İstanbul Çatalca bölgesi faylarının manyetotelürik yöntemle incelenmesi

Abstract

Türkiye'nin en Kuzeybatısını teşkil eden Trakya Bölgesi'nde Güneydoğu-Kuzeybatı doğrultulu uzanıma sahip birçok doğrultu atımlı fay yer almaktadır. İstanbul'un batısında bulunan ve çalışma bölgesini de kapsayan Çatalca Bölgesi'nde de Kuzeybatı?Güneydoğu doğrultulu aralı aşmalı (en-echelon) bir fay kendini göstermektedir. Ayrıca Çatalca Bölgesi, Trakya havzasının sonlandığı, Istranca Masifi'nin en batıdaki uzanımlarını gösterdiği ve doğusunda İstanbul-Zonguldak Bölgesi'nin başladığı noktadadır. Bu iki bölge arasındaki sınırı da Çatalca Fayı'nın doğusunda bulunan günümüzde çökellerle örtülmüş büyük bir ana fayın oluşturduğu çoğu jeologun ortak görüşüdür. Ancak bu fayın kara içerisindeki kesin yeri tahminden öteye gidememektedir. Çatalca Bölgesi jeolojik yapıları pek çok araştırmaya konu olmuşsa da derin yapılara kadar inen özdirenç kesitleri bulunmamaktadır. Bu bölgedeki yer iletkenlik yapısını belirlemek, sınırlarını ortaya koymak ve yorumlamak bu çalışmanın kapsamını oluşturmaktadır.Bu amaç doğrultusunda, 28 Nisan-4 Mayıs 2007 tarihleri arasında Boğaziçi Üniversitesi, Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü'nün sağladığı iki adet Phoenix MTU-5A manyetotelürik ölçüm cihazı kullanılarak bölgedeki fayları dik kesecek şekilde Güneybatı'dan başlanarak Kuzeydoğu'ya uzanan dokuz istasyon içeren ~30 km uzunluğundaki bir profil üzerinde manyetotelürik ölçüler alınmış, daha sonra bu veriler bilgisayarda işlenerek yoruma hazır hale getirilmiştir. İki boyutlu ters çözümleme işlemleriyle elde edilen özdirenç kesitleriyle bölgede bulunan birimler yorumlanarak ilişkilendirilmiş; bu birimlerin düşey ve yanal sınırları belirlenmiştir.Çalışmalar sonucunda havza kalınlıkları, Çatalca Fayı'nın yeri, derinden yüzeye jeolojik doğrultunun değişimi ve birimlerin özdirençleri elde edilmiştir.Ölçülerin alındığı profilin doğusunda gittikçe derinleşen ve kesitlerde en fazla 700m derinliğe ulaşan iletken çökel kalınlığı gözlenmiştir. Çatalca fayının neden olduğu, derine doğru uzanan iletken bir bölge Elbasan'da kurulan istasyonun doğusunda kendini göstermiştir. Profilin en güneybatısında çökellerin aniden derinleşmesi olarak yorumlanan ve bir faya bağlantılı olduğu düşünülen bir başka iletken yapı tespit edilmiştir. Yassıören ve Baklalı istasyonlarının altında büyük bir düşey iletken sınır belirlenmiştir. Bu sınırın, jeolojik olarak tartışılan ve daha önce hakkında bir jeofizik veri bulunmayan süturu yani Batı Karadeniz Fayı'nı temsil ettiği düşünülmektedir.

Thrace Region representing the most northwestern Turkey contains many Southeast-Northwest oriented strike slip faults. Also at the Catalca Region where our studies take place, at the western side of Istanbul a Southeast-Northwest oriented en-echelon fault shows itself at the surface. Catalca Region is the place where the Thrace basin ends, most eastern extensions of Istranca (Strandja) Massive observed and Istanbul-Zonguldak Zone starts. The idea that the suture between these two zones represented by a major continental fault which is covered by sediments, is a commonly accepted by the most geologists. This major fault is thought to be at the eastern side of the Catalca Fault but the exact inland place of this fault is not going further of being estimation. In spite of the fact that the region is investigated many times before, there are not any study which gave deep resistivity cross-sections. The purpose of this work is to reveal the resistivity structure beneath the surface, determining boundaries and making interpretations on them.In that purpose between 28 April and 4 May 2007 magnetotelluric studies carried on and two Phoenix MTU-5A magnetotelluric measuring devices which are provided by Bogazici University, Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute are used on a single ~30 kms long Southwest-Northeast profile contains nine measuring points and crosses the fault in the region (Catalca Fault) perpendicularly. Then the data is processed, inverted in 2-D and resistivity cross-sections obtained. We compared and correlated our magnetotelluric (MT) model to geologic information and defined horizontal-vertical boundaries of the units.As the result of the study, thicknesses of the sediments, place of the Catalca Fault, change of the geologic strike with depth and resistivities of geological units are determined.At the east of the Catalca Fault a sediment zone has an increasing thickness up to 700 m determined. A conductive zone extending trough depth developed due to Catalca Fault showed itself at the east of Elbasan station. At the most southwestern part of the profile another conductive zone determined and interpreted as sediments with steeply increasing thickness developed in relation to a fault. Beneath Yassıören and Baklalı stations a vertical conductive boundary determined and its thought to be representing a suture; West Black Sea Fault, which is geologically controversial and in lack of geophysical measurements taken before.