بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه توموگرافی دوبعدی امواج سطحی پهنه شمالغربی ایران با استفاده از روشهای پردازش تک ایستگاهی و نوفه محیطی انجام شد. برای این کار از دادههای زمینلرزههای محلی مربوط به بازه زمانی 2006 تا 2013 و داده های پیوسته نوفه محیطی 2012 و 2013 ثبت شده در 16 ایستگاه باند پهن پژوهشگاه بین المللی زلزله و مهندسی زلزله استفاده شده است. بعد از برآورد منحنیهای پاشندگی مد اساسی موج رایلی با روش آنالیز حوزه زمان-فرکانس، با استفاده از روش وارون سازی خطی-دوبعدی تعمیم یافته دیتمار و یانوسکایا - 1987 - و یانوسکایا و دیتمار - 1990 - ، نقشههای توموگرافی سرعت گروه بدست آمدند. نتایج توموگرافی امواج سطحی وجود آنومالیهای کم سرعت برای برای حوزه خزر و زیر مخروطهای آتشفشانی سهند و سبلان را نشان میدهد، که این آنومالیهای کم سرعت برای پریودهای بالاتر نیز قابل مشاهده است.
مقدمه
شمال غرب ایران از نظر جغرافیایی در محل تقاطع رشته کوههای البرز و زاگرس قرار دارد و بخشی از ناحیه برخوردی صفحات عربستان و اوراسیا است. در این منطقه، وجود حرکتهای برشی سبب ایجاد گسلهای امتداد لغز شده است که گسل شمال تبریز با سوابق تاریخی مخرب یکی از نمونههای بارز آن است. علاوه بر آن وجود آتشفشانهای سهند و سبلان ضرورت بررسی پوسته را در این ناحیه بیشتر میسازد - حجازی نوقابی و همکاران، . - 1391 تعیین محل دقیق زمینلرزههای روی داده در هر منطقه، به شناسایی پتانسیل لرزه خیزی و گسلهای پنهان و تحلیل خطرپذیری در آن منطقه کمک شایان توجهی میکند.
یکی از عوامل مهم برای تعیین محل زمینلرزهها، شناخت ساختار سرعتی پوسته زمین است - بایرام نژاد و همکاران، . - 1386 گسترده مورد مطالعه در شمال غرب ایران و در محدوده عرض جغرافیایی 34 تا 40 درجه شمالی و طول جغرافیایی 44 تا 50 درجه شرقی میباشد. در این مطالعه از دادههای زمینلرزه های محلی مربوط به بازه زمانی 2006 تا 2013 و داده های پیوسته نوفه محیطی 2012 و 2013 ثبت شده در 16 ایستگاه باند پهن پژوهشگاه بین المللی زلزله و مهندسی زلزله استفاده شده است.
مطالعات پیشین در ناحیه شامل تعیین ساختار سرعتی با استفاده از برگردان همزمان زمان سیر امواج زلزلههای محلی - بایرام نژاد و همکاران، - 1386 که وجود دو لایه کم سرعت زیرسطحی و یک ناپیوستگی سرعتی را در عمق 23 کیلومتری را نشان دادند، وارونسازی سهبعدی زمان سیر زلزلههای محلی - بایرام نژاد و همکاران، - 1389، توموگرافی دو بعدی پوسته در شمال غرب ایران با استفاده از وارون سازی زمان سیر امواج لرزهای - بایرام نژاد و همکاران، - 1389 که وجود یک ناپیوستگی کم سرعت در زیر مخروطهای آتشفشانی سهند و سبلان را نشان دادند، توابع گیرنده S و P - تقیزاده و همکاران، - 2010، محاسبه منحنیهای پاشندگی سرعت گروه امواج ریلی با استفاده از نوفههای لرزهای - حجازی نوقابی و همکاران، - 1391، تحلیل تابع گیرنده - ثبوتی و همکاران، - 1391 که افزایش عمق موهو به سمت شمال شرقی ناحیه مورد مطاله را نشان میدهند، میباشد.
2 روش تحقیق
هدف این مطالعه، بررسی ساختار سرعتی شمالغرب ایران و بدست آوردن نقشههای توموگرافی دو بعدی با استفاده از روشهای پردازش تک ایستگاهی و نوفه محیطی است. تحلیل اطلاعات پاشندگی امواج سطحی روشی مفید برای تشخیص ساختار پوسته و گوشته است، این اطلاعات شامل زمان گروه، زاویه فاز، و دامنه به عنوان تابعی از پریود می باشد. یک روش قدرتمند برای استخراج امواج سطحی و پاشندگی متناظر با آن آنالیز زمان-فرکانس - FTAN - است.
در این روش با عبور سیگنال لرزهای از یک سیستم فرکانسی باند باریک - فیلتر گاوسی - ، تابع مختل دوبعدی در حوزه زمان و پریود بدست میآید. دامنه ماکزیمم سیگنال در این دیاگرام دو بعدی متناظر با منحنی پاشندگی امواج سطحی است - بوگا، . - 2008 در روش پردازش تک ایستگاهی سرعتهای گروه با استفاده از روش فیلتر چندگانه و پردازش در حوزه زمان- فرکانس با استفاده از نرم افزار FTAN در مسیرهای مختلف برآورد میشوند.
در روش پردازش نوفه محیطی، بعد از تصحیحات اولیه، برای حذف اثر زمینلرزهها، و دیگر منابع نوفه از بهنجارش زمانی با فیلتر مقدار میانگین- جاری - running-mean filter - استفاده میشود، مرحله بعد اعمال سفیدسازی طیفی است. سپس کراس-کرلیشن شکلموج ساعتی در هر ایستگاه با سایر ایستگاهها برای دورههای سهماهه محاسبه شده ودر نهایت برای بدست آوردن کراس-کرلیشن نهایی به هم اضافه میشوند. در مرحله بعد، منحنیهای پاشندگی سرعت گروه موج رایلی با استفاده از توابع تقریبی گرین - کراس-کرلیشن - ، و با استفاده از روش آنالیز زمان-فرکانس - FTAN - بدست میآیند.
بعد از بدست آوردن منحنیهای پاشندگی، توموگرافی دو بعدی با استفاده روش وارون سازی خطی دیتمار و یانوسکایا - 1987 - و یانوسکایا و دیتمار - 1990 - ، انجام میشود. این روش شکل تعمیم یافته روش تک-بعدی کلاسیک بکاس-گیلبرت - 1968 - است. نتایج توموگرافی موج رایلی برآوردی از مقادیر محلی سرعت گروه در نقاط مختلف در ناحیه مورد مطالعه است که میتواند برای بدست آوردن نقشههای سرعت گروه در پریودهای مختلف بکار رود - فنگ و همکاران، . - 2009
3 نتیجهگیری
منحنیهای پاشندگی مد اساسی موج رایلی در طول مسیرهای مختلف و در بازه زمانی 2 تا 70 ثانیه بدست آمدند. یک نمونه از پردازش FTAN در شکل - 1 - نشان داده شده است. سپس نقشه توموگرافی دو بعدی منطقه مورد نظر برای پریودهای مختلف بدست آمدند - شکل . - - 2 - رزولوشن مورد استفاده در این نقشهها برای سلولهای 0/5 ×0/5 حدوداً برابر با 50×50 کیلومتر مربع است. نتایج توموگرافی امواج سطحی وجود آنومالیهای کم سرعت برای پریودهای 2 تا 20 ثانیه برای حوزه خزر و زیر مخروطهای آتشفشانی سهند و سبلان را نشان میدهد، اما برای پریودهای 25 و 30 ثانیه افزایش سرعت نسبی مشاهده میشود، و برای پریودهای بالاتر کاهش سرعت در نواحی شرقی ناحیه مشخص است که میتواند بدلیل عمق بیشتر موهو در این ناحیه باشد، در حالیکه در نواحی غربی افزایش سرعت مشاهده میشود.
