Effects of Active Tectonism on Geomorphology in Bingöl Basin and Its Surroundings

Öz

Geomorphic records provide a fundamental research resource in understanding the role of active tectonics in the geological development of a field. Basin Bingol is in the eastern part of the Upper Euphrates Department Anatolia region of Turkey's Eastern. Bingöl Basin is a basin formed by many dextral and sinistral strike slip fault on the East Anatolian Fault Zone. The purpose of this study is to reveal the effects of active tectonism on morphology in Bingöl Basin. For this purpose, printed and digital geology maps active fault maps and topography maps, digital elevation model (DEM) with 10*10 m resolution, earthquake catalog data, Google Earth images and field observations were used. Geographical Information Systems (GIS) Technologies and geomorphological methods were used in the evaluation of the data. As a result of the study, it has been observed that the slope values of the Bingöl Basin and its surroundings changed in short distances with the effect of active tectonism. It was observed that many shapes such as suspended valleys, sag-ponds, triangular surfaces, linear valleys, offset rivers, occlusive ridges and pressure ridges were formed under the influence of active tectonism in the Bingöl Basin. In addition, we observed that landscape formed during Quaternary (alluvial fan, terrace etc.) have been deformed as a result of active tectonism in the Bingöl Basin. Our study shows that most of the active faults around the Bingöl Basin were missing in the previous literature, and morphological data should be taken into account more carefully in drawing active fault maps in the field.

Anahtar Kelimeler

• East Anatolian Fault Zone
• Geomorphology
• Active Tectonism
• Geographical Information Systems
• Bingöl Basin

Proje Numarası

BAP-FEF.2019.00.004

Bingöl Havzası ve Çevresinde Aktif Tektonizmanın Jeomorfoloji Üzerine Etkileri

Öz

Herhangi bir sahanın jeolojik gelişiminde ve aktif tektoniğin rolünün anlaşılmasında jeomorfolojik kayıtlar temel araştırma kaynağı sunarlar. Bingöl Havzası, Türkiye’nin Doğu Anadolu Bölgesi’nin Yukarı Fırat Bölümü’nün doğu kesiminde bulunur. Bingöl Havzası, Türkiye’nin önemli aktif yapısal unsurlarından Doğu Anadolu Fay Zonu (DAFZ)’nda oluşmuş tektonik havzalardan biridir. Bu çalışmanın amacı, Bingöl Havzası ve çevresinde aktif tektonizmanın jeomorfoloji üzerindeki etkilerinin ortaya konulmasıdır. Bu amaç için basılı ve sayısal jeoloji ve topoğrafya haritaları, diri fay haritaları, 10*10 m çözünürlüklü sayısal yükselti modeli, deprem kataloğu verileri, Google Earth verileri ve saha çalışması verileri kullanılmıştır. Verilerin değerlendirilmesinde Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) teknolojileri ile jeomorfolojik yöntemler kullanılmıştır. Çalışmanın sonucunda Bingöl Havzası ve çevresinde aktif tektonizma etkisiyle eğim değerlerinin kısa mesafelerde değiştiği görülmüştür. Bingöl Havzası ve çevresinde aktif tektonizmanın etkisiyle asılı vadiler, fay diklikleri, heyelanlar, çöküntü gölleri (sag-pond), üçgen yüzeyler, çizgisel vadiler, ötelenmiş akarsular, alüvyal yelpazeler, kapatıcı sırtlar ve basınç sırtları gibi birçok şekillerin oluştuğu belirlenmiştir. Ayrıca havzada bulunan Kuvaterner yaşlı birçok şekillerin (alüvyon yelpazesi, taraça v.b) aktif tektonizma sonucunda deformasyona uğradığı ortaya konulmuştur. Bingöl Havzası için literatürde yer alan aktif fayların birçoğunun eksik olduğu görülmüş ve sahadaki aktif fay haritalarının çiziminde morfolojik verilerin daha fazla oranda göz önüne alınması gerektiği anlaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Doğu Anadolu Fay Zonu
• jeomorfoloji
• Aktif Tektonizma
• Coğrafi Bilgi Sistemleri
• Bingöl Havzası

Destekleyen Kurum

Bingöl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi (BÜBAP)

Proje Numarası

BAP-FEF.2019.00.004

Teşekkür

Bu çalışma Bingöl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi (BÜBAP) tarafından (BAP-FEF.2019.00.004) desteklenmiştir. Desteklerinden ötürü Bingöl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi (BÜBAP)’ne teşekkür ederiz.

Kaynakça

1. Allen, C.R. (1969). Active faulting in northern Turkey. Division of Geological Sciences. California Institute of Technology, Contribution No. 1577. 32 pp.
2. Arpat, A. E. (1971). 22 Mayıs 1971 Bingöl Depremi Ön Rapor, Institute of Mineral Research and Exploration Report 4697.
3. Arpat, E. ve Şaroğlu, F. (1972). Doğu Anadolu Fayı ile İlgili Bazı Gözlem ve Düşünceler. MTA Dergisi, Sayı: 78, S:44-51, Ankara.
4. Arpat, A. E. ve Saroğlu, F. (1975). Türkiye’de bazı önemli genç tektonik olaylar. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 18, 29–41.
5. Atalay, İ. (1973). Sultandağları ile Akşehir ve Eber Gölleri havzalarının strüktüral, jeomorfolojik ve toprak erozyonu etüdü. Doktora tezi (basılmış), Yeni Desen Mat., Ankara.
6. Barka, A. A., & Kadinsky-Cade, K. (1988). Strike-slip fault geometry in Turkey and its influence on earthquake activity. Tectonics 7, 663–684.
7. Bingöl, E. (1986). Doğrultu Atım Sorunu ve Jeolojisi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayınları, No: 28.
8. Boray, A. (1973). The Structure and Metamorphism of the Bitlis Area, South East Turkey. Ph.D. Thesis., University of London, 223 p. (Unpublished).

9. Burbank, D. W., & Anderson, R. S. (2001). Tectonic geomorphology. Malden, MA: Blackwell Science.
10. Chorowicz, J., Luxey, P., Lyberis, N., Carvalho, J., Parrot, J. F., Yürür, T., & Gündoğdu, N. (1994). The Maraş Triple Junction (southern Turkey) based on 81 digital elevation model and satellite imagery interpretation. Journal of Geophysical Research 99 (B10), 20225-20242.
11. Demirtaşlı, E. ve Pisoni, C. (1965). Ahlat-Adilcevaz Bölgesi’nin Jeolojisi (Van Gölü Kuzeyi). MTA Dergisi 64, 22-36, Ankara. D.S.I. (1963). Bingöl (Çapakçur)-Genç Ovası Hidrojeolojik Ön Baporu. Bap. No. 2119/21, Ankara.
12. Dewey, J.F., & Şengör, A.M.C. (1979). Aegean and surrounding regions: complex multi-plate and continuum tectonics in a convergent zone. Geological Society of America Bulletin 90 (I) 84– 92.
13. Dewey, J.F., Pitman, W.C., Ryan, W.B.F., & Bonnin, J. (1973). Plate tectonics and the evolution of the Alpine system. Geological Society of America Bulletin 84: 3137– 3180.
14. Duman, T.Y., & Emre, Ö. (2013). The East Anatolian Fault: geometry, segmentation and jog characteristics. Geological Society, London Special Publications published online February 19, 2013 as doi: 10.1144/SP372.14
15. Emre, Ö., Herece, E., Doğan, A., Parlak, O., Özaksoy, V., Çıplak, R. ve Özalp, S. (2003). 1 Mayıs 2003 Bingöl Depremi Değerlendirme Raporu. MTA Jeoloji Etütleri Dairesi, Ankara. Erinç, S. (2010). Jeomorfoloji I. Der Yayınları, İstanbul.
16. Glade, T., Crozier, M., & Smith, P. (2000). Applying probability determination to refine landslide-triggering rainfall thresholds using an empirical, Antecedent Daily Rainfall Model. Pure and Applied Geophysics 157(6-8), 1059-1079.
17. Göncüoğlu, M.C. ve Turhan, N. (1983). Bitlis Metamorfitlerinde Yeni Yaş Bulguları. MTA Dergisi, Sayı: 95-96, S.44-48, Ankara.
18. Gülen, L., Barka, A. ve Toksöz, M. N. (1987). Kıtaların çarpışması ile ilgili komplex deformasyon: Maraş üçlü eklemi ve çevre yapıları. Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Bülteni, 14, 319-336.
19. Hempton, M. R., & Dewey, J. F. (1981). Structure and tectonics of the Lake Hazar pull-apart basin, SE Turkey. Transactions, American Geophysical Union EOS, 62, 1033.
20. Herece, E. (2008). Atlas of East Anatolian Fault. General Directorate of Mineral Research and Exploration, Special Publication Series-13, 359, 13 appendices as separate maps.
21. Hoşgören, M.Y. (1993). Jeomorfolojinin Ana Çizgileri. İstanbul Üniversitesi Edebiyat Fakültesi Yayını, No: 3132, İstanbul.
22. Jackson, J.A., & McKenzie, D. (1984). Active tectonic of the Alpine-Himalayan belt between western Turkey and Pakistan. Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society 77, 185-264
23. Kelling, G., Gökçen, SL., Floyd, PA., & Gökçen, N. (1987). Neogene tectonics and plate convergence in the eastern Mediterranean: new data from southern Turkey, Geology 15: 425–429.
24. Keller, E. A., & Pinter, N. (2002). Active tectonics. Earthquakes, uplift, and landscape (362 pp.). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.
25. Kempler, D., & Garfunkel, Z. (1991). Northeast Mediterranean triple junction from a plate kinematics point of view. Bulletin of the Technical University of İstanbul Special Issue 44, 425-454.
26. Ketin, İ. (1977). Main Orogenic Events and Paleogeographic Evolution of Turkey. General Directorate of Mineral Research and Exploration S: 88, S: 1-5, Ankara.
27. Kiratzi, A.A. (1993). A study on the active crustal deformation of the North and East Anatolian Fault Zones. Tectonophysics 289, 317-336 KOERI: Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü,
28. Larsen, M. C., & Simon, A. (1993). A rainfall intensity-duration threshold for landslides in a humid-tropical environment. Puerto Rico. Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography, 75(1-2), 13- 23.
29. Lovelock, P. E. R. (1984). A review of the tectonics of the Northern Middle East region. Geological Magazine 121, 577-587.
30. McCalpin, J. (1986). Quaternary tectonics of the Sangre de Cristo and Villa Grove Fault Zones, in Contributions to Colorado Seismicity and Tectonics: A 1986 Update. Colorado Geological Survey Special Publication 28, 59-64.
31. McKenzie, D. (1972). Active tectonics of the Mediterranean region. Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society 30 (2). 109-185.
32. Mckenzie, D. P. (1976). The East Anatolian Fault; a major structure in eastern Turkey. Earth and Planetary Science Letters 29, 189–193.
33. Muehlberger, W.R., & Gordon, M.B. (1987). Observation on the coplexity of The East Anatolian Fault Turkey. Journal Structural Geology 9/7, 899-903.
34. MTA. (2012). 1/250.000 ölçekli Türkiye Diri Fay Haritaları. Elazığ Paftası, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
35. MTA. (2012). 1/250.000 ölçekli Türkiye Diri Fay Haritaları, Erzincan Paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
36. MTA. (2012). 1/250.000 ölçekli Türkiye Diri Fay Haritaları, Erzurum Paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
37. MTA. (2012). 1/250.000 ölçekli Türkiye Diri Fay Haritaları, Muş Paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
38. Pazzaglia, F.J. (2013). Fluvial Terraces, in, John F. Shroder (Editor-in-chief), Wohl, E. (Volume Editor), 2013. Vol 9, Fluvial Geomorphology, San Diego: Academic Press, p. 379-412.
39. Reilinger, R.,& McClusky, S. (2011). Nubia– Arabia–Eurasia plate motions and the Dynamics of Mediterranean and Middle East tectonics. Geophysical Journal International 186, 971–979. doi: 10.1111/j.1365-246X.2011.05133.x
40. Rotstein, Y. (1984). Counterclockwise rotation of the Anatolian block. Tectonophysics 108, 71-91.
41. Seymen, İ. ve Aydın, A. (1972). The Bingöl Earthquake Fault and Its Relation to The North Anatolion Fault Zone. General Directorate of Mineral Research and Exploration 79, S.1-9, Ankara.
42. Sümengen, M. (2011). 1/100.000 Türkiye Jeoloji Haritaları Elazığ K 44 Paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
43. Sümengen, M. (2011). 1/100000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları Elazığ K 45 paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
44. Sümengen, M. (2011). 1/100000 Ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları, Elazığ K44 Paftası Raporu. Maden Tetkik Arama Enstitüsü Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etütleri Dairesi, Ankara.
45. Şaroğlu, F. (1985). Doğu Anadolu’nun Neotektonik Dönemde Jeolojik ve Yapısal Evrimi. Institute of Mineral Research and Exploration Report No:7857, Ankara.
46. Şaroğlu, F. (2012). Kuvaterner Bilimi. Ankara Üniversitesi Yayınları No: 350, Ankara.
47. Şaroğlu, F. ve Güner, Y. (1981). Doğu Anadolu'nun Jeomorfolojik Gelişimine Etki Eden Öğeler, Jeomorfoloji, Tektonik, Volkanizma İlişkileri. Türkiye Jeololji Kurumu Bülteni 24/2, 39-50.
48. Şaroğlu, F. ve Yılmaz, Y. (1984). Doğu Anadolu'nun Neotektoniği ve İlgili Magmatizması. Türkiye Jeoloji Kurumu Ketin Simpozyumu Bildiriler Kitabı, 149-162
49. Şaroğlu, F., Emre, Ö. ve Boray, A. (1987). Türkiye’nin Diri Fayları ve Depremsellikleri. Institute of Mineral Research and Exploration Report, No: 8174, Ankara, 394s (yayımlanmamış).
50. Şaroğlu F., Emre, Ö., & Kuşçu, İ. (1992a). Active fault map of Turkey. Ankara, Turkey: General Directorate of Mineral and Research Exploration of Turkey Publication (MTA).
51. Şaroğlu, F., Emre, E., & Kuşçu, İ. (1992b). The East Anatolian Fault zone of Turkey. Annalae Tectonicae 6, 99-125
52. Şengör, A. M. C. (1979). The North Anatolian transform fault: Its age, offset and tectonic significance. Journal of Geological Society London, 136, 269–282.
53. Şengör, A.M.C. (1980). Türkiye Neotektoniğinin Esasları. Türkiye Jeoloji Kurumu Yayınları, S.40.
54. Şengör, A.M.C. (2017). Diversion of River Courses Across Major Strike‐Slip Faults and Keirogens. Active Global Seismology: Neotectonics and Earthquake Potential of the Eastern Mediterranean Region, 225.
55. Sengör, A. M. C., Görür, N., & Saroğlu, F. (1985). Strike slip faulting and related basin formation in zones of tectonic escape: Turkey as a case study. In: Biddle, K. T. & Christie-Blick, N. (eds) Strike-Slip Deformation, Basin Formation and Sedimentation. Society of Economic Paleontologists and Mineralogists, Tulsa, Special Publication, 37, 227–264.
56. Şengör, A. M. C., & Yilmaz, Y. (1981). Tethyan evolution of Turkey: a plate tectonic approach. Tectonophysics 75, 181–241.
57. Tarhan, N. (1997). 1/100.000 Türkiye Jeoloji Haritaları Erzurum J 45 Paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
58. Tarhan, N. (2007). 1/100.000 Türkiye Jeoloji Haritaları Erzincan J 44 Paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
59. Tonbul, S. (1990). Bingöl Ovası ve Çevresinin Jeomorfolojisi ve Gelişimi. Coğrafya Araştırmaları Dergisi, Sayı: 2, Ankara.
60. Westaway, R., & Arger, J. (1996). The Gölbaşı basin, southeastern Turkey: A coplex discontinuty in a major strike-slip fault zone. Journal Geological Society 153, 729-743.
61. Yılmaz, O. (1975). Cacas Bölgesi (Bitlis Masifi) Kayaçlarının Petrografik ve Stratigrafik İncelenmesi. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni Cilt: 18, Sayı:18, S.33-40, Ankara.