P ve S-alıcı fonksiyonlarının birleşik ters çözümü ile doğu pontid orojenik kuşağının kabuk ve üst manto yapısının araştırılması
Investigation of crust and upper mantle structure in the eastern pontide orogenic belt from joint inversion of P- and S-receiver functions
Yazar: HAMDİ ALKAN
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN ÇINAR
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, Doğu Pontid Orojenik Kuşağı' nda bulunan Kandilli Rasathanesi ve
Deprem Araştırma Enstiüsü' ne ait 8 adet geniş-bant deprem istasyonu için telesismik seyahat
zamanı rezidüelleri ile birlikte P- ve S-Alıcı Fonksiyonlarının Birleşik Ters Çözümü' nden
yeryüzünden 300 km derinliğe kadar P- ve S-dalgası hız histogramları elde edilmiştir. Ters çözüm
işlemi için Benzetilmiş Tavlama (Simulated Annealing) Tekniği kullanılmıştır. Ters çözüm
sonuçları genel olarak kabuk, yüksek S-dalgası hızlı üst manto, düşük hızlı zon ve altlayan üst
manto olarak belirlenmiştir. İstasyonların coğrafik konumlarına göre, çalışma alanı Doğu Pontid
magmatik yayının kuzeyi ve güneyi olmak üzere ikiye ayrılmıştır ve kuzeyden güneye doğru kabuk
kalınlığında farklılıklar gözlemlenmiştir. Kuzeydeki istasyonlardan elde edilen kabuk
modellerinde, yüzeydeki kırıklı-çatlaklı magmatik kayaçlarla ve düşük S-dalgası hızlarına (≤ 3
km/s) sahip ince sedimanter birimlerle ilişkili yüksek Vp/Vs (≥ ~2.0) oranına sahip bir kristalen
taban belirlenmiştir. Magmatik yayın kuzeyindeki ve güneyindeki istasyonların alt kabuk
seviyelerinde Vp/Vs oranları sırasıyla 1.90 ve 1.80 olarak hesaplanmıştır. Bu hız oranları genel
olarak mafik kayaç gruplarıyla ilişkilendirilmektedir. Kuzeydeki istasyonlardan elde edilen kabuk
kalınlıkları doğudan batıya doğru sırasıyla 30, 33, 37 ve 40 km' iken, güneydeki istasyonlardan
elde edilen kabuk kalınlıkları ise doğudan batıya sırasıyla 46, 42, 39 ve 44 km' dir.  KVT ve RSDY
istasyonları haricinde yüksek hızlı S-dalgasına sahip üst manto ve düşük hızlı zon arasındaki geçiş
hız histogramı sonuçlarında görülmektedir ve bu sınır Litosfer-Astenosfer sınırı olarak
yorumlanmıştır. Bu sınırın yaklaşık değeri magmatik yayın kuzeyinde ~83 km ve güneyinde ~88
km' dir. 2-B ve 3-B' lu derinlik-hız modellerinden elde edilen nihai sonuçlara göre, Doğu Pontid
Orojenik Kuşağı' nda güneye eğimli bir yitim zonunun varolduğundan bahsedilebilir.

Abstract:
In this thesis, P-wave and S-wave histograms from the Earth's surface to a depth of 300 km
are obtained by joint inversion of P- and S-wave receiver functions with and without traveltime
residuals for the 8 seismic stations of Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute in
the Eastern Pontides Orogenic Belt. The inversion is performed using a Simulated Annealing
Technique. The inversion results generally reveal Moho depth, high S-velocity lid, low velocity
zone, and underlying upper mantle layer. Depending on the station locations in geographically, the
studied area is divided into the North and the South of the Eastern Pontides Orogenic Belt. The
most striking differences are observed in the crustal thickness beneath the regions varies north to
south. In the crustal models of north stations, there are clear indications related to Basement depth,
which has sedimentary layers with a low S-wave velocity (≤ 3 km/s), surfacing volcanic rocks and
high Vp/Vs (≥ ~2.0) ratio. The obtained Vp/Vs velocity ratio in the lower crust is about 1.90 and
1.80 in the north and the south of Eastern Pontides magmatic arc, respectively. These ratios can
generally be interpreted as mafic rocks. Beneath the north stations, crustal thicknesses are 30, 33,
37 and 40 km east to west, while the depths of moho are 46, 42, 39 and 44 km in the south stations.
A transition from the high-S-velocity mantle lid to low velocity zone, except KVT and RSDY
stations, is seen in some of the velocity histograms. This transition is known as the Lithosphere–
Asthenosphere Boundary. A representative value of the this boundary is about 83 km in the north
and ~88 km in the south. The final results may be support the existence of southward subduction
beneath the Eastern Pontides Orogenic Belt according to 2-D and 3-D velocity-depth models.