Crust and upper-mantle imaging by using P and S receiver functions in different tectonic regimes

Abstract

P ve S alıcı fonksiyonları (AF) kabuk ve üst-manto içerisindeki hız değişimlerini belirlemede kullanılan etkinbir araçtırlar. Bu bağlamda, Anadolu'nun 3 farklı tektonik rejimi AF' lar ile görüntülenmiştir. İlk çalışma bölegemiz, Kuzey Anadolu Fay Zonu' nun (KAFZ) batı kesimi, istasyon aralığı en fazla 7 km olan ve 1999 yılında meydana gelen İzmit depremi civarında konumlandırılan DANA ismindeki geçici seismik ağından toplanan veriler kullanılarak gözlemlenmiştir. Elde edilen yüksek çözünürlüklü profillerde, daha önce saptanamayan küçük ölçekteki süreksizlikler ve KAFZ' nun kabuk ve üst-manto içerisindeki geometrisi saptanmıştır. İkinci çalışma bölgemiz, Kuzey-Güney açılma rejiminin baskın olduğu Batı Anadolu (BA) 47 adet sabit istasyon ile gözlemlenmiştir. 3563 adet yüksek sinyal-gürültü oranına sahip ~1 Hz P dalgası AL' ı 43146 adet telesismik deprem arasından seçilmiştir. Kabuk değişimleri, Moho süreksizliğindeki ani değişimler ve düşük hız zonları iki boyutlu profiller boyunca görüntülenmiştir. Son çalışma bölgemizde Isparta Açısı (IA), toplamda 42 adet geçici ve kalıcı sismik istasyonların oluşturduğu sismik ağ ile görüntülenmiştir. 4501 adet P dalgası AF' ları kabuk ve Moho derinliklerini çözümlemede, 946 adet S dalgası AF' ları litosfer-astenosfer sınırını (LAS) belirlemede kullanılmıştır. P dalgası AF' u migrasyonu ile oluşturulan profiller IA altındaki kabuk içerisinde, Moho değişimlerini ve Afrika dalma-batma zonunu görüntülemiştir. Bununla birlikte, S dalgası AF' u migrasyonu ile LAS' nın ~50 ile ~90 km arası derinlikte değişim gösterdiği saptanmıştır.

P and S receiver functions (RF) are effective tools to solve crustal and upper-mantle velocity contrasts. In this respect, RFs are utilized to image three different tectonic regimes of Anatolia. Firstly, western segment of the North Anatolian Fault Zone (NAFZ) is inspected by data from a dense broadband network (Dense Array for North-Anatolia - DANA) of 71 seismic stations with a nominal station spacing of 7 km in the vicinity of the 1999 Izmit earthquake. High resolved 2-D cross-section images reveal previously unkown small-scale structures and fault geometries in the crust and upper-mantle. Secondly, N-S extension dominated Western Anatolia (WA) is observed by 47 permanent broad-band stations. Totally, 3563 high signals to noise ratio P wave RFs with cut-off frequency of ~1 Hz are obtained among 43146 teleseismic earthquakes. Crustal differences, sharp Moho changes and low velocity zones are defined by 2-D cross-sections in the region. Lastly, Isparta Angle (IA) is imaged by data from a temporary and permanent broad-band seismic network that is composed 42 seismic stations. 4501 P wave RFs are used to resolve upper crustal and Moho depths and 946 S wave RFs are operated to figure out lithospheric-asthenospheric boundaries (LAB). Migrated P wave RFs cross-sections present Moho anomalies and African slab in the crust of IA. On the other hand, migrated S wave RFs cross-sections show variation of LAB boundary between ~50 to ~90 km depth range.