Doğu Anadolu fay zonu Ilıca segmenti'nin aktif tektonik özelliklerinin paleosismolojik ve morfometrik yöntemlerle belirlenmesi
Determination of active tectonic characteristics of the Ilıca segment of the Eastern Anatolian fault zone by paleoseismological and morphometric methods
Yazar: HANİFE MERVE ÖNAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYNUR DİKBAŞ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Deprem = Earthquake ; Doğu Anadolu fay zonu = Eastern Anatolian fault zone ; Jeomorfometrik analiz = Geomorphometric analysis ; Morfometri = Morphometry ; Paleosismoloji = Paleoseismology

Özet:
Doğu Anadolu Fay Zonu, yerkürede yer alan önemli kıta içi transform faylardan biridir. Sol-yanal doğrultu atımlı karaktere sahip bu aktif fay zonu, kuzeydoğuda Karlıova'nın (Bingöl) doğusundan, güneybatıda Kahramanmaraş'ın güneyine kadar yaklaşık 450 km boyunca 6 farklı geometrik segment halinde izlenir. Bu segmentler KD'dan GB'ya doğru Karlıova Segmenti, Ilıca Segmenti, Palu Segmenti, Pütürge Segmenti, Erkenek Segmenti ve Pazarcık Segmentidir. DAFZ üzerinde hasar yapıcı depremler meydana gelmektedir. Bu tez çalışmasının konusu 22 Mayıs 1971 (M=6.8) Bingöl depreminin merkez üssünün konuşlandırıldığı Ilıca segmentidir. Ilıca Segmenti, Bingöl havzası kuzeydoğusundan, Göynük köyüne kadar K50°D doğrultusunda yaklaşık 35 km boyunca devam eden aktif bir fay zonudur. Ilıca segmenti boyunca yaşı Paleozoyikten Kuvaternere kadar değişen farklı litolojik birimler haritalanmıştır. Permo-Triyas yaşlı Bitlis Metamorfitleri bölgenin temel kayasını oluşturmaktadır. Mermer ve şist kayalarından oluşan bu birim üzerine Miyosen yaşlı resifal kireçtaşları tektonik dokanakla gelmektedir. Geç Miyosen Erken Pliyosen yaşlı Solhan Formasyonu, aglomera, volkanik breş, tüf, bazalt ve andezit litolojileri ile temsil edilir. Çalışma alanı içerisinde en geniş yayılıma sahip bu birim, kendinden daha yaşlı birimler ile tektonik dokanaklıdır.  Solhan formasyonu üzerinde stratigrafik olarak Üst Pliyosen-Pleistosen yaşlı travertenler izlenir. Travertenler; tabakalı, teras tipi ve sırt tipi olmak üzere üç farklı halde gözlenmiştir. Tüm bu birimler Kuvaterner yaşlı alüvyon, yamaç molozu, alüvyal yelpaze çökelleri ile örtülmektedir. Ilıca segmenti doğu ve batı uçlarında birkaç fay kolu halinde daha geniş bir deformasyon zonu içerisinde yer alır. Segmentin orta kesimleri ise dar bir deformasyon zonu olarak takip edilir. Segment boyunca uzamış sırtlar, çöküntü alanları, oluk yapıları ve fay gölcükleri gibi doğrultu atımlı fay morfolojisini işaret eden birçok yapı gözlenmiştir. Mümkün olan lokasyonlarda bu yapılar multikopter ile aşmalı fotoğraflanarak, ortomozaik görüntü ve sayısal yükseklik modelleri oluşturulmuştur. Ilıca Segmenti üzerinde Paleozoyik yaşlı Bitlis metamorfitleri içerisinde 14,5±3 km, Yenibaşlar Köyü'nde yamaç molozunda ~225 m ve Yenibaşlar Dere'de ~82m ötelenme değeri ölçülmüştür. Morfometrik indislerden Hipsometrik İntegral (HI), Havza Asimetrisi (AF) ve Dere Boy-Gradyan İndisi (SL) analizleri yapılmıştır. Ana havza ve ana havzadan oluşturulan 20 alt havzada yapılan bu indislerde Hipsometrik İntegral değerleri 0,307-0,707 arasında değişmektedir. Havza asimetrisi, DAFZ'nun dar deformasyon zonu boyunca havzalarda korunan simetri, segmentin KD'sunda korunamamıştır.  Çalışılan 20 alt havzada ölçülen ortalama SL değerleri 237,07- 849,85 arasında değişmektedir. Çalışma alanı ve çevresini kapsayan havzalarda yapılan bu analizlere göre segment boyunca DAFZ' nun batısında kalan havzalarda tektonik süreçlerin erozyonel süreçlere göre daha baskın olduğu söylenebilir. Segment üzerinde iki farklı lokasyonda faya dik olarak birer adet paleosismolojik hendek çalışması gerçekleştirilmiş, hendeklerde izlenen stratigrafik ve yapısal ilişkiler doğrultusunda eski olay (deprem) seviyelerinin varlığı araştırılmıştır. Segmentin kuzeydoğu kesimlerinde Hacılar köyü civarında bir oluk morfolojisi içerisinde açılan Hacılar hendeğinde 3 ayrı olay seviyesi, Ilıca beldesi civarında bir çöküntü alanında açılan Ilıca hendeğinde ise 2 eski olay seviyesi belirlenmiştir. Hacılar hendeğinden alınan numunelerin kalibre edilmiş C-14 yaş tayini analiz sonuçları ile gerçekleştirilen Bayesian olasılık hesaplamasına göre, en eski olay seviyesi M.Ö. 227-M.S. 1184 yılları arasındadır. Bu tarih aralığında deprem kataloğunda 10 adet deprem listelenmiştir. 2. olay seviyesi M.S.1495-1555 tarih aralığını ve 3.olay seviyesi M.S. 1514 'ten sonra gerçekleşen depremleri vermektedir. Deprem kataloğunda bu tarihler arasında deprem bulunmamaktadır.

Abstract:
The East Anatolian Fault Zone is one of the major intra-continental transform faults in the world. This sinistral active fault zone expresses6 different geometric segments along ~ 450 km from the east of Karlıova (Bingöl) in the northeast to the south of Kahramanmaraş in the southwest. These segments are Karlıova Segment, Ilıca Segment, Palu Segment, Pütürge Segment, Erkenek Segment and Pazarcık Segment from NE to SW. Damaging earthquakes were recorded along the EAFZ. The subject of this thesis is the Ilıca segment where the epicenter of the 22 May 1971 (M=6.8) Bingöl earthquake is located. The Ilıca Segment trends for approximately 35 km in N50°E direction from the northeast of the Bingöl basin to the Göynük village. Throughout the Ilıca segment, different lithological units ranging in age from Paleozoic to Quaternary is exposed. Permo-Triassic Bitlis Metamorphics constitute the basement rock of the region. Miocene aged reefal limestones overlie this unit, which consists of marble and schist rocks, with a tectonic contact. The Late Miocene Early Pliocene aged Solhan Formation is represented by agglomerate, volcanic breccia, tuff, basalt and andesite lithologies. This unit, which has the widest distribution in the study area, expresses a tectonic contact with older units. Upper Pliocene-Pleistocene aged travertines are observed stratigraphically over the Solhan formation. Three different type of travertines areobserved, which are bed type, terrace type and ridge type. All these units are covered by alluvium, talus and alluvial fan deposits that are Quaternary in age. The Ilıca segment trends in relatively wide deformation zone and composed of several fault branches, at its eastern and western ends. The middle parts of the segment prolongs in a narrow deformation zone. Mophological features, which indicate strike-slip faulting, were observed along the segment, such as elongated ridges, shutter ridges, depressions, linear valleys and sag ponds. Orthomosaic images and digital elevation models were derived by multicopter photos at possible locations. Left lateral displacements are measured along the Ilıca segment. Paleozoic aged Bitlis metamorphics are displaced by 14.5 km, slope debris deposits and a stream in Yenibaşlar Village are displaced by 225 m and 82 m, respectively. Morphometric analysis were performed by calculating Hypsometric Integral (HI), Basin Asymmetry (AF) and Stream Length-Gradient Index (SL) morphometric indices. The Hypsometric Integral values were calculated for 20 sub-basins and vary between 0.307 and 0.707. The basins which are located on the NE of Ilıca segment show non-asymmetry and the basinsalong the narrow deformation zone shows assymetry. Average SL values, which are measured in the 20 sub-basins, ranges from 237.07 to 849.85. According to the morphometric analyzes the tectonic processes are dominant than erosional processes in the western part of Ilıca segment. Paleoseismological trenching was carried out at two different locations, named as Hacılar and Ilıca, along the Ilıca segment. According to the stratigraphic and structural relationships, three event horizons were determined in the Hacılar trench and two event horizons were determined in the Ilıca trench. The Bayesian analysis of the calibrated ages of the C-14 samples collected from the Hacılar trench, reveals an age interval of  B.C.E. 227 – C.E. 1184 for the oldest event. The age range for he younger event horizon is between 1495 – 1555 C.E. and the youngest event occurred after 1514 C.E.