بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه با استفاده از زمان رسید امواج حجمی فشارشی ثبت شده از زمینلرزههای محلی، ساختار سرعتی پوسته درشمالغرب ایران را به صورت دوبعدی تعیین کردیم. برای این منظور از چندین مجموعه از دادهها که شامل ایستگاههای دائمی شبکه تبریز وابسته به مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران 1996 - تا 2013 میلادی - ، ایستگاههای موقت نصب شده توسط پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله - آوریل تا جولای 2004 میلادی - و همچنین ایستگاههای موقت نصب شده توسط دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان 2009 - تا 2011 میلادی - استفاده کردیم. در این کار برای وارون سازی غیر خطی از برنامه Simulps14 بهره جستهایم. نتایج این پژوهش، آنومالیهای کم سرعت و پر سرعتی را به صورت جانبی در اطراف گسل شمال تبریز نشان میدهد و علاوه بر آن یک آنومالی کم سرعت در غرب دریای خزر به خوبی نشان میدهد.
مقدمه
منطقه مورد مطالعه، منطقه شمالغرب ایران است که از چندین ایالات زمین ساختی تشکیل شده است و بخشی از مرز برخوردی صفحات اوراسیا و عربی را شامل میشود و گسلهای فعالی چون گسل تبریز را در خود جای داده است. این منطقه به لحاظ لرزهخیزی بسیار مستعد است. علاوه بر آن، این منطقه قسمت مهمی از کمربند آتشفشانی ایران را شامل میشود که شامل چینخوردگیها و آتششفشانهای فعال است که از جمله آنها کوههای آتشفشانی سهند و سبلان را میتوان اشاره نمود. چشمههای آب گرم در منطقه و به دنبال آن منابع ماگمایی در نزدیکی سطح زمین نشان میدهد که این منطقه به لحاظ زمینشناسی نیز بسیار فعال است و این در حالی است که مطالعات بسیار کمی روی این منطقه صورت گرفته و اطلاعات بسیار کمی از ساختارهای درونی زمین در این منطقه وجود دارد.
از این جهت لازم است که یک مطالعه دقیق بویژه روی ساختار سرعتی آن صورت بگیرد تا به درک بهتری از ساختارهای زمینشناسی این منطقه برسیم. مطالعه روی ساختار سرعنی از این جهت حائز اهمیت است که در توموگرافی سرعت برای زمینلرزههای محلی تصویری مطلوب از ساختارهای زمین شناسی در پوستهی فوقانی منطقه بدست میآید. در توموگرافی زلزلههای محلی علاوه بر تعیین ساختار سرعت، توزیع دقیق رویدادهای لرزهای نیز به طور همزمان بدست میآید. در واقع، به دست آوردن تغییرات جانبی و عمقی سرعت و توزیع دقیق لرزهخیزی با هم برای درک فرآیندهای زمینشناسی کمک شایانی میکند. از این رو توموگرافی زلزلههای محلی تکنیک قدرتمندی برای بدست آوردن دیدگاههای جدید در فرایند تکتونیکی پوسته است - جدی، . - 1389
روش کار
در این مطالعه برای بررسی ساختار سرعتی پوسته فوقانی از توموگرافی زمانسیر فاز P و S استفاده شده که شامل 3172 فاز P و 1824 فاز S است. زمان سیر فاز S به صورت مستقیم استفاده نشده است بلکه از تفاضل زمان سیر فاز S و فاز P استفاده کردهایم. برای این منظور از چندین مجموعه از دادهها که شامل ایستگاههای دائمی شبکه تبریز وابسته به مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران 1996 - تا 2013 میلادی - ، ایستگاههای موقت نصب شده توسط پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله - آوریل تا جولای 2004 میلادی - و همچنین ایستگاههای موقت نصب شده توسط دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - 2009 تا 2011 میلادی - استفاده کردیم. مجموعه این بانک اطلاعاتی بالغ بر 20000 زمین لرزه را شامل میشد که در این تحقیق فقط 478 زلزله را انتخاب کردیم که در مجموع توسط 72 ایستگاه ثبت شدهاند و دارای ویژگیهای زیر هستند:
-1گپ آزیموتی زیر 180 درجه
-2حد اقل توسط 4 ایستگاه ثبت شدند
-3دارای خطای رومرکزی کمتر از 3 کیلومتر
-4دارای خطای عمقی کمتر از 5 کیلومتر
-5دارای حداقل 5 قرائت فاز
rms -6 کمتر از نیم ثانیه
از ویژگیهای این زلزلهها، مکان یابی خوب، توزیع مناسب و پوشش پرتویی خوب است - شکل . - 1 علاوه بر ابنها با روشهای دیگری مثل ترسیم زمان سیر فاز P بر حسب Hypocenter دادههای پرت را حذف کرده - شکل - 2 و در نهایت مجموعهای از دادههای با کیفیت را به عنوان ورودی برای معکوس سازی آماده کردیم. انجام معکوس سازی با استفاده از برنامه SIMULPS14 صورت گرفته و برای اجرای آن یک گرید در عمق 5 کیلومتری قرار دادیم که فاصله بین گریدها حداقل 10 و حداکثر 20 کیلومتر است - شکل . - 1
نتایج
شکل 3 نتیجه حاصل از توموگرافی دو بعدی سرعت دوبعدی در منطقه شمالغرب ایران را نشان میدهد. یک تباین سرعتی آشکار در اطراف گسل شمال تبریز مشاهده میشود که میتواند ناشی از تفاوت ساختار زمین در اطراف این گسل باشد. یک آنومالی کم سرعت در غرب دریای خزر مشاهده میشود که به واسطه عمیق بودن زلزلهها در این قسمت - رجوع کنید به شکل - 1 احتمالا مربوط بهساختارهای عمیقتر در این قسمت است. برای اعتبار سنجی این نتیجه از آزمون مدل صفحه شطرنجی استفاده کردیم - شکل . - 4 همانطور که مشاهده میشود نتیجه حاصل از این تست بسیار خوب است و نشان میدهد که توزیع و پوشش پرتویی اینقدر خوب هست که بتوانند آنومالیهای موجود در منطقه را برگردان کنند.علاوه بر این برای بررسی وضوح و قدرت تفکیک مدل مذکور پارامترهایی نظیرچگالی نسبی پرتو - DWS - - شکل - 5 و عناصر قطری ماتریس تحلیل مدل - RDE - - شکل - 6را مورد بررسی قرار دادیم .
پارامتر DWS چگالی نسبی پرتو را در فضای تحت تاثیر اطراف هر گره شبکه محاسبه میکند که در محاسبه آن علاوه بر تعداد پرتو عبوری از هر بلوک، طول پرتو عبوری از حومه گره بندی شبکه در نظر گرفته میشود. در واقع مقادیر بالای DWS در ارتباط با چگالی بالای پرتو استو همانطور که از شکل 5 دریافت میشود چگالی نسبی پرتوهای عبوری بویژه در اطرا ف گسل تبریز خیلی خوب است. پارامتر بعدی RDE است که به عنوان ابزاری جهت بررسی میزان اعتماد پذیری نتایج مورد استفاده قرار میگیرد. هر چه این مقدار به یک نزدیکتر باسد وضوح بالاتری را برای مدل نشان میدهد، اگر چه این مقدار هرگز به یک نمیرسد ولی معمولا مقادیر بالای ./5 را به عنوان مقدار قابل قبول در مطالعات توموگرافی در نظر میگیرند و همانطور که از شکل - 6 - بر می آید مدل بدست آمده از این حیث هم وضعیت مطلوبی دارد.
