3-D crustal structure of the Simav-Kutahya and surrounding regions

Abstract

Kütahya ve civarı tektonik ve jeolojik açıdan açıdan oldukça karmaşık bir yapıya sahiptir. Simav'da 19 Mayıs 2011'de M=5.9 büyüklüğünde bir deprem meydana gelmiştir.Bu tezin amacı, 2010 – 2015 yılları arasında Kütahya Simav bölgesi ve çevresinde meydana gelen depremleri kullanarak, yerel deprem tomografisi yöntemi ile bölgenin 3-B sismik hız yapısının belirlenmesidir. Bu çalışmanın önemi Simav, Kütahya ve çevresi için yapılmış olan ilk 3-B tomografi çalışmasıdır. Bu bağlamda bölgenin 1-B hız modeli, 3-B hız modeli ve kabuk yapısı elde edilmiştir. Bu çalışmada, çalışma bölgesinin 30 km derinliğe kadar olan üst kabuğuna ait 3-boyutlu sismik hız dağılımı, tomografik ters çözüm yöntemleri ile belirlenmiştir. Bu amaçla, önce veri setleri oluşturularak fazlara ait seyahat zamanlarının tomografik ters çözüm formatında hazırlanması, uygun model yapısının oluşturulması, uygun çözüm parametreleri ile tomografik ters çözüm işlemlerinin yapılmıştır. Aynı zamanda elde edilen Vp, Vs ve Vp/Vs modellerinin, bölgenin jeolojik ve tektonik özellikleri ile birlikte yorumlanması, tez kapsamında uygulanmıştır. Bu çalışma sonucunda, Kütahya Simav bölgesi ve civarının 30 km'ye kadar olan P ve S dalga hızı yapısı ve Vp/Vs oranları elde edilmiştir. Elde edilen hız kesitleri ile bölgenin graben sistemi desteklenmiştir. Grabenin yaklaşık derinliği 20 km olarak belirlenmiştir. Bölgede kaydedilen depremlerin odakları ile Vp, Vs ve Vp/Vs anomalileri arasındaki ilişki alınan derinlik kesitleri ile ortaya konmuştur. Bölgeye ait P- dalga hızı, S- dalga hızı bilgisi bölgenin yapısal farklılıkları hakkında, Vp/Vs oranı bilgisi ise kayaçların fiziksel özellikleri hakkında yorum yapılabilmesini sağlamıştır. Bölgeye ait fay sistemleri, olası fay zonları ve depremsellik çalışma sonuçları ile birleştirilerek tartışılmıştır.

Kütahya and surroundings are quite complex structures from a tectonic and geological perspective. On May 19, 2011, an earthquake of magnitude M = 5.9 occurred in Simav.The purpose of this thesis is determination of the 3-D seismic velocity structure applying the local earthquake tomography method, using earthquakes that occurred between the years 2010 and 2015 in Kütahya Simav and surroundings. The signifigance of this study is that the first 1-D and 3-D tomographic inversion for Simav, Kütahya and surroundings is done by this study. The region's 1-D velocity model, 3-D velocity model and crustal structure are obtained.In this study, the 3-D velocity distribution up to 30 km depth of upper crust of the study area is determined with tomographic inversion methods. For this purpose, by creating data sets, travel time of phases were prepared by tomographic inversion format, appropriate model structure has been created, Vp, Vs and Vp/Vs models that obtained with appropriate resolution parameters and tomographic inversion, has been interpreted with geological and tectonic features of the area.At 30 km depth, P and S waves velocity structure of Kütahya, Simav and surroundings were obtained. The Graben system of the region is supported by the velocity cross-section obtained. The depth of the graben is determined as 20 km. The relationship between the hypocentre of the recorded earthquakes in the region and Vp, Vs, and Vp/Vs anomalies has been revealed with horizontal and vertical cross-sections. Comments are made about the structural differences of the region's P wave and S wave velocity information and the physical properties of the rock's Vp/Vs ratio information. Fault systems, potential fault zones and earthquake activity of the region are discussed with the combined results of the study.