Selim ÖZALP, Meryem KARA, Volkan ÖZAKSOY, Tamer Y. DUMAN, Hasan ELMACI

Paleosismolojik bulgular ışığında Orhaneli Fayının Holosen aktivitesi, Bursa, KB Anadolu

Orhaneli Fayı, Biga Yarımadası’nda yer alan yaklaşık 30 km uzunluğunda, ters bileşeni baskın, sağyönlü doğrultu atımlı bir faydır. Kuvaterner yaşlı Orhaneli Havzası’nın güney sınırını bu fay kontroletmektedir. Bununla birlikte söz konusu fay aynı zamanda Tavşanlı Zonu’na ait metamorfi k kayaçları,Kretase yaşlı ofi yolitik birimleri ve Neojen/Kuvaterner yaşlı sedimanları kesmekte olup havafotoğrafl arında ve arazide belirgin çizgiselliği ve fay sarplıkları ile kolayca takip edilebilmektedir.Fay boyunca gözlenen uzamış sırtlar, ötelenmiş vadiler ve topoğrafi k boyunlar, fayın aktivitesineişaret eden önemli jeomorfolojik unsurlardır. Bu çalışmada Orhaneli Fayı üzerinde gerçekleştirilmişolan ilk paleosismolojik çalışmaların sonuçları yer almaktadır. Bu kapsamda fay üzerinde iki adethendek açılmıştır. Serçeler ve Kusumlar olarak adlandırılmış bu hendeklerde, Tavşanlı Zonu’na aitmetamorfi k kayaçların fay tarafından Kuvaterner yaşlı sedimanlar üzerine itildiği belirlenmiştir.Yapılan çalışmada, Kuvaterner’de yüzey yırtılmasıyla sonuçlanmış dört büyük depremin izlerinerastlanmıştır. Serçeler hendeğinde, en eski depremin MÖ 22.000±3.200 ile MÖ 6.600±800 arasında,son depremin ise MÖ 770-415 den önce gerçekleştiği belirlenmiştir. Kusumlar hendeğinde ise, eneski depremin MÖ 6.600 ile MÖ 3.085 arasında, son olayın ise MS 650 tarihinden sonraki birdönemde gerçekleştiği belirlenmiştir. Söz konusu eski depremler arasında tekrarlanma periyodunailişkin bir yorum yapılamamıştır. Bu çalışma ile Orhaneli Fayı’nın Holosen aktivitesi kanıtlanmıştır.Toplam uzunluğu 30 km olan ve iki segmentten oluşan bu fayın tek parça halinde kırılması halinde,Mw= 6,87 büyüklüğünde bir deprem üretme potansiyeline sahip olduğu belirlenmiştir.

Holocene activity of the Orhaneli Fault based on palaoseismological data, Bursa, NW Anatolia

Orhaneli Fault is 30 km long, right-lateral strike-slip fault with dominant reverse component located in the Biga Peninsula. This fault controls the southern margin of the Quaternary Orhaneli Basin. Additionally, it cuts the metamorphic rocks of the Tavşanlı Zone, Cretaceous ophiolitic units and Neogene/Quaternary sediments, and can be easily recognized on aerial photographs and in the fi eld due to linearity and fault scarps. Elongated ridges, offset valleys and fault saddles observed along the fault are important geomorphological features indicating fault activity. This study presents the results of the fi rst palaeoseismological study on the Orhaneli Fault. Two trenches were excavated along the fault. These trenches, named Serçeler and Kusumlar, exhibited that metamorphic rocks of the Tavşanlı Zone were thrust onto Quaternary sediments by the fault. The study encountered evidences of four large earthquakes accompanied by surface rupture in Quaternary. The results of Serçeler trench indicated the older earthquake occurred between 22,000±3,200 BC and 6,600±800 BC, and the most recent earthquake occurred before 770-415 BC. The Kusumlar trench data showed that the older earthquake occurred between 6,660 BC and 3,085 BC, and the most recent event in the period after 650 AD. Any interpretation could not be made about the recurrence period between palaeoearthquakes. In this study, Holocene activity on the Orhaneli Fault was proven. If this fault, with 30 km total length comprising two segments, ruptured as a single piece, it has the potential to produce an earthquake with Mw=6.9.

PDF

___

Allmendinger, R. W., Cardozo, N., Fisher, D. 2012. Structural geology algorithms: Vectors and tensors in structural geology (302 p.). Cambridge: Cambridge University Press.
Ambraseys, N.N. 2002. The seismic activity of the Marmara Sea region over the last 2000 years. Bulletin of the Seismological Society of America, 92 (1), 1-18.
Ambraseys, N.N., Finkel, C.F. 1991. Long term seismicity of İstanbul and of the Marmara region. Terra Nova 3, 527-539.
Ambraseys, N.N., Jackson, J.A. 1998. Faulting associated with historical and recent earthquakes in the Eastern Mediterranean region. Geophysical Journal International 133, 390-406.
Ambraseys, N.N., Jackson, J.A. 2000. Seismicity of the sea of Marmara (Turkey) since 1500. Geophysical Journal International 141, F1-F6.
Barka, A.A. 1992. The North Anatolian Fault. Annales Tectonicae, 6, 164–195.
Barka, A. A., Hancock, P. L. 1984. Neotectonic deformation patterns in the convex -northwards arc of the North Anatolian fault zone. In” The Geological Evolution of the Eastern Mediterranean region”, edited by J.E.Dixon and A.H.F.Robertson. Spec. Publ. Geol.Soc.London. 763-773.
Barka, A.A., Kadinsky-Cade, K. 1988. Strike-slip fault geometry in Turkey and its infl uence on earthquake activity. Tectonics, 7, 663–684.
Dewey, J.F., Şengör, A.M.C. 1979. Aegean and surrounding regions: Complex multiplate and continuum tectonics in a convergent zone. Geological Society of America Bulletin, 90, 84–92.
Duman, T.Y., Çan, T., Emre, Ö., Kadirioğlu, F.T., Baştürk, N.B., Kılıç, T., Arslan, S., Özalp, S., Kartal, R.F., Kalafat, D., Karakaya, F., Azak, T.E., Özel, N.M., Ergintav, S., Akkar, S., Altınok, Y., Tekin, S., Cingöz, A., Kurt, A.İ. 2016. Seismotectonics database of Turkey. Bulletin of Eartquake Engineering, DOI 10.1007/s10518-016-9965-9
Emre. Ö., Doğan, A., Özalp, S., Yıldırım, C. 2011a. 1:250.000 Scale Active Fault Map of Turkey Bandırma (NK 35-11b) Quadrangle. Maden Tetkik ve Arama 1:250.000 Scale Active Fault Map Series of Turkey, Serial No: 3, 55p., Ankara, Turkey (Türkçe) ISBN: 978-605-4075-86-4.
Emre. Ö., Doğan, A., Özalp, S. 2011b. 1:250.000 Scale Active Fault Map of Turkey Balıkesir (NJ 35-3) Quadrangle. MTA 1:250.000 Scale Active Fault Map Series of Turkey, Serial No: 4, 35p., Ankara, Turkey (Türkçe).
Emre, Ö., Doğan, A., Yıldırım, C. 2012. Biga Yarımadasının diri fayları ve deprem potansiyeli. In: Yüzer, E. and Tunay, G (Eds.), Biga Yarımadası’nın Genel ve Ekonomik Jeolojisi, General Directorate of Mineral Research and Exploration, Special Publication Series-28, 163-198, Ankara-Turkey (Türkçe).
Emre, Ö., Duman, T.Y., Özalp, S., Elmacı, H., Olgun, Ş., Şaroğlu, F. 2013. Açıklamalı Türkiye Diri Fay Haritası. Ölçek 1:1.250.000, VI+89s.+bir pafta, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Özel Yayın Serisi-30, Ankara-Türkiye.
Ergin, K., Güçlü, U., Uz, Z. 1967. A Catalog of Earthquakes for Turkey and Surrounding Area (11 A.D. to 1964 A.D.). Technical Report, İstanbul Technical University, Faculty of Mines, Institute of Physics of the Earth, No. 24, 169 p.
Ergin, K., Güçlü, U., Aksay, G. 1971. A Catalog of Earthquakes of Turkey and Surrounding Area (1965–1970). Technical Report, İstanbul Technical University, Faculty of Mines, Institute of Physics of the Earth, no. 28.
Harris, N.B.W., Kelley, S.P., Okay, A.I. 1994. Postcollision magmatism and tectonics in northwest Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology, 117, 241-252.
Kadirioğlu, F.T., Kartal , R.F, Kılıç, T., Kalafat, D., Duman, T.Y., Eroğlu Azak, T., Özalp, S., Emre, Ö. 2016. An Improved Earthquake Catalogue (M ≥ 4.0) for Turkey and Its Near Vicinity (1900-2012). Bulletin of Earthquake Engineering, (in press) doi: 10.1007/s10518-016-0064-8
Kaya, O., Kozur, H., Sadeddin, W., Helvacı, H. 2001. Late Norian conodont age for a metacarbonate unit in NW Anatolia, Turkey. Geobios, 34, 527-532.
Kazancı, N., Emre, Ö., Erturaç, K., Leroy, S., Öncel, S., İleri, Ö., Toprak, Ö. 2014. Güney Marmara Bölgesindeki Büyük Vadilerin Olası Deşilme Zamanı. Maden Tetkik ve Arama Dergisi, Sayı: 148, s: 1-17, Ankara, Türkiye.
Konak, A. 2002. 1:500.000 Ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası İzmir Paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara, Türkiye.
Kondorskaya, N.V., Ulomov, V.I. 1999. Special catalogue of earthquakes of the Northern Eurasia (SECNE). URL: http://socrates.wdcb.ru/scetac/ and http:// www.seismo.ethz.ch/gshap/neurasia/nordasiacat. txt
Kop, A., Özalp, S., Elmacı, H., Kara, M., Duman, T.Y. 2016. Active Tectonic and Paleoseismological Features of the Western Section of Mustafakemalpaşa Fault; Bursa, NW Anatolia. Geodinamica Acta, 28, 4, 363-378.
Kürçer, A., Özaksoy, V., Özalp, S., Uygun-Güldoğan, Ç., Özdemir, E., Duman, T.Y. 2017. The Manyas Fault Zone (Southern Marmara Region, NW Turkey): Active Tectonics and Paleoseismology. Geodinamica Acta, 29, 1, 42-61.
Marrett, R. A., Allmendinger, R. W. 1990. Kinematic analysis of fault-slip data. Journal of Structural Geology, 12, 973–986.
McKenzie, D. 1972. Active tectonics of the Mediterranean region. Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, 30, 109-195.
Okay, I.A. 1985. Kuzeybatı Anadolu’da yer alan metamorfi k kuşaklar. Ketin Simpozyumu Kitabında, Türkiye Jeoloji Kurumu Yayını, 83-92.
Okay, I.A. 2004. Tectonics and High Pressure Metamorphism in northwest Turkey. Field trip guide book - P01, 32nd International Geological Congress, APAT, Italy, 56 pp.
Okay, I.A. 2011. Tavşanlı Zonu: Anatolid-Torid Bloku’nun Dalma-Batmaya Uğramış Kuzey Ucu. Maden Tetkik ve Arama Dergisi, Sayı: 142, Ankara.
Okay, A.I., Tüysüz. O. 1999. Tethyan sutures of northern Turkey. In “The Mediterranean Basins: Tertiary extension within the Alpine orogen” (eds. B. Durand, L. Jolivet, F.Horváth ve M.Séranne), Geological Society of London, Special Publication 156.
Okay, A.I., Harris, N.B.W., Kelley, S.P. 1998. Exhumation of blueschists along a Tethyan suture in northwest Turkey. Tectonophysics, 285, 275-299.
Özalp, S., Emre, Ö., Doğan, A. 2013. Kuzey Anadolu Fayı Güney Kolu’nun segment yapısı ve Gemlik Fayı’nın paleosismik davranışı, KB Anadolu. Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 147, 1-17, Ankara.
Özalp, S., Kürçer, A., Özdemir, E., Duman, T.Y. 2016. The Bekten Fault: The paleoseismic behaviour and kinematic characteristics of an intervening segment of the North Anatolian Fault Zone, Southern Marmara Region, Turkey. Geodinamica Acta, 28, 4, 347-362.
Reilinger, R., McClusky, S., Vernant, P., Lawrence, S., Ergintav, S., Cakmak, R., Ozener, H., Kadirov, F., Guliev, I., Stepanyan, R., Nadariya, M., Hahubia, G., Mahmoud, S., Sakr, K., ArRajehi, A., Paradissis, D., Al-Aydrus, A., Prilepin, M., Guseva, T., Evren, E., Dmitrotsa, A., Filikov, S.V., Gomez, F., Al-Ghazzi, R., Karam, G. 2006. GPS constraints on continental deformation in the Africa-Arabia-Eurasia continental collision zone and implications for the dynamics of plate interactions. Journal of Geophysical Research, 111, B05411.
Servais, M. 1982. Collision et suture téthysienne en Anatolie Centrale, étude structurale et métamorphique (HP-BT) de la zone nord Kütahya. Ph.D. Thesis, Universite de Paris-Sud, Centre d’Orsay, 374 s.
Soysal, H., Sipahioğlu, S., Kolçak, D., Altınok, Y. 1981. Historical Earthquake Catalogue of Turkey and Surrounding Area (2100 B.C.–1900 A.D.). Technical Report, TÜBİTAK, Project No. TBAG341, 87 p., İstanbul.
Sözbilir, H., Özkaymak, Ç., Uzel, B., Sümer, Ö., Eski, S., Tepe, Ç. 2016a. Palaeoseismology of the Havran-Balıkesir Fault Zone: evidence for past earthquakes in the strike-slip-dominated contractional deformation along the southern branches of the NorthAnatolian fault in northwest Turkey. Geodinamica Acta, 28, 4, 254–272.
Sözbilir, H., Sümer, Ö., Özkaymak, Ç., Uzel, B., Güler, T., Eski, S. 2016b. Kinematic analysis and palaeoseismology of the Edremit Fault Zone: evidence for past earthquakes in the southern branch of the North Anatolian Fault Zone, Biga Peninsula, NW Turkey. Geodinamica Acta, 28, 4, 273–294.
Şaroğlu, F., Emre, Ö., Kuşçu, İ. 1992. Active Fault Map of Turkey. 1:1,000,000 Scale, General Directorate of Mineral Research and Exploration, AnkaraTurkey.
Şengör, A.M.C., Görür, N., Şaroglu, F. 1985. Strike-slip faulting and related basin formation in zones of tectonic escape: Turkey as a case study. In: Biddle, K.T. and Christie-Blick, N. (Eds.), Strike-Slip Deformation, Basin Formation, and Sedimentation, Spec. Publ. Soc. Econ. Paleontol. Mineral., 37, 227–264.
Şengör, A.M.C., Tüysüz, O., İmren, C., Sakınç, M., Eyidoğan, H., Görür, N., Le Pichon, X., Rangin, C. 2005. The North Anatolian Fault: A new look. Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 33, 37-112.
Tan, O., Tapırdamaz, M.C., Yörük, A. 2008. The earthquake catalogues for Turkey. Turk. J. Earth Sci., 17, 405- 418.
Taymaz, T., Jackson, J.A., McKenzie, D. 1991. Active tectonics of the North and Central Aegean Sea. Geophysical Journal International, 106, 433-490.
Türkecan, A., Yurtsever, A. 2002. 1:500.000 Ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası İstanbul Paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara, Türkiye.
Wells, D., Coppersmith, K. 1994. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area and surface displacement. Bull. Seism. Soc. Am., 84, 974-1002.