Kocaeli (Kullar-Yaylacık) fayından alınan kuvars örneklerinin optik uyarmalı lüminesans yöntemi (OSL) ve termolüminesans (TL) yöntemleriyle incelenmesi ve tarihlendirilmesi

Abstract

ÖZET Kocaeli (Kullar- Yaylacık) Fayından Alınan Kuvars Örneklerinin Optik Uyarmalı Lüminesans Yöntemi (OSL) ve Termolüminesans (TL) Yöntemleriyle İncelenmesi ve Tarihlendirilmesi Esma Buluş Kırıkkaya Anahtar kelimeler: tarihlendirme, Iüminesans, OSL, TL, fay, deprem, Kocaeli Yaşadığımız ülkenin sıkça deprem üreten bir yer olması nedeniyle oluşan depremlerin periyotlarının hesaplanması, deprem öncesi gereken önlemlerin alınması açısından önemlidir. Bu çalışmada, Kocaeli depreminin oluşturduğu yüzey fayının Kullar- Yaylacık bölgesinde açılan bir hendekten alman sediman örneklerinde, Optik Uyarmalı Lüminesans (OSL) ve Termolüminesans (TL) yöntemleri ile karşılaştırmalı olarak yaş tayinleri yapılmıştır. Örneklerin tarihlendirilmesinde en önemli bileşenlerden biri, bir yıl içinde almış oldukları doz miktarının belirlenmesidir. Örneklerdeki U, Th miktarları Alfa cihazı ile K miktarı Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi ile belirlenmiş ve böylece bunlardan gelen alfa ve beta katkılarının etkisi hesaplanmıştır. Gama ve kozmik ışınlardan gelen katkı ise A1203:C dozimetreleri kullanılarak bulunmuştur. Örneklerin OSL ölçümleri için kullanılan cihaz, kuvars için tipik tarihleme sinyali olan 325 °C sıcaklık pikinin boşalması ile elde edilen lüminesans sinyaline göre ayarlıdır. Bu nedenle daha düşük sıcaklıktaki tuzakların bu sinyale katkıda bulunmasını engellemek amacıyla bütün OSL ölçümleri 220°C de 5 dakika ön ısıtma işlemi uygulandıktan sonra elde edilmiştir. Örneklerin OSL sinyalinin gün ışığına karşı duyarlılığının ne kadar yüksek olduğu incelenmiş ve örneklerin alınması ve ölçümler sırasında gün ışığından şiddetle kaçınılmıştır. Örneklerin laboratuvar ortamında bekletildikleri süre içinde OSL sinyallerinde bir azalmanın olup olmadığı araştırılmış ve anormal sönüm denen bu olayın örneklerin yaşında bir hata oluşturacak kadar gerçekleşmediği gözlenmiştir. Örneklerin tanecik büyüklükleri arttıkça ısıl ya da ışık işlemden etkilenmeleri azalacağından tarihleme işlemleri için orta büyüklükteki taneler (60-90 um) kullanılmıştır. Örneklerin OSL büyüme eğrilerindeki artış, üstel bir artıştır. OSL büyüme eğrileri oluşturulurken, doz ekleme (MAAD) ve yenileme (SAR) gibi iki farklı yöntem uygulanmıştır. Bulunan paleodoz değerleri birbirine yakın çıkmıştır. Yıllık doz ve paleodoz değerleri kullanılarak örneklerin yaşları; MAAD yöntemi ile 1131 1+843 yıl, 9263±691 yıl ve 8218±613 yıl, SAR yöntemi ile 1 1546+861 yıl, 9441 ±704 yıl ve 8345±622 yıl bulunmuştur. Aynı örneklerin TL yöntemi ile tarihlendirilmesinde ise tipik tarihleme sinyali olan 325°C pikinin dozla artışı ile elde edilen büyüme eğrilerinden eşdeğer doz değerleri bulunmuştur. Örneklerin düşük doz değerlerine karşı oluşturulan büyüme eğrilerinde doğrusallıktan sapma belirdiği için eşdeğer doz bulunurken bu sapmadan kaynaklı düzeltme faktörü, I, bulunarak buna eklenmiş ve böylelikle paleodoz değerleri hesaplanmıştır. Örneklerin TL yöntemiyle bulunan yaşları, 111 15±829 yıl, 9213±687yılve 7997 ±596 yıldır. Örneklerin TL ve OSL yaşları karşılaştırıldığında bulunan değerlerin her iki yöntemin hata sınırları içinde yer aldığı görülmektedir.

ABSTRACT The Examination and Dating of the Quartz Samples Taken From the Fault of the Kocaeli (Kullar-Yayiacik) Through Optically Stimulated Luminescence (OSL) and Thermoluminescence (TL) Methods Esma Buluş Kırıkkaya Key words: Dating, luminescence, OSL, TL, fault, earthquake, Kocaeli As the Country we live in is a place where earthquakes happen very frequently, it is important to take pre-earthquake measures. In this study, age determination of the sediment samples taken from a trench opened in the Kullar- Yaylacik region formed by the Kocaeli earthquake was carried out using Optically Stimulated Luminescence (OSL) and Thermoluminescence (TL) methods. One of the most important components in the dating of the samples is to establish the dose amounts they received in one year. The 238U and 232Th amounts in the samples were determined by Alpha device, 40K amount by Atomic Absorption Spectroscopy and therefore the effect of the alpha and beta additives coming from them was estimated. The additive coming from the gamma and cosmic rays, however, was found out through A1203:C dosimeter. The device used for OSL measurment of the samples is adjusted to the luminescence signal received through the release of the 325 °C glow peak which is a typical dating signal for quartz. Therefore, in order to prevent the low heat traps from adding to these signals, all OSL measurements were obtained after applying a pre-heating of 220 °C for five minutes. The increase in the sensitivity of the OSL signal of the sample against the day light was examined and exposure to the daylight was strictly avoided during sampling and measuring. It was searched whether there happens to be a decrease in the OSL signal during time they were kept in the laboratory medium, and was observed that this event which is also known as anomalous fading was not to the extent to form a default in the age of the samples. As the samples were less effected by the heat or light process due to the rise in the particle size, particles of medium-size (60-90 urn) were used for dating applications. The increase in the OSL growth curve is an exponential increase. Two different methods as dose adding (MAAD) and regeneration (SAR) were implemented when establishing the OSL growth curves. The paleodose values found were close to each other. By using the annual dose and paleodose values, the ages of the samples were found to be 1131 1+843 year, 9263±691 year, 8219±613 year with the MAAD method, and 11 546+861 year, 944 1± 704 year and 834 1± 622 year with SAR method. In dating same sample using TL method, however, the dose rates were the equivalents of the growth curves obtained with the dose increase of the 325°C glow peak which is the typical dating signal. The paleodose values were found by adding the correction factor, I, to the equivalent dose, which was formed by the supralinearity established in the growth curves against the dose values. The age of the samples were found to be, 1 1 1 15±829 year, 92131687 year and 7997 ±596 year through the TL method. When comparing the TL and OSL ages of the samples it was seen that both values were within the error limits. Ill