THE NEOTECTONICS OF THE GULF OF GÖKOVA: 

SOUTHEAST AEGEAN SEA-SOUTHWESTERN TURKEY

Atilla Ulug

1*

, Muhammet Duman

1

, Sükrü Ersoy

2

, Erdeniz Özel

1

, Mert Avci

1

1 

Dokuz Eylul University Institute of Marine Science and Technology Baku Bulvari, No: 10, 35340 Inciralti, Izmir, Turkey

ulug@imst.deu.edu.tr

2 

Yildiz Technical University, Natural Science Research Center, Besiktas, Istanbul, Turkey - sersoy@ytu.edu.tr

Abstract

The Sedimentary and tectonic Late Quaternary evolution of the Gulf of Gökova, located at the southwest Anatolia–southeastern Aegean

Sea region, has been interpreted from 3.5 kHz and single channel airgun seismic re?ection profiles. The oldest part of the Gökova basin

is bounded by mainly E-W trending faults, and filled by Miocene–Pliocene–Quaternary hemipelagic sediments with thickness up to 2.5

km. Younger active faulting, the so-called Gökova Transfer Fault, trends NE in the central part of the Gulf of Gökova basin and records

sinistral strike-slip motion broadly parallel to the convergence motion of the Aegean-Anatolian and African plates. 

Keywords: Aegean Sea, Seismic stratigraphy, Neotectonics

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

70

Introduction

In the Mediterranean the Aegean Sea is a region of active

extensional tectonism within the overriding part of a convergent plate

margin system (Africa with respect to Europe). The tectonic

framework of western Turkey comprises numerous east-west trending

graben, associated with the regional north-south extension of the

Aegean plate (1). Detailed studies (2) in Aegean Sea show that there

have been significant changes in the fault patterns during the

Quaternary. The Gulf of Gökova is located in the southeast Aegean

Sea, along the coast of southwest Anatolia, which is a region

including most of the major rifts and grabens. The Gulf has about 90

km E–W length and 25 km N–S width and it is bordered by Datça

Peninsula to the south, the island of Kos to the west and Bodrum

Peninsula to the north. The Gökova region is a part of the western

Anatolia–Aegean Sea area, which is presently submitted to an N–S

regional extensional tectonic system. The imprints of this extensional

regime are clearly seen in the geology and geomorphology of western

Anatolia, as well as in the bathymetry of the Aegean Sea.

The Gökova province is mainly characterized by two successive

tectonic regimes. These overlapping rift and graben systems are well

seen in the land geology. The first one is the N–S compressional

paleo-tectonic regime, possessing the later counter-clockwise

rotation, and resulted in a NW–SE rift and graben system. The

NW–SE-oriented paleotectonic rifts and grabens, i.e., Milas–Ören

and Yatagan MuglaRifts, are filled by mainly Middle Miocene to

Quaternary deposits of continental origin. The second one is the

neotectonic regime, possessing the N–S extension that has resulted in

mainly E–W-oriented rift and graben systems, i.e., Gökova Rift (3).

The Gulf of Gökova was mainly opened by an E–W-oriented, major

normal listric Datça Fault (Fig 1). The estimated overall rate of

extension in the gulf is at least 1.1 mm/y and the amount of total

extension is at least 5.5 km (4).

Fig. 1. Airgun profile from the Gulf of Gökova. Inset shows the survey

lines and the location of pofile as heavy line. Sub-vertical dashed

lines=faults, M=Multiple. Profile is ca. 20 km long.

Results

At least five superimposed deltaic sequences, separated by major

erosional unconformities, occupy the shelf and the basin slope region

of the northeastern Gulf of Gökova. The oldest recognized delta

sequence (DS5) probably dates from isotopic stages 10 (ca. 0.34 Ma).

Marine isotopic stage 10 unconformity separates DS4 and DS5; and

lies approximately 215 m below the present sea-level. The tentative

age assigned to the delta sequences yields rates of tectonic subsidence

to be appraised. In the northeastern slope of the basin the late

Quaternary tectonic subsidence is about 0.3-0.4 m/1000yr and is

probably related to basement graben structures.

Gulf of Gökova is mainly opened by the E–W-oriented, buried

Datça Fault located at the south and its antithetic faults located at the

north (Fig. 1). The Datça Fault might have begun to work in the Latest

Miocene–Pliocene. In terms of local rather than regional effects, its

activity has been decelerated, possibly since the Pleistocene. The

continuing extension in the area may have initiated a second phase of

faulting, e.g., WNW–ESE-oriented subgrabens in the central gulf and

major WSW–ENE normal faulting at the northwest margin. Younger

active faulting so-called Gökova Transfer Fault (GTF) (Fig. 2) trends

NE in the central part of the Gulf of Gökova basin and records

sinistral strike-slip motion broadly parallel to the convergence

direction of the Aegean-Anatolian and African plates.

Fig. 2. Tectonic map of the study area, showing major faults with ticks at

downthrows. The faults on land were adopted from (3). GTF Gökova

transfer fault.

References

1-Dewey, F.J., and Sengör, A.M.C., 1979. Aegean and surrounding

regions: complex multiplate and continuum tectonics in a convergent

zone. Geol. Soc. Am. Bull.,90: 84-92.

2-Piper, D.J.W. and Perissoratis, C., 2003. Quaternary neotectonics of the

South Aegean arc. Marine Geology.,198: 259-288.

3-Görür, N., et. al., 1995. Rift formation in the Gökova region, southwest

Anatolia: implications for the opening of the Aegean Sea. Geol. Mag.,

132: 637–650.

4-Kurt, H., Demirbag, E., Kusçu, I.,1999. Investigation of the submarine

active tectonism in the Gulf of Gökova, southwest Anatolia–southeast

Aegean Sea, by multi-channel seismic re?ection data. Tectonophysics,

305: 477–496.