Gravite anomalileri ve sismolojik analizlerle Bursa havzasının üst kabuk yapısının araştırılması ve gerilme alanının modellenmesi
Researching the upper crustal structure of Bursa basin and modeling the stress field by gravity anomalies and seismological analysis
Yazar: EMİR BALKAN
Danışman: PROF. DR. BÜLENT ORUÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
Bursa havzası ve çevresinin kabuk yapısı ve kabuk deformasyonu, Bouguer gravite ve izostatik rezidüel gravite anomalilerinin yorumlanmasıyla ortaya konulmuştur. Bursa havzası ve çevresindeki ortalama üst kabuk derinliklerini modellemek için Bouguer anomalileri kullanılarak spektral analiz yapılmıştır. Parker-Oldenburg algoritması, üst kabuk-alt kabuk sınır ondülasyonunu modellemek amacı ile kullanılmıştır. Bu algoritma için gerekli olan ortalama sınır derinliği Bouguer anomalilerinin genlik spekturumdan elde edilmiştir. Uludağ'ın kök etkisinin sebep olduğu yoğun negatif anomali etkisini yok etmek için, izostatik rezidüel gravite anomalileri hesaplanmıştır. İzostatik rezidüel gravite anomalileri; Mallick-Sharma algoritması ile bölgesel gravite anomalileri hesaplanıp, Bouguer gravite anomalilerinden çıkarılarak elde edilmiştir. İzostatik rezidüel gravite anomalilerine uygulanan Euler dekonvolüsyonu, yatay türevlerin genliği ve iki boyutlu derinliğe bağlı yoğunluk farkı dağılımı yöntemlerinden faydalanarak üst kabuk bölgesinin daha sığ kısmının tektonik yapısı ortaya konulmaya çalışılmıştır. Bölgenin yeni neotektonik çerçevesini güncellemek amacıyla ise, geoit ondülasyonundan ve yatay gravite tensörlerinden hesaplanan iki farklı gerilme alanı ile ayrıntılı bir havza evrimine yönelik çözümler ileri sürülmüştür. Ayrıca yatay gravite tensörlerinden üretilen gerilme alanının yüksek gerilme bölgeleri, çalışma alanındaki deprem merkez üsleri ile dikkate değer bir uyum gösterdiği söylenebilir. Sonuçlar, alt ve üst kabuk geometrisi ve deformasyonunun, kompozit çek-ayır havza sistemine sahip bir doğrultu atımlı mekanizma içerisindeki sığ ve derin çoklu fay segmentleri ile ilişkili olduğunu göstermektedir.

Abstract:
The structure and deformation of Bursa basin and surrounding was carried out through the interpretation of Bouguer gravity and isostatic residual gravity anomalies. The spectral analysis was carried out on Bouguer anomalies to obtain the average depths of the crustal structure under the Bursa basin and surrounding. Parker-Oldenburg algorithm was used to estimate the boundry between upper and lower crustal undulation. The average boundary depth required for this algorithm was obtained from the amplitude spectrum of Bouguer anomalies. In order to get rid of the intense negative anomaly caused by the root effect of Uludağ, isostatic residual gravity anomalies were calculated. Mallick-Sharma algorithm was used to obtain isostatic residual gravity anomalies by subtracting regional gravity anomalies from Bouguer anomalies.Euler deconvolution, horizontal gradient magnitude and two-dimensional density contrast distribution obtained from the isostatic residual gravity anomalies are investigated to highlight the structure of the shallower part of upper crustal domain. We focus on a detailed basin evolution combined with stress field originated from geoid undulation and stress field originated from horizontal gravity tensors while updating the new neotectonic framework. Also stress field originated from gravity tensors have shown a remarkable consistence with earthquake epicenters in the study area. The results suggest that the geometry and deformation of upper and lower curst is associated with shallower and deeper multiple fault segments in a strike slip mechanism with composite pull-apart system.