بخشی از مقاله
چکیده
توموگرافی نوفههای محیطی از جمله روشهای جدید تصویربرداری زیرسطحی میباشد که در چند سال اخیر مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از این روش برای مطالعه ساختار سرعتی پهنه البرز میتواند به درک کاملتر ما از خصوصیات تکتونیکی و ژئودینامیکی این منطقه بیانجامد. از آنجا که مبدأ تولید امواج لاو و ریلی در روش نوفههای محیطی و اثرات محیطی وارد بر آنها میتوانند با یکدیگر متفاوت باشند در این مطالعه ساختار سرعتی البرز با استفاده از سرعت گروه امواج لاو و ریلی نوفههای محیطی بدست آمده و نتایج حاصل از این دو روش با یکدیگر مقایسه شدهاند. از آنجا که عموماً با بیشتر شدن بازه زمانی دادههای مورد استفاده در روش نوفههای محیطی کیفیت نسبت سیگنال به نوفه - SNR - افزایش خواهد یافت، لذا برای این مطالعه از دادههای 22 ماهه 17 ایستگاه از ایستگاههای باند پهن شبکه لرزهنگاری پژوهشگاه بینالمللی زلزله - IIEES - به عنوان بانک اطلاعاتی اولیه استفاده شده است.
واژههای کلیدی: توموگرافی، سرعت گروه، نوفه محیطی، البرز، ریلی، لاو
1مقدمه
روش تصویر برداری با استفاده از نوفههای محیطی برخی از محدودیتهای تحمیل شده بر روشهای مبتنی بر استفاده از امواج حاصل از زمینلرزه ها را پشت سر گذاشته و میتواند برای بدست آوردن تصاویر با رزلوشن بالا از پوسته و لایه فوقانی گوشته مورد استفاده قرار گیرد - یانگ و همکاران، . - 2007 علاوه بر این لین و همکاران - 2008 - در مطالعات انجام شده مشاهده کردند که میانگین نسبت سیگنال به نوفه امواج لاو در مقایسه با امواج ریلی بیشتر میباشد، بخصوص در پریودهای بین 10 تا 20 ثانیه. همچنین آنها چنین استنباط کردند که مؤلفههای افقی امواج لاو نسبتاً از امواج ریلی قویتر هستند. بنابراین نتیجه گرفتند که امواج لاو را نمیتوان صرفاً با استفاده از پراکندگی امواج ریلی تولید کرد. همچنین با مشاهده بیشنههای متفاوت تولید شده حاصل از این دو موج چنین نتیجه گرفتند که امکان دارد مبدأ - یا منبع - امواج ریلی و لاو در برخی جهات با یکدیگر متفاوت باشند. در این مطالعه از دادههای 22 ماهه - از ابتدای دی 1390 تا مهر - 1392 17 ایستگاه - شکل - 1، از ایستگاههای باند پهن شبکه لرزهنگاری پژوهشگاه بینالمللی زلزله در نیمه شمالی ایران استفاده شده است. نقشه توموگرفی دو بعدی در این مطالعه برای گستره جغرافیایی 34/00 تا 38/00 درجه عرض شمالی و 48/00 تا 55/00 درجه طول شرقی تهیه شده است.
2روش تحقیق
پس از حذف اثرات ناشی از پاسخ دستگاهی، خ مبنا و روند از دادهها و اعمال بهنجارش زمانی با استفاده از فیلتر مقدار میانگین-جاری - running-mean filter - جهت حذف اثر زمینلرزهها، بیقاعدگیهای صنعتی و دیگر منابع نوفه احتمالی در نزدیکی ایستگاهها، از روی نگاشتها، سفید سازی طیفی روی آنها اعمال میگردد. در نهایت دادهها، در دسته های سه ماهه دسته بندی شده تا برای انجام همبستگی-متقابل استفاده شوند. تنها تفاوت قابل توجه در نحوه آمادهسازی اولیه دادههای امواج ریلی و لاو در این مرحله دوران مؤلفه های E و N امواج لاو به جهات شعاعی R و عرضی T است که قبل از تمامی این مراحل انجام میگیرد.
بعد از انجام همبستگی-متقابل روی دادههای یک ساعته تمامی زوج ایستگاههای با کیفیت مناسب جهت تولید سریهای زمانی سهماهه به یکدیگر اضافه شدند. برای بدست آوردن تابع تقریبی گرین از نتایج حاصل از همبستگی-متقابل از معادله - 1 - استفاده شده است:در معادله - 1 - همبستگی-متقابل نوفههای محیطی بین دوایستگاه ومیباشد و همان تابع تقریبی گرین است که از
پاسخهای ثبت شده روی دو پسافت مثبت و منفی همبستگی-متقابل نوفههای محیطی و با فرض به دست آمده است. در قدم بعدی برای بدست آوردن منحنیهای پاشندگی سرعت گروه با استفاده از توابع تقریبی گرین، سرعت گروه به عنوان تابعی از پریود با استفاده از روشهای معمول آنالیز حوزه زمان-فرکانس - FTAN - بدست آمد.
در مرحله بعد با استفاده از اطلاعات حاصل شده از سرعت گروه امواج سطحی ریلی و لاو و همچنین متد یانوسکایا - 1990 - ، دیتمار و یانوسکایا - 1997 - نقشههای سرعت گروه برای منطقه مورد مطالعه در بازه فرکانسی مورد مطالعه بدست آمد. نتایج حاصل از اعمال 136 همبستگی-متقابل انجام شده بین 17 ایستگاه - شکل - 2 در نهایت به 103 مورد قابل قبول برای امواج ریلی و 133 مورد برای امواج لاو ختم شد. در ادامه با تبدیل فرمت این دادهها به فرمت قابل استفاده در برنامه آنالیز حوزه زمان-فرکانس منحنی پاشندگی سرعت گروه امواج لاو و ریلی - شکل - 3 و شکل موج تمیز شده - شکل - 4 همبستگیهای متقابل برای هر یک از زوج ایستگاهها بدست آمد. در آخرین قدم نقشه توموگرافی دو بعدی منطقه مورد نظر برای پریودهای 4 تا 30 ثانیه - برای امواج لاو 30-8 ثانیه - رسم گردید - شکل . - 5 رزولوشن مورد استفاده در این نقشهها برای سلولهای 0/5 ×0/5 حدوداً برابر با 50×50 کیلومتر مربع است.
