Holocene activity of the Orhaneli Fault based on palaoseismological data, Bursa, NW Anatolia

Paleosismolojik bulgular ışığında Orhaneli Fayının Holosen aktivitesi, Bursa, KB Anadolu

Abstract

Orhaneli Fault is 30 km long, right-lateral strike-slip fault with dominant reverse component located in the Biga Peninsula. This fault controls the southern margin of the Quaternary Orhaneli Basin. Additionally, it cuts the metamorphic rocks of the Tavşanlı Zone, Cretaceous ophiolitic units and Neogene/Quaternary sediments, and can be easily recognized on aerial photographs and in the fi eld due to linearity and fault scarps. Elongated ridges, offset valleys and fault saddles observed along the fault are important geomorphological features indicating fault activity. This study presents the results of the fi rst palaeoseismological study on the Orhaneli Fault. Two trenches were excavated along the fault. These trenches, named Serçeler and Kusumlar, exhibited that metamorphic rocks of the Tavşanlı Zone were thrust onto Quaternary sediments by the fault. The study encountered evidences of four large earthquakes accompanied by surface rupture in Quaternary. The results of Serçeler trench indicated the older earthquake occurred between 22,000±3,200 BC and 6,600±800 BC, and the most recent earthquake occurred before 770-415 BC. The Kusumlar trench data showed that the older earthquake occurred between 6,660 BC and 3,085 BC, and the most recent event in the period after 650 AD. Any interpretation could not be made about the recurrence period between palaeoearthquakes. In this study, Holocene activity on the Orhaneli Fault was proven. If this fault, with 30 km total length comprising two segments, ruptured as a single piece, it has the potential to produce an earthquake with Mw=6.9.

Özet

Orhaneli Fayı, Biga Yarımadası’nda yer alan yaklaşık 30 km uzunluğunda, ters bileşeni baskın, sağyönlü doğrultu atımlı bir faydır. Kuvaterner yaşlı Orhaneli Havzası’nın güney sınırını bu fay kontroletmektedir. Bununla birlikte söz konusu fay aynı zamanda Tavşanlı Zonu’na ait metamorfi k kayaçları,Kretase yaşlı ofi yolitik birimleri ve Neojen/Kuvaterner yaşlı sedimanları kesmekte olup havafotoğrafl arında ve arazide belirgin çizgiselliği ve fay sarplıkları ile kolayca takip edilebilmektedir.Fay boyunca gözlenen uzamış sırtlar, ötelenmiş vadiler ve topoğrafi k boyunlar, fayın aktivitesineişaret eden önemli jeomorfolojik unsurlardır. Bu çalışmada Orhaneli Fayı üzerinde gerçekleştirilmişolan ilk paleosismolojik çalışmaların sonuçları yer almaktadır. Bu kapsamda fay üzerinde iki adethendek açılmıştır. Serçeler ve Kusumlar olarak adlandırılmış bu hendeklerde, Tavşanlı Zonu’na aitmetamorfi k kayaçların fay tarafından Kuvaterner yaşlı sedimanlar üzerine itildiği belirlenmiştir.Yapılan çalışmada, Kuvaterner’de yüzey yırtılmasıyla sonuçlanmış dört büyük depremin izlerinerastlanmıştır. Serçeler hendeğinde, en eski depremin MÖ 22.000±3.200 ile MÖ 6.600±800 arasında,son depremin ise MÖ 770-415 den önce gerçekleştiği belirlenmiştir. Kusumlar hendeğinde ise, eneski depremin MÖ 6.600 ile MÖ 3.085 arasında, son olayın ise MS 650 tarihinden sonraki birdönemde gerçekleştiği belirlenmiştir. Söz konusu eski depremler arasında tekrarlanma periyodunailişkin bir yorum yapılamamıştır. Bu çalışma ile Orhaneli Fayı’nın Holosen aktivitesi kanıtlanmıştır.Toplam uzunluğu 30 km olan ve iki segmentten oluşan bu fayın tek parça halinde kırılması halinde,Mw= 6,87 büyüklüğünde bir deprem üretme potansiyeline sahip olduğu belirlenmiştir.