Armutlu-Gemlik civarının 3 boyutlu sismik hız yapısı

Abstract

Armutlu yarımadası Kuzey Anadolu Fay Zonu'nun iki kolu ile sınırlanmış bir bölgedir. Oldukça karmaşık bir tektonizmaya sahip olan bu bölge deprem etkinliği bakımından da çok aktiftir. Kuzey Anadolu Fay Zonu'nun mikro deprem etkinliğinin izlenmesi amacıyla, bölgeye birçok sismik ağ kurulmuştur. Son olarak 2005 yılında Kocaeli Üniversitesi Yer ve Uzay Bilimleri Araştırma ve Uygulama Merkezi (YUBAM) tarafından kurulan YUBAM ağı ile özellikle Armutlu ve Gemlik civarındaki depremler inceleme altına alınmıştır. Bölgede İzmit depremi (Ağustos, 1999) ve Çınarcık depremi (Mart, 2008) gibi önemli depremler meydana gelmiştir. Bu tezde 1993 yılından bu yana meydana gelen mikro depremlerden ve büyük depremlerin artçı sarsıntılarından elde edilen varış zamanı verilerine tomografik ters çözüm uygulanarak bölgenin hız yapısı araştırılmış ve bölgenin tektoniği ve depremselliği ile ilişkilendirilmiştir. Bölgeyi en iyi temsil eden minimum bir-boyutlu hız yapısı seçilerek depremler tekrar konumlandırılmış, bu depremler içerisinden 5150 tanesi ters çözüm işlemi için seçilmiştir. Tomografik ters çözüm yapılırken öncelikle sentetik modeller üretilerek yapıda hangi alanların yüksek çözünürlüğe sahip olduğu belirlenmiş, gerekli kontrol parametreleri üretilmiştir. Elde edilen bilgiler ışığında gerçek verilerle tomografik ters çözüm işlemi gerçekleştirilmiştir. Çalışma alanının P-dalgası, S-dalgası hız farklılıkları ve Vp/Vs değişimleri, 25 km derinliğe kadar her 5 km derinlikten alınan iki boyutlu dilimlerle görüntülenmiştir. Bu görüntüler değerlendirildiğinde Armutlu yarımadasının batı ucunda ve Marmara denizinin içinde düşük hız zonları, Geyve civarında yüksek, İzmit körfezinde ise nispeten yüksek hız zonları bulunmuştur. Bulunan sonuçlar bölgenin tektonik olarak çok karmaşık, kırıklı ve çatlaklı bir yapıda olmasının bir göstergesi olarak kabul edilmiş ve bölgedeki fay dağılımları, sıcak su kaynakları ve kaplıcalar sonuçları doğrulamıştır.

Armutlu Peninsula is surrounded by two branch of North Anatolian Fault Zone. The region has very complex tectonics and active seismicity. In order to observe micro seismicity of North Anatolian Fault Zone, many Networks have been established in the area. The earthquakes, especially occurred in Armutlu and Gemlik, have been recorded by YUBAM network which was established by Kocaeli University Earth and Space Sciences Research Center (YUBAM) since 2005. In the studying area, many considerable earthquakes took place as İzmit Earthquake (August, 1999) and Cınarcık Earthquake (March, 2008), In this thesis, velocity structure of the area has been research by applying 3-D tomographic inversion to arrival time data which are obtained from micro seismic earthquakes and aftershocks of the big earthquakes since1993 and the results related with tectonics and seismicity of the area. We determined suitable minimum one-dimensional velocity model for the area and the earthquakes were relocated and 5150 of them were selected for using in inversion. In tomographic inversion, firstly synthetic models were produced to define which area has high resolution and determined control parameter, needed in inversion. We applied tomographic inversion to real data using the assigned parameters. P-wave, S-wave velocity perturbation and Vp/Vs ratio of the study area can be imaged as two-dimensional slice which were produced for every 5 km depth up to 25 km. These images show that the western part of Armutlu peninsula and Marmara Sea present the low velocity anomaly, Geyve and surrounding area point out the high velocity anomaly and the Izmit Bay has relatively high velocity zone. The results indicate the very complex tectonics including cracks and fractures in this region and confirm the existence of the hot springs and hot spots.