Geologic, Geomorphologic and Geodetic Analyses of Surface Deformations Observed in Bolvadin (Afyon-Akşehir Graben, Afyon)

Abstract

One of the prominent examples of the surface deformations that have been formed without destructive earthquake failure since last 10-20 years in the west Anatolian extensional province, observed in Bolvadin settlement area located at the middle part of the Afyon-Akşehir Graben. In this area, some linear surface deformations that starts on the southwestern side of the town and can be followed until the northwestern side have been observed since last 4 years. During the field studies in Bolvadin area, progressive surface deformations such as surface faults and earth fissures whose length varies between 300 meters and 2 kilometers and strike varies between N15°E and N70°E are mapped. The northernmost one of the surface deformations mapped in settlement area of Bolvadin have the characteristics of the southwestern continuation of Bolvadin Fault. Besides this, qeologic and morphological analysis indicate that the southeastern block is a down-dropped block and vertical displacements along the deformation zone are varies between 10-40 cm. According to geodesic data, measured rates of vertical offset in the Bolvadin is 7.1 cm/ year. In order to find out the effect of active tectonism on formation of surface deformations, further trench based palaeosismological studies are necessary.

Keywords

• Active tectonics
• aseismic surface deformations
• Bolvadin
• western Anatolia

Bolvadin’de (Afyon-Akşehir Grabeni, Afyon) Gözlenen Yüzey Deformasyonlarının Jeolojik, Jeomorfolojik ve Jeodezik Analizi

Abstract

Batı Anadolu Genişleme Bölgesinde, son 10-20 yılda yıkıcı deprem olmaksızın oluşmuş ve oluşmaya devam eden yüzey deformasyonlarının belirgin örneklerinden biri, KB-GD uzanımlı Afyon-Akşehir Grabeni içerisinde yer alan Bolvadin yerleşim alanında gözlenmektedir. Bu alanda, bir kısmı imar planı içerisinde kalan bölge ile şehrin güneybatı kısmından başlayarak kuzeydoğu istikametine doğru yer alan bölgelerde, son 4 yıldan itibaren daha önceden olmayan bazı deformasyonlar oluşmuş ve oluşmaya devam etmektedir. Bölgede yapılan çalışmalarda, yıkıcı deprem olmaksızın, uzunlukları 300 metre ile 2 km; doğrultuları ise K15°D ile K70°D arasında değişen hareketler ve yarılmalar şeklinde gelişen kademeli yüzey deformasyonları haritalanmıştır. Yerleşim alanı içerisinde haritalanan yüzey deformasyonlarının en kuzeyde olanı Bolvadin Fayı'nın güneybatıdaki devamı niteliğindedir. Yapılan jeolojik ve jeomorfolojik analizler yüzey faylanmaları boyunca, güneydoğuda yer alan bloğun 10-40 cm arasında düştüğüne işaret etmektedir. Yapılan jeodezik analizler bölgedeki son dört yıllık düşey yerdeğiştirme hızının 7,1 cm/yıl olduğunu göstermektedir. Bu sonuçlar, Bolvadin Fayı boyunca gelişen yüzey deformasyonlarının önemli bir nedeninin, yeraltı su seviyesi düşüşüyle ilgili olduğunu göstermektedir. Söz konusu yüzey deformasyonlarının oluşumuna, bölge tektoniğinin katkısını ortaya koymak için hendek tabanlı paleosismolojik çalışmalara ihtiyaç vardır.

Keywords

• Aktif tektonik
• asismik yüzey deformasyonu
• Batı Anadolu
• Bolvadin

References

1. Akyüz, S., Uçarkuş, G., Şatır, D., Dikbaş, A. ve Kozacı, Ö., 2006. 3 Şubat 2002 Çay depreminde meydana
2. Aydar, E., Bayhan, H. ve Gourgaud, A., 2003. The lamprophyres of Afyon Stratovolcano, Western Anatolia, Turkey: Description and genesis. C.R. Geoscience, 335, 279-288.
3. Blumenthal, M., 1963. Le systeme structural du Taurus sud-Anatolien. In Livre a memoire du Proffesseur P. Fallot. Memoire de la Societe Geologique de France, 2, 611-662.
4. Bozkurt, E. ve Oberhanslı, R., 2001. Menderes Massif (Western Turkey): structural, metamorphic and magmatic evolution - a synthesis. International Journal Earth Sciences, 89, 679-708.
5. Carpenter, M.C., 1999. South-Central Arizona. Earth fissures and subsidence complicate development of desert water resources. In: Galloway, D., Jones, D.R., Ingebritsen, S.E. (Eds.), Land Subsidence in the United States. U.S. Geological Survey. Circular, 1182. U.S. Department of the Interior, Reston, Virginia, U.S.A.
6. Çevikbaş A., Ercan, T. ve Metin, S., 1988. Geology and Regional Distribution of Neogene Volcanics Between Afyon-Şuhut. Journal of Pure and Applied Sciences, METU, 21 (1-3), 479-499.
7. Demirtaş, R., Iravul, Y., ve Yaman M. 2002. 3 Şubat 2002 Eber ve Çay depremleri ön raporu. Jeoloji Mühendisliği Haber Bülteni, (1 ─ 2), 58 ─ 63.
8. Demirtaş, R., Ercan, S., Demir, B. ve Aktan., M., 2008a. Ege Çöküntü Bölgesi’nde Alüvyal Havzalarda Son 20 Yılda Oluşmuş Yüzey Deformasyonlarının Oluşum Mekanizması. ATAG 12 Bildiri Özleri Kitabı, 42-44.

9. Demirtaş, R., Yavuz, M.A. ve Şahin, B. 2008b. Manisa ili, Sarıgöl ilçesi İmar Planı Sınırları içerisinde geçen Gediz Çöküntüsüne ait fay zonunun Paleosismolojik ve Yüzey Faylanması Tehlike Zonu Açısından Değerlendirilmesi. Afet İşleri Genel Müdürlüğü Raporu. 17s (yayınlanmamış).
10. Emre, Ö., Duman, T.Y., Doğan, A., Özalp, S., Tokay, F. ve Kuşcu, İ., 2003. Surface Faulting Associated with the Sultandağı Earthquake (Mw 6.5) of 3 February 2002, Southwestern Turkey. Seismological Research Letters 74 (4), 382-392.
11. Emre, Ö., Duman, T. Y., Özalp, S., Olgun, Ş. ve Elmacı, H., 2011. 1:250.000 scale active fault map series of Turkey, Afyon (NJ 36-5) Quadrangle. Serial number: 16, General Directorate of Mineral Research and Exploration, Ankara, Turkey.
12. EMSC (European-Mediterranean Seismological Centre), 2016. http://www.emsc-csem.org, 3 June 2016.
13. Ergin, K., Güçlü, U. ve Uz, Z., 1967. Türkiye ve Civarının Deprem Kataloğu (MS. 11-1964). İstanbul: İstanbul Teknik Üniversitesi Maden Fakültesi Arz Fiziği Enstitüsü yayınları, No 28.
14. Hernández-Madrigal, V. M., Muñiz-Jauregui, J. A., Garduño-Monroy, V. H, Flores-Lázaro, N. ve Figueroa-Miranda, S. 2014. Depreciation factor equation to evaluate the economic losses from ground failure due to subsidence related to
15. Holzer, T.L., 1978. Results and Interpretation of Exploratory Drilling Near the Picacho Fault, South-Central Arizona: U.S. Geological Survey Open- File Report 78-1016, 17 p.
16. Holzer, T.L., 1980. Faulting Caused by Ground-Water Level Declines, San Joaquin Valley, California. Water Resources Research, 16 (6), 1065- 1070.
17. Holzer, T.L., 1984. Ground failure induced by groundwater withdrawal from unconsolidated sediment. In: Holzer Holzer, T.H., Ed., ManInduced Land Subsidence, VI. Geological Society of America. Reviews in Engineering Geology,
18. Holzer, T.L. ve Galloway, D.L., 2005. Impacts of land subsidence caused by withdrawal of underground fluids in the United States. Geological Society of America, Reviews in Engineering Geology, 16, 87-99.
19. Gürsoy, H., Temiz, H., Tatar, O. ve Barka, A., 1997. Gediz grabeni güney kenarındaki güncel deformasyon verileri. II. İzmir ve Çevresinin Jeoteknik ve Deprem Sorunları Sempozyumu, Bildiri Özetleri, s.14.
20. KANDİLLİ (Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü), 2011. http://www.koeri.boun.edu.tr/, 3 June 2016.
21. Kaymakcı, N., 2006. Kinematic development and paleostress analysis of the Denizli Basin (Western Turkey): Implications of spatial variation of relative paleostress magnitudes and orientations. Journal of Asian Earth Sciences, 27, 207–222.
22. Kibici, Y., Dinç, D., ve Uçar, A., 2012. Afyonkarahisar Yöresi Volkanik Kayaçlarının Mineralojik ve Petrografik Özellikleri. Dumlupınar Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 29, 53-70.
23. Koca, M. Y., Sözbilir, H. ve Uzel, B., 2011. Sarıgöl Fay Zonu Boyunca Meydana Gelen Deformasyonların Nedenleri Üzerine bir araştırma. Jeoloji Mühendisliği Dergisi 35 (2), 151-173.
24. Koçyiğit, A., 1984. Güneybatı Türkiye ve yakın dolayında levha içi yeni tektonik gelişim. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 27 (1), 1- 15.
25. Koçyiğit, A., Ünay, E. ve Saraç, G. 2000. Episodic graben formation and extensional neotectonic regime in west Central Anatolia and the Isparta Angle: a case study in the Akşehir-Afyon Graben, Turkey. Geological Society of London Special Publication, 173, 405-421.
26. Koçyiğit, A., Bozkurt, E., Kaymakçı, N. ve Şaroğlu, F., 2002. 3 Şubat 2002 Çay (Afyon) Depreminin Kaynağı ve Ağır Hasarın Nedenleri: Akşehir Fay Zonu, ODTÜ Tektonik Araştırma Birimi Ön Raporu, 19 s.
27. Koçyiğit, A. ve Özacar, A. 2003. Extensional neotectonic regime through the NE edge of outer Isparta Angle, SW Turkey: new field and seismic data. Turkish Journal of Earth Sciences 12, 67–90.
28. Okay, A.I., Satır, M., Maluski, H., Siyako, M., Monie, P., Metzger, R. ve Akyüz S., 1996. Paleo- and NeoTethyan
29. Okay, A.I. ve 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 and M. Séranne). Geological Society, London, Special Publication 156, 475-515.
30. Özdemir, T., 2016. Kişisel Görüşme. Bolvadin, Afyon, Türkiye.
31. Özden, S., Kavak, K.Ş., Koçbulut, F., Över, S. ve Temiz, H., 2002. 3 Şubat 2002 Çay (Afyon) Depremleri, Türkiye Jeoloji Bülteni, 45 (2), 49-56.
32. Özkaymak, Ç., 2015. Tectonic analysis of the Honaz Fault (western Anatolia) using geomorphic indices and the regional implications. Geodinamica Acta, 27 (2-3), 110-129.
33. Özkaymak, Ç., Sözbilir, H. ve Uzel B., 2013. Neogene–Quaternary evolution of the Manisa Basin: Evidence for variation in the stress pattern of the İzmir-Balıkesir Transfer Zone, western Anatolia. Journal of Geodynamics Special issue: Tethyan Evolution, Anatolia. 65, 117-135
34. Özkaymak, Ç., Yıldız, A., Sarıkaya, H., Başaran, C., Dumlupınar, İ., Akman, İ., 2014. Bolvadin Fayı boyunca meydana gelen yüzey deformasyonları, Batı Anadolu-Türkiye. Aktif Tektonik Araştırma Grubu Çalıştayı Onsekizinci Çalıştayı (ATAG18), Bildiri Özleri Kitabı, s. 52.
35. Özkaymak, Ç., Sözbilir, H., Tiryakioğlu, İ., Baybura, T., 2015. Sarıgöl (Gediz Grabeni, Manisa) ile Bolvadin’de (Afyon-Akşehir Grabeni, Afyon) Gözlenen Yüzey Deformasyonlarının Oluşum ve Kökensel Açıdan Karşılaştırılması. TMMOB
36. Pacheco-Martínez, J., Hernandez-Marín M., Burbey., T. J., González-Cervantes, N., Ortíz-Lozano, J.Á., Zermeño-De-Leon, M.E. ve Solís-Pinto, A., 2013. Land subsidence and ground failure associated to groundwater exploitation in the Aguascalientes Valley, México. Engineering Geology 164, 172–186.
37. Pankratz, L. W., Ackermann, H. D., ve Jachens, R. C., 1978. Results and Interpretation of Geophysical Studies Near the Picacho Fault, South-Central Arizona: U.S. Geological Survey Open-File Report 78-1106, 17 p.
38. Pewe, 1990. Land subsidence and earth-fissure formation caused by groundwater withdrawal in Arizona; A review. Groundwater Geomorphology The role of subsurface water in Earth-surface processes and Landforms, edited by Charles G. Higgins, Donald Robert Coates, Geological Society of America pub. p.252.
39. Pınar, N. ve Lahn, E., 1952. Türkiye Depremleri İzahlı Kataloğu. Bayındırlık Bakanlığı, Yapı ve İmar İşleri Reisliği, No. 6, Ankara.
40. Poyraz, F., Tatar, O., Hastaoğlu, K.Ö., Tiryakioğlu, İ., Gürsoy Ö., Koçbulut F., Türka, T., Demirel, M., Duman, H., Ciğer, A.F. ve Güle, D., 2015. Gediz Grabeninin Doğu Kesimindeki Güncel Tektonik Hareketlerin GPS ve Ps-InSAR Yöntemleri Kullanılarak Belirlenmesi; İlk Sonuçlar. Harita Teknolojileri Elektronik Dergisi 7(1), 17-28.
41. Tiryakioğlu, İ., Baybura, T., Özkaymak, Ç., Sözbilir, H., Sandıkçıoğlu, A., Erdoğan, S., Yılmaz, İ., Uysal, M., Yılmaz, M., Yıldız, A., Dereli, M.A., Yalçın, M., Dumlupınar, İ., M., Yalım, H., Ertuğrul, O., 2015. Sultandağı Fayı Batı Kısmı
42. Turan, N., 2002.Geological map of Turkey in 1:500.000 scale: Ankara sheet.Publication of Mineral Research and Explaniton Direction of Turkey (MTA), Ankara.
43. Ulusay, R., Aydan, Ö., Erken, A., Tuncay, E., Kumsar, H. ve Kaya, Z., 2004. An overview of geotechnical aspects of the C ay-Eber (Turkey) earthquake. Engineering Geology 73, 51–70.
44. Van Siclen, D. C., 1967. The Houston Fault Problem, in Proceedings, American Institute of Professional Geologists, Texas Section, Annual Meeting, 3rd, Dallas, p. 9-31.
45. Yürür, T., Köse, O., Demirbağ, H., Özkaymak, Ç. ve Selçuk, L. 2003. Could the coseismic fractures of a lake ice reflect the earthquake mechanism? (Afyon earthquakes of 2 March 2002, Central Anatolia, Turkey). Geodinamica Acta 16, 83-87.