Seismic stratigraphy of late quaternary sediments on the continental shelf of Antalya Bay

Abstract

Antalya Körfezi'nin kıta sahanlığının güncel batimetrisi ve geç Kuvaterner stratigrafisi, ses yankılaması ve yüksek ayırımlı sığ sismik yöntemler kullanılarak araştırılmıştır. Genel olarak, deniz tabanının topografyasını temsil eden eşderinlik eğrileri Antalya Körfezinin kıyı şeridine uyumlu bir şekilde uzanmaktadır. Hafif eğime sahip (<2°) geniş kıta sahanlıkları Antalya Körfezi'nin kuzey ve batı bölgelerinin önemli karakteristik özelliğidir. Bu özellik nehirler aracılığıyla, karadan denize yüksek miktarda sediman taşınımı olduğunu göstermektedir. Buna karşılık, Antalya Körfezi'nin doğu bölgesi oldukça dik eğime sahip (>2°) kıta sahanlığı ile temsil edilmektedir. Batimetrinin bu şekli temel olarak sedimantasyon ve Antalya Körfezi'nin tektoniği ile kontrol edilmektedir. Deniz altı kanyonları ve topografik düzensizlikler Antalya Körfezi deniz tabanının diğer göze çarpan özellikleridir. Sismik stratigrafik yaklaşımla, Antalya Körfezinde, deniz tabanının altında, akustik temelin (AB) üstünde yer alan dört farklı çökel serisi (1,2,3 ve 4) tespit edilmiştir. Buna ilave olarak, Holosen ve Holosen öncesi serileri ayıran bir R taban reflektörü belirlenmiştir. Karışık yansıma şekilleri ile tanımlanan akustik temel, karadaki birimlerin denize doğru uzanımlarıdır. Bu yüzden, bileşimi bölgeden bölgeye farklılık göstermektedir. Bazı yerlerde, akustik temel faylarla kesilmiştir. Çökel serisi 1 karmaşık ve paralel-az paralel yansıma şekilleri ile tanımlanmıştır. Akustik temelin üzerinde yer alıp, bugünkü deniz seviyesinden 75 m aşağıda kara tarafına doğru sona ermektedir. Doğu Akdeniz için mevcut olan deniz seviyesi değişim eğrisi, bu derinliğin günümüzden yaklaşık 22 000 yıl öncesine karşılık geldiğini ortaya koymaktadır. Bu yüzden çökel birlimi 1, Holosen öncesi yaşlı bir birim olarak yorumlanmıştır. Karmaşık ve oblik yansıma şekilleri ile tanımlanan çökel serisi 2, R reflektörünün üzerinde 1 10 m derinlikte sona ermektedir. Deniz seviyesi değişim eğrisine göre, bu seri Holosen trangresyonunun başlarında, günümüzden 22 000 öncesinden 18 000 yıl önceki zaman aralığınca çökelmiştir. Erozyonun ve yükselmenin olduğu bölgelerde bu seri gözlenmemiştir. Çökel serisi 2'nin en fazla kalınlığı 40 metredir. Çökel seferisi 4'ün altında uzanan, çökel serisi 3, karmaşık ve paralel-az paralel yansıma şekilleri ile tanımlanmıştır. Bugünkü deniz seviyesinden yaklaşık 50 m derinlikte R reflektörü üzerinde sona eren bu seri, günümüzden yaklaşık 18 000 yıl öncesinden 11500 yıl öncesine kadar olan zamanda çökelmiştir. Yukarıdaki paragrafta bahsedilen nedenlerden dolayı, çökel serisi 3 'de pazı yerlerde gözlenememiştir. Çökel serisi 3 ün azami kalınlığı 50 m ye ulaşmaktadır. Denize doğru bir sediman kamalanmasını temsil eden çökel serisi 4, çalışma sahasındaki en genç sismostratigrafık birimdir. Bu serinin üst sının günümüz deniz tabanını oluşturmaktadır. Son 11 500 yılda çökelen bu serinin kalınlığı, fan-delta bölgelerinde artma eğilimi (>40 m) göstermektedir. Holosen dönemi çökel serileriyle (2,3 ve 4), Holosen öncesi dönem çökel serisini (1) ayıran R- taban reflektörü, kıta sahanlığının havaaltı akarsu erozyonuna maruz kalmasıyla oluşan, Holosen öncesi aşınım yüzeyi olarak yorumlanmıştır.

The present bathymetry and Late Quaternary stratigraphy of the continental shelf of the Antalya Bay has been investigated by using echo-sounding and high-resolution shallow seismic profiling methods. In general, the isobath lines, representing the sea floor topography, lie conformably with the coastline of the Antalya Bay. Gently sloping (< 2°) wide shelf areas are the important characteristics of the western and northern regions of the Antalya Bay. This peculiarity indicates Mgh sediment supply to these shelf areas from the rivers on the land. In contrast to this, the eastern region of the Antalya Bay is marked by steeply sloping (>2°) shelf. This configuration of bathymetry is basically controlled by sedimentation and tectonics of the Antalya Bay. Submarine canyons and topographic irregularities appear to be other prominent features oFthe sea floor in the Antalya Bay. Based on the seismic stratigraphic approach, four distinct depositional sequences (1, 2, 3, and 4) above tfie acoustic basement (AB) have been identified in the sub sea-floor of the Antalya Bay. Additionally, a basal reflector-R that forms the boundary between the pre-Holocene and the Holocene sequences was interpreted. The acoustic basement, exhibiting chaotic reflection configurations, consists of the seaward extension of onshore sequences. Therefore, its composition varies from place to place. In some regions, acoustic basement has been faulted. The depositional sequence 1 is characterized by chaotic and parallel-subparallel reflection configurations. It overlies the acoustic basement and pinches out landward at the depth of 75 m below the present sea level. Available sea level curve for the eastern Mediterranean Sea reveals tlat this level correspond to 22 000 yrs B.P. Therefore, depositional sequence 1 is interpreted to be pre-Holocene in age. The depositional sequence 2, showing chaotic and oblique progradational reflection patterns, pinches out at the depth of 1 10 m on the reflector-R. This sequence has been deposited during the earlier stage of Holocene transgression between 22 000 and 18 000 yrs B.P., on the basis of the sei level curve. This sequence is not observed in some areas where uplift and erosion processes are common. The maximum thickness of sequence 2 is measured to be as 40 meters. The depositional sequence 3, underlying depositional sequence 4, represents chaotic and parallel-subparallel reflection configurations. It pinches out at the depth of 50 m on reflector R, which corresponds to approximately 1 1 500 yrs B.P. on available sea level curve. This sequence has been formed during the period from about 18 000 yrs B.P. until 1 1500 yrs B.P. Depositional sequence is not observed in some areas due to similar processes, explained above paragraph. The maximum thickness of sequence 3 is reached to 50 meters. Depositional sequence 4, resembling seaward sedimentary wedge, is the youngest seismostrajtigraphic unit of the surveyed area. Its upper boundary forms the present sea floor. This sequence has been accumulating for the last 1 1 500 yrs B.P. Its thickness tends to increase ^ 40 m) in front of the fan-delta areas. The basal j:eflector-R, forming the boundary between the pre-Holocene sequence (1) and the Holocene Sequences (2, 3 and 4), is interpreted as pre-Holocene erosional surface produced by the subaerial fluvial erosion of the continental shelves.