Mudarlı-gebze-orhaneli Sismik Kırılma/geniş Açılı Yansıma Verilerinin Sismik Tomografi Yöntemiyle Değerlendirilmesi

Abstract

Marmara Bölgesi’nin doğusuna ait kabuk yapısı Mudarlı-Orhaneli doğrultusu boyunca toplanan kırılma/geniş açılı yansıma verilerinin ters çözümü ile elde edilmiştir. 2000 yılında toplanan verilerin kullanıldığı bu çalışmada Kuzey Anadolu Fay Zonu’nun kuzey ve güney kolları geçilerek toplam 160 km’lik profil boyunca veri toplanmıştır. Ortalama kayıtçı aralığı 1.9 km’dir. Veri setinden 342 adet Pg, 118 PmP ve 8 Pn varışı belirlenmiştir. Kabuk ile moho süreksizliği arasındaki yapılar, JIVE3D (Joint Interface Velocity Estimation) programında düz ve ters çözüm işlemlerinin ardışık olarak uygulanmasına dayanan yöntem kullanılarak belirlenmiştir. Yöntemin yeteneklerinin anlaşılması için birçok farklı testler yapılmış ve sonuçları irdelenmiştir. Üst kabuk yapısının güvenilir bir şekilde elde edilebilmesi için birçok farklı başlangıç modeli denenerek Pg zamanlarının ters çözümü yapılmıştır. Ters çözüm sonuçları bölgede ilk 10 km’lik yapı için 3.9 km/s ile 6.4 km/s arasında değişen hız yapılarının varlığını göstermiştir. İzmit körfezi ve Bursa baseni en düşük hızlı yapılar (3.9 km/s – 4.5 km/s) olarak göze çarparken, Armutlu yarımadası ve Uludağ bölgedeki en hızlı yapıları temsil etmektedirler. Ters çözümün ikinci kısmında alt kabuk yapılarının çözümü için PmP ve Pn fazları kullanılmıştır. Bu sayede, önceden belirlenen üst kabuk sabitlenerek Moho arayüzünün geometrisi belirlenmeye çalışılmış ve Pg , PmP ve Pn fazlarının birarada kullanılması ile yatayda 4 km, düşeyde 2 km aralıklı düğüm noktalarından oluşan model için komple kabuk hız yapısı belirlenmiştir. Sonuçta profil boyunca güneyden kuzeye doğru dalımlı ve Armutlu yarımadasının güney sınırına kadar devamlılık gösteren hızlı bir yapı elde edilmiştir.

The crustal structure of the eastern Marmara Region has been obtained by inversion of wide-angle seismic reflection/refraction data acquired through Mudarlı-Orhaneli profile. A 160-km long profile, traversing seismically active northern and southern branches of the North Anatolian Fault System was acquired in the year of 2000. Average receiver spacing was determined to be about 1.9 km. Travel-time data set consisting of 342 Pg, 118 PmP and 8 Pn phases were clearly observed from the six shot gathers. Joint Interface Velocity Estimation forward and inverse modeling technique was used to determine the structure of the crust to the depth of Moho discontinuity. Inversion of Pg travel times using several different initial models have been carried out to constrain the upper-crust velocities. The inversion results show that velocities the to a depth of 10 km range from 3.9 to 6.4 km/s. Lower velocities (i.e. 3.9-4.5 km/s) were estimated beneath İzmit Bay and Bursa low-plains while higher velocities (i.e. 6.4 km/s) are found beneath Armutlu Peninsula and the Uludağ. The second phase of the modeling was to obtain the geometry of the moho interface along with lower crust velocities with fixed upper crust velocities as determined earlier. Lateral and vertical grid spacings of 4 km and 2 km respectively were used in this joint inverse model that took into consideration the Pg, PmP and Pn arrivals. The tomographic image indicates a high velocity zone dipping toward the north. This high velocity zone disappears near the southern border of Armutlu Peninsula.