بخشی از مقاله
چكيده
در اين مقاله، تغييرات جانبي فاكتور كيفيت در شمالغرب ايران با تلفيق دادههاي ثبت شده توسط ايستگاههاي دائم شبكهي تبريز متعلق به شبكهي لرزهنگاري كشوري - موسسه ژئوفيزيك دانشگاه تهران - و دادههاي ثبت شده توسط ايستگاههاي شبكهي موقت لرزهنگاري دانشگاه تحصيلات تكميلي علوم پايه زنجان محاسبه شده است. ٢٩٣٤ پرتو از ٩٤٣ زلزله با بزرگاي ٦/١ تا ٢/٥ مورد بررسي قرار گرفت. با استفاده از مقدار باقيمانده بين لگاريتم دامنهي مشاهدهاي و لگاريتم دامنهي پيشبيني شده توسط روابط كاهندگي براي منطقه، توموگرافي دوبعدي ضريب كيفيت به روش كمترين مربعات ميراشونده انجام شد. بيهنجاريهاي مشاهده شده با تغييرات ضريب كيفيت پايين در راستاي گسل شمال تبريز و غرب سبلان مرتبط با حوضههاي رسوبي و در جنوب شرق سبلان مرتبط با اتاقهاي ماگمايي عميق است. همچنين بي هنجاري با تغييرات ضريب كيفيت بالا در فاصله ٥٠ كيلومتري شمال گسل شمال تبريز و موازي آن ديده مي شود.
واژههاي كليدي: ضريب كيفيت، كاهندگي، توموگرافي، شمالغرب ايران.
١ مقدمه
شمالغرب ايران يكي از مناطق فعال لرزهخيز در ايران بهشمار ميرود كه زمينلرزههاي بزرگي در آن رخ داده است. عوارض زمينساختي از جمله گسل شمال تبريز، كوههاي آتشفشاني سهند و سبلان، كوههاي تالش و درياچه اروميه در اين ناحيه قرار دارند كه از نظر ساختاري با نواحي مجاور خود متفاوت هستند.تغييرات ساختاري پوسته و گوشته در اين ناحيه در مطالعات تحليل توابع گيرنده امواج لرزهاي - تقيزاده و همكاران، ٢٠١٠-ثبوتي و همكاران، ١٣٩١ - و توموگرافي سرعت امواج دورلرز - باولي و همكاران، ٢٠١٦ - گزارش شده است. با توجه به تغييرات جانبي ساختاري، دامنه امواج لرزهاي جذب ذاتي متفاوتي را در مسير انتشار در اين ناحيه تجربه ميكند.
روابط كاهندگي و متوسط ضريب كيفيت در اين ناحيه توسط متقي و همكاران - ١٣٩٥ - گزارش شده است، اما نسبت دادن يك مقدار متوسط ضريب كيفيت به ناحيهاي با اين تغييرات ساختاري پيچيده باعث از بين رفتن اطلاعات زيادي در مورد نحوه كاهندگي امواج لرزهاي در منطقه ميشود. بدين منظور در اين پژوهش به كمك توموگرافي، تغييرات ضريب كيفيت در بلوكهاي مختلف مورد بررسي قرار ميگيرد.ضريب كيفيت - Q - يك پارامتر فيزيكي بي بعد است كه با جذب ذاتي رابطه وارونه دارد. در مورد امواج لرزهاي ضريب كيفيت بالا معيار نزديك بودن جسم به حالت كشسان است. در مسئله نوسانگر ميراشونده، ضريب كيفيت به ميرايي سيستم ارتباط داده ميشود و ضريب ميرايي با كاهندگي رابطه مستقيم دارد - لي و والاس، ١٩٩٥ - . كاهندگي پارامتري مناسب براي بررسي تغييرات دما در داخل زمين نيز محسوب ميشود، چرا كه تغييرات كاهندگي در مقايسه با تغييرات سرعت حساسيت بيشتري به تغييرات دمايي در درون زمين دارد - رومانوويچ، ١٩٩٥ - .
از طرفي، منطقه مورد مطالعه نيز داراي پتانسيل زمين گرمايي و حوضه هاي رسوبي است. حوضه هاي رسوبي نيز از نواحي با كاهندگي بالا هستند - ژو و همكاران، ٢٠١٠ - و بررسي تغييرات جانبي ضريب كيفيت اطلاعات مفيدي از ساختار زيرسطحي منطقه نشان ميدهد.در اين مطالعه تعداد ٩٤٣ زلزله با بزرگاي گشتاوري ٦/١ تا ٢/٥ از زلزلههاي محلي ثبت شده توسط ١١ ايستگاه شبكه لرزهنگاري كشوري در شمال غرب ايران موسوم به شبكه تبريز در بازهي زماني ١٩٩٦ تا ٢٠٠٩ و همچنين دادههاي ثبت شده توسط ٢٣ ايستگاه موقت شبكه لرزهنگاري دانشگاه تحصيلات تكميلي علومپايه زنجان كه از سال ٢٠٠٩ تا ابتداي سال ٢٠١٢ دادهبرداري شدهاست، استفاده شد. فاصلهي كانوني ركوردهاي تحليل شده بين ١٠ تا٣٣٠ كيلومتر است. موقعيت ايستگاهها و زمينلرزههاي مورد استفاده در اين مطالعه به همراه پوشش پرتوهاي عبوري از حدفاصل زمينلرزه تا ايستگاه هاي ثبتكننده در شكل - ١الف - نشان داده شده است.استفاده شده - خطوط قرمز - و بلوك بندي ناحيه مورد مطالعه - خطوط سياه رنگ - . ب: مقادير باقيمانده لگاريتم دامنه در فركانس ١ هرتز برحسب فاصله كه به عنوان داده ورودي توموگرافي استفاده ميشود.
٢ روش تحقيق
در اين مطالعه از امواج برشي استفاده شده است. براي اين كار يك بانك داده شامل دامنهي نگاشتها و دامنهي نوفههايي كه براي هر رخداد ثبت شده، در ايستگاههايي با فواصل مختلف آماده شد. در ادامه، پرتوهايي كه نسبت سيگنال به نوفه كمتر از ٣ و فاصله رومركزي كمتر از ١٠ كيلومتر داشتند از دادهها حذف شدند. با توجه به اين فرض كه تغييرات كاهندگي دامنه امواج لرزهاي ناشي از تغييرات ضريب جذب ذاتي است و تغيير پارامتر گسترش هندسي و ديگرعوامل، تاثير ناچيزي در تغيير كاهندگي دامنه امواج دارند، توموگرافي تنها براي تغييرات ضريب جذب ذاتي انجام گرفت. در ابتدا محدوده مورد مطالعه به بلوكهايي به طول و عرض ١٠ كيلومتر تقسيم شد كه در شكل - ١الف - نشان داده شده است.
پس از آن با استفاده از روش جستجوي پرتو - ray tracing - طول پرتو در هر بلوك محاسبه گرديد و ماتريس ضرايب تشكيل شد - در جستجوي پرتو مسير عبور پرتو از چشمه به ايستگاه به صورت خط راست در نظر گرفته شده است - . پس از آمادهسازي دادهها و تشكيل ماتريس ضرايب، طبق رابطه d Gm، d - ماتريس داده، G ماتريس ضرايب و m ماتريس مجهولات است - ، معكوس سازي انجام شد. دادهها، مقادير باقيمانده لگاريتم دامنه در فركانس ١ هرتز است كه از تفاضل داده مشاهدهاي و داده محاسبهاي بدست ميآيد.داده مشاهدهاي، دامنه هر رخداد بعد از حذف نوفه محيطي است كه توسط ايستگاه ثبت شده است. بدين منظور با استفاده ازرابطه | A |2 | N |2 Acorrect ، A - دامنه سيگنال و N دامنه نوفه است - ، نوفه از روي آن حذف شده است.
دادهمحاسبهاي نيز از رابطه بدست ميآيد a - ضريب بزرگا، bضريب گسترش هندسي، c ضريب جذب ذاتي، d مقدار ثابت و R فاصله است - . ضرايب a، b، c و d قبلا توسط متقي و همكاران - ١٣٩٥ - براي ناحيه شمالغرب ايران گزارش شده است. در شكل - ١ب - مقادير باقيمانده لگاريتم دامنه بر حسب فاصله رومركزي نشان داده شده است. معكوسسازي به روش كمترين مربعات ميراشونده طبق رابطه m - G T G 2 I - 1G T d، انجام شد - ضريب ميرايي است - و با انتخاب ضريب ميرايي مناسب - ٢ - كه نمودار آن در شكل - ٢ - آورده شده است، مجهولات، يعني تغييرات ضريب جذب ذاتي در هر بلوك بدست آمد.ضريب جذب ذاتي - c - f - - به ضريب كيفيت - Q - طبق رابطه Q f مرتبط ميشود كه در آن - f - فركانس و - B - سرعت موج برشي در پوسته است. از رابطه فوق نسبت به ضريب جذب ذاتي مشتق گرفته و به رابطه Q f cرسيديم. c تغييرات ضريب جذب ذاتي است كه از معكوسسازي بدست آورديم. با جايگذاري اين مقادير در رابطه فوق، تغييرات ضريب كيفيت در ناحيه شمالغرب ايران بدست آمد.
٣ نتيجهگيري
ماتريس رزولوشن مدل در شكل - ٣الف - آورده شده است، محدوده اي كه با خط مشكي در شكل مشخص شده است، مقادير رزولوشن نزديك به يك را نشان ميدهد كه بهترين ناحيه براي تفسير نتايج است. اين محدوده با خط سفيد در شكل - ٣ب - نيز نشان داده شده است.تغييرات ضريب كيفيت در ناحيه شمالغرب ايران در شكل - ٣ب - نشان داده شده است. غرب كوه سبلان و محدوده مثلثي شكل مجاور گسل شمال تبريز با تغييرات ضريب كيفيت پايين بارز است. اين نتيجه با موقعيت رخنمون حوضههاي رسوبي جوان در نقشههاي زمين شناسي، همچنين با نتايج تغييرات عمق رسوبات به روش مغناطيسسنجي - تكنيك و قدس، ٢٠١٧ - و توموگرافي سرعت - فيض آقايي و همكاران، ١٣٩٦ - كه سرعت پاييني را گزارش داده است، سازگار است.
اين بي هنجاريها مرتبط با حوضههاي رسوبي جوان است. در قسمت جنوب شرقي سبلان محدودهاي با تغييرات ضريب كيفيت بسيار پايين مشاهده ميشود كه با نتايج توموگرافي سرعت امواج فشارشي دورلرز در همين منطقه - باولي و همكاران، ٢٠١٦ - كاملا سازگار است و اتاق هاي ماگمايي عميق در زير سبلان را ميتوان عامل آن دانست. همچنين محدودهاي با روند شمال غربي- جنوب شرقي، موازي گسل شمال تبريز در فاصله ٥٠ كيلومتري شمال آن با تغييرات ضريب كيفيت بالا مشاهده ميشود كه تا شمال كوههاي بزقوش ادامه دارد. بخش جنوبي اين روند در شمال كوههاي بزقوش، در نتايج توموگرافي سرعت - باولي و همكاران،
