بخشی از مقاله
چکیده
جذب ذاتی به عنوان یکی از عوامل موثر بر کاهیدگی دامنه امواج لرزهای در زمین با فاکتور کیفیت معرفی میشود. در این پژوهش فاکتور کیفیت و وابستگی فرکانسی آن با استفاده از فاز Lg coda به روش نسبت طیفی برانبارش شده در بازه فرکانسی 0.2-5.0 هرتز برای مسیرهای پرتو در نیمه شمالی ایران - عرض جغرافیایی32-40 درجه شمالی و طول جغرافیایی 44-62 درجه شرقی - شامل ایالتهای لرزهزمینساختی کپهداغ و البرز-آذربایجان تخمین زده شده است وبراساس مقادیر متوس این دو پارامتر رابطه برای منطقه مورد بررسی پیشنهاد میشود.نقشه توموگرافی دوبعدی فاکتور کیفیت به دست آمده بااستفاده از روش تصویرسازی معکوس نشان میدهد درمناطق تکتونیکی فعال و مناطقی که از آخرین فعالیت مهم تکتونیکی و فعالیت آتشفشانی آنها زمان زیادی نمیگذرد همچون منطقه مورد بررسی مقادیر پایین تا متوس فاکتور کیفیت مورد انتظار است و همچنین نتایج به دستآمده در این پژوهش با واحدهای تکتونیکی همخوانی خوبی دارد.
واژههای کلیدی: فاکتور کیفیت، Lg coda، نسبت طیفی برانبارش شده، تصویرسازی معکوس، نیمه شمالی ایران
1مقدمه
فاز Lg یک فاز کوتاه دوره و غالبا با شروعی واضح و دامنه آغازین بلند بر روی لرزهنگاشتهای ثبت شده در فواصل منطقهای است و معمولا برای مطالعات تغییرات جانبی فاکتور کیفیت در مقیاس منطقهای مورد استفاده قرار میگیرد. جذب ذاتی به عنوان یکی از عوامل موثر بر کاهش دامنه امواج لرزهای در هنگام انتشار از چشمه لرزهای تا به سطح زمین با فاکتور کیفیت معرفی میشود. عوامل دیگری چون گسترش هندسی، پراکنش و چندمسیر شدن نیز بر تغییرات دامنه امواج موثر خواهند بود که با شیفت دادن انرژی موجب این تغییرات میشوند. اما عامل جذب ذاتی در شرای غیرکشسانی زمین با تبدیل انرژی امواج لرزهای به انرژی گرمایی موجب افت دامنه امواح لرزهای میشود.
در واقع فاکتور کیفیتمعرفشرای ناکشسانی زمین است و تخمین آن برای شبیهسازی انتشارامواج لرزهای، مطالعات خطرپذیری زمین لرزه کاربرددارد. روش مورد استفاده در این پژوهش روش نسبت طیفی برانبارششده - spectral ratio method stack - میباشد که اولین بارتوس ژی وناتلی - - 1988معرفی شد و پیشرفتمهمی در تخمینفاکتور کیفیت پایدار محسوب میشود. هدف از این پژوهش تخمین فاکتور کیفیت و بررسی تغییرات جانبی آن با استفاده از فاز Lg coda برای نیمه شمالی ایران - محدوده عرض جغرافیایی32-40 درجه شمالی و طول جغرافیایی 44-62 درجه شرقی - است.
2روش تحقیق
در این پژوهش از روش نسبت طیفی برانبارش شده برای تخمین فاکتور کیفیت فاز Lg coda استفاده شده است. فاز Lg در منطقه مورد مطالعه دارای سرعت گروه میانگین 2.8-3.5 کیلومتربرثانیه است. دادههای مورد استفاده شکل موج367 زمینلرزه در محدوده بزرگی 4-6.2 رخ داده در بازه زمانی سال 2006-2013 میلادی در محدوده عرض جغرافیایی 32-40 درجه شرقی و طول جغرافیایی 44-62 درجه شمالی است. از میان 12021 مولفه قائم لرزهنگاشتهای ثبت شده در ایستگاههای مرکز لرزهنگاری کشوری وابسته به موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، 2829 لرزهنگاشت که دارای شکل موج مناسبی برای محاسبه فاکتور کیفیت بودند و همچنین با توجه به آستانه ثبت فاز Lg در فاصله رومرکزی 100-1500 کیلومتر قرار داشتند، به منظور قرار گرفتن در پایگاه دادههای نهایی انتخاب شدند.
مرحله اول در روش نسبت طیفی برانبارش شده تعیین محل دقیق فازهای P ،S و پنجره Lg coda است. سپس پنجره Lg coda به پنجرههای کوچکتر با طول یکسان تقسیم میشود. طیف دامنه در یک پنجره ثابت با طول زمانی tiطبق رابطه 1 محاسبه میشود:در این رابطه S - f - طیف پنجره، f فرکانس، r فاصله رومرکزی ،Gتابع گسترش هندسی و A0 مجموع اثرات چشمه، دستگاه و سایت است. در ادامه نسبت طیفی دو پنجره متوالی محاسبه میشود . با انجام این کار اثر چشمه، دستگاه و سایت حذف میشود. این نسبت برای پنجرههای متوالی یکسان نخواهد بود در نتیجه به منظور بهبودتخمین فاکتور کیفیت از میانگین نسبتهای طیفی استفاده میشود. برای این کار لازم است لگاریتم نسبتهای طیفی بر حسب فرکانس رسم شود و سپس میانگینگیری انجام شود که رابطه آن مطابق رابطه 2 میباشد:
با انجام چند عملیات ریاضی رابطه فوق با برابر خواهد بود. در نتیجه با اعمال یک رگراسیون خطی بر روی لگاریتم میانگین نسبتهای طیفی بر حسب فرکانس در بازه فرکانسی 0.2-5.0 هرتز ، مقدارQ0 - فاکتور کیفیت در فرکانس 1 هرتز - و - وابستگی فرکانسی - برای هر شکل موج تخمین زده میشود. شکل1 نمودار لگاریتم میانگین نسبتهای طیفی بر حسب فرکانس - نمودار مشکی - و رگراسیون خطی اعمال شده بر آن - نمودار قرمز - را برای شکل موج زمین لرزه 21 مرداد سال 91 اهر- ورزقان ثبت شده در ایستگاه لرزهنگاری شبستر را نشان میدهد. بعد از به دست آوردن مقادیر فاکتور کیفیت تمامی شکل موجها، به منظور بهدستآوردن نقشه تغییرات جانبی فاکتور کیفیت از روش تصویرسازی معکوس - ژی و میشل، - 1990 استفاده میشود. در این روش ابتدا لازم است منطقه مورد مطالعه شبکهبندی شود، ابعاد شبکهبندی به گونهای انتخاب میشود که تعداد مسیر پرتو کافی در هر شبکه وجود داشته باشد. در این پژوهش با امتحان کردن اندازه شبکهبندی مختلف ابعاد 0.88.0 به عنوان شبکهبندی بهینه انتخاب شد.
3نتیجهگیری
نتایج حاصل از روش نسبت طیفی برانبارش شده نشان میدهد مقادیر فاکتور کیفیت برای نیمه شمالی ایران - عرض جغرافیایی 32-40 درجه شمالی و طول جغرافیایی 44-62 درجه شرقی - در محدوده 75-1000 و بیشترین مقدار آن در محدوده 100-500 و مقادیر وابستگی فرکانسی در محدوده -0.5 -2 و بیشترین مقدار آن در محدوده 0-1 قراردارد
