hız görüntüsü (Koulakov, 2009) ortaya konmuştur.

3. TÜRKOĞLU-ANTAKYA SEGMENTİNİN SİSMİK HIZ YAPISI

Tomografik çalışmaların duyarlılığını ve çözüm gücünü saptamak için en önemli aşama modelin sentetik testler

aracılığıyla doğrulanmasıdır. LOTOS (Local Tomography Software) ile çalışma alanı çevresindeki depremler

kullanılarak Dama tahtası testi uygulanmıştır (Koulakov, 2009). Dama tahtası modeli kullanarak +/- % 10 hız

geçişleri olduğu varsayılarak bir model oluşturulmuştur. Her bir hız kutucuğu karedir ve kenar uzunlukları 40

km’ dir. Bu testteki amaç mevcut istasyon ve kaydedilen deprem dağılımıyla ne kadarlık bir alanı

çözebileceğimizi sentetik testler ile tespit etmektir. Sentetik test yardımıyla Türkoğlu-Antakya segmentinin

mevcut veri seti ve istasyon dağılımı ile yüksek çözünürlüklü bir şekilde görüntülenebileceği tespit edilmiştir

(Şekil 4). Türkoğlu-Antakya segmentini dikine kesen iki profil, bölgede aktif 3 farklı sismik hız tabakası

olduğunu göstermektedir (Şekil 5).

Şekil 4. Hatay-Maraş bölgesi Vp Dama tahtası testi



Şekil 5. Vp düşey tomografik hız kesitleri.

Bölgede sismik hızlar 3.5 km/sn’den 8.5 km/sn’ye kadar değişmektedir. Yüzeyde gözlenen düşük Vp hızları

(Vp≤4km/sn) çoğunlukla Kuvaterner yaşlı genç çökellere karşılık gelmektedir. Havza altında hızların düştüğü

bölgeler havza geometrisi hakkında önemli bilgiler vermektedir. Sismojenik zon olarak nitelendirebilen

Condrad süreksizliği ~20 km, Moho derinliği ~35 km olarak tespit edilmiştir.

4. SONUÇLAR

Doğu Anadolu ve DAFZ boyunca yürütülen mevcut çalışmalarda elde edilen tomografik görüntülerin

çözünürlüğü göz önüne alındığında, söz konusu bölgelerde çok daha fazla sayıda deprem istasyonu ve deprem

verisinin kullanıldığı bu çalışma; yeraltı sismolojik hız yapısının yanal-düşey hız değişimlerini daha iyi

aydınlatmaya yönelik büyük potansiyel taşımaktadır. Elde edilen bulgular, bölgede yürütülen benzer

çalışmalardan elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldığında önemli oranda farklılık göstermektedir. Yüzeye yakın

sığ katmanlardaki (≤ 5 km) düşük VP (≤ 4 km/sn) anomalileri, Türkoğlu-Antakya bölgesindeki Kuvaterner yaşlı

sedimanlarına karşılık gelmektedir. Ayrıca yüzeye yakın yüksek Vp (≥ 6.0 km/sn) zonları ise magmatik kökenli

sokulumlar olarak yorumlanabilir. Çoğunlukla topoğrafyanın yüksek olduğu kesimlerde görülen diğer yüksek

hızlı Vp anomaliler ise Paleozoik ve Mesozoik yaşlı birimler ile ilişkilidir. Kabuk kalınlığı 29-40 km arasında

değişken bir yapıya sahiptir. Bir sonraki aşamada mevcut veri setini geliştirerek bölgedeki jeotermal alanların

araştırılması amacıyla Vp, Vs ve Vp/Vs kesitleri birlikte yorumlanarak bölgedeki sıcak su potansiyeli

araştırılacaktır.

TEŞEKKÜR

Bu çalışma DEÜ-BAP projesi (2016.KB.FEN.013) ve Türkiye Deprem Mühendisliği Derneği (TDMD)

tarafından desteklenmiştir. Fay bilgileri Maden Tetkik ve Arama (MTA) çizim editöründen sayısallaştırılmıştır.



KAYNAKLAR

Al-Lazki, A.I., Seber, D., Sandvol, E., Türkelli, N., Mohaman, R. ve Barazangi, M. (2003). Tomographic Pn

velocity and anisotrophy structure beneath the Anatolian plateau (eastern Turkey) and the surrounding regions.

Geophys.Res.Lett. 30:24, 8043-8047.

Emre, Ö., Duman, T.Y., Özalp, S., Elmacı, H. (2010). 8 Mart 2010 Başyurt-Karakoçan (Elazığ) depremi

değerlendirme raporu. MTA Jeoloji Etüdler Dairesi. Son Erişim Tarihi: 26.05.2017.

http://www.mta.gov.tr/v2.0/duyuru/images/Basyurt_Elazig_Depremi.pdf

Kaypak, B. ve Gokkaya, G. (2012). 3-D imaging of the upper crust beneath the Denizli geothermal region by

local earthquake tomography, western Turkey, Journal of Volcanology and Geothermal Research 211-212, 47-

60.

Kissling E. (1988). Geotomography with local earthquake data, Rev. Geophys. 26, 659-698.

Koulakov I. (2009). LOTOS code for local earthquake tomographic inversion. Benchmarks for testing

tomographic algorithms, Bulletin of the Seismological Society of America 99:1, 194-214.

Özdemir M.A. ve İnceöz, M. (2003). Doğu Anadolu Fay Zonunda (Karlıova-Türkoğlu arasında) akarsu

ötelenmelerinin tektonik verilerle karşılaştırılması. Afyonkocatepe Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi: 5:1, 89-

114.

Ozer, C., ve Polat, O. (2017a). 3-D crustal velocity structure of Izmir and surroundings. Journal of the Faculty

of Engineering and Architecture of Gazi University, (accepted).

Ozer, C., ve Polat, O. (2017b). Local earthquake tomography of Izmir geothermal area, Aegean region of

Turkey. Bollettino di Geofisica Teorica ed Applicata, (accepted).

Şaroğlu, F., Emre, E. ve Kuşçu, İ. (1992). The East Anatolian Fault zone of Turkey, Annal. Tecn. 6, 99-125

Tezel T., Shibutani T., Kaypak B. (2013). Crustal thickness of Turkey determined by receiver function, Journal

of Asian Earth Sciences 75, 36-45.

Zor, E. (2008). Tomographic evidence of slab detachment beneath eastern Turkey and the Caucasus,

Geophysical Journal International 175, 1273-1282.

antakya segmentİnde yerel deprem tomografİsİ, doĞu … · 2017. 10. 4. · 4. uluslararası...

Documents