دکتر غلام جوان دلویی
-
پردازش داده مغناطیس هوایی در محدوده استان تهران و مقایسه تطبیقی نتایج آن با لرزه خیزی و روندهای گسلینرخ بالای فرسایش و رسوب گذاری علاوه بر گسترش فضاهای شهری و شهرک های صنعتی در حاشیه شهرهای بزرگ و کلان شهرها اغلب موجب مدفون شدن ساختارهای گسلی و یا از بین رفتن نشانگر های شناسایی آن است به گونه ای که شناسایی گسله ها در محدوده شهرهای بزرگ با روش های لرزه ای و زمین شناسی را با مشکل جدی روبه رو کرده است. در راستای حل این مسئله، بررسی خطواره های حاصل از مطالعه داده های مغناطیس هوایی می تواند رهیافتی مناسب برای شناسایی گسل های مدفون در نظر گرفته شود. انطباق این روش با کانون رویدادهای لرزه ای، تصویر بهتری از سرشت لرزه زمین ساختی روندهای گسلی، هندسه و ساختار عمقی آن را ارائه می دهد. در مطالعه حاضر داده های مغناطیس هوایی گستره استان تهران با استفاده از روش های برگردان قطب، مشتقات سویی، تبدیل فراسو و فیلتر گرادیان افقی بررسی و پردازش شده است. خطواره های شناسایی شده حاصل از بررسی تطبیقی ناهنجاری های مغناطیسی با روندهای گسلی و در خاتمه با توزیع زمین لرزه های محدوده استان تهران مقایسه و مورد بازبینی قرارگرفت. نتایج این بررسی ها نشان می دهد که بسیاری از ساختارهای گسلی و رویدادهای لرزه ای منطبق بر خطواره های مغناطیسی هستند. به عبارت دیگر اغلب گسله های شناسایی شده منطقه، پی سنگ مغناطیسی را قطع کرده اند و بنابراین توانمندی ایجاد زمین لرزه بزرگ را دارند.کلید واژگان: داده مغناطیس هوایی, خطواره های مغناطیسی, روندهای گسلی, استان تهران, زلزلهMorphologically, the lowest point of Tehran province is located in Varamin city with a height of 749 meters above sea level, and the highest point of the province is located in Tochal Heights with 4375 meters above sea level in Shemiranat city. The mega city of Tehran is also built on the alluvial fans at the foot hill of Alborz mountain, which are located on volcanic-sedimentary rocks of the third geological period (Cenozoic) that during the fourth geological period, it was affected by tectonic activities (Habibi and Horkad, 2014; Ali Beigi et al., 2015). High rates of erosion and sedimentation and urban development cause the destruction or burial of fault structures and their identification sign. Determining the boundary of geological structures is one of the most important and practical issues that has always been discussed in the various sub-branches of the earth sciences, including geophysics (Neawsuparp et al., 2005). Past tectonic earthquake studies have shown that the boundaries of geological structures are mostly identified by faults. In other words, the presence of faults is one of the indicators of active tectonic areas. Therefore, the study of faults to investigate seismicity in connection with the plans for the development of civil activities of cities, industrial towns and the scope of strategic facilities, the investigation of mineral potentials (minerals related to fractures and fault areas) and the detailed understanding of tectonic trends is very important. Here this method is used to calculate the location of seismic events that also presents the seismic nature of the fault processes and its geometry and depth structure in an area.In addition to reviewing aerial photographs and field survey, studying satellite images is one of the practical methods for identifying the trend of obvious faults and preparing maps of the fault system of different regions. In recent years, preparing airborne geophysical maps for hidden fault structures has become common. On the other hand, one of the most common methods for detecting hidden structures, including faults, is aerial magnetic studies, the interpretation and modeling of which has helped researchers in identifying subsurface faults or possible buried faults.It is worth mentioning that in some cases the boundary of the structures may not be associated with a fault. Also, there is a possibility that a fault structure does not have a noticeable magnetic signal. Therefore, the results of satellite images or aerial magnetometry do not necessarily lead to the identification of all hidden faults. In this research, it has been tried to process the aerial magnetometer data of Tehran province by different methods (e.g. reduction to the pole, directional derivatives, upward continuation, analytical signal, and horizontal gradient). Then put it on the fault map of the area and comparing the results, the degree of concordance of the trends of the faults in the region with the magnetic anomalies, magnetic bedrock type faults are identified. In the final stage, by placing a new layer of the seismicity map of the region, those active bedrock faults can be identified.The general results obtained in this research confirm that some of the active faults in the Tehran region are of the basement type, that the ability of these faults to cause large earthquakes is not far from expected, and this result is consistent with other recent seismological studies conducted by Soltani-Moghadam (2016), Ahmadzadeh et al. (2019) and Azqandi et al. (2023) and there is in very good agreement with their finalings.Keywords: Aeromagnetic Data, Magnetic Lineaments, Fault Trends, Tehran Province, Earthquake
-
Crustal Structure of the Northern Lut Block in Eastern Iran Using P Wave Receiver Function MigrationJournal of Seismology and Earthquake Engineering, Volume:24 Issue: 1, Winter and Spring 2022, PP 15 -25To investigate the crustal structure of the northeast of Lut block and Eastern Iranian Ranges, we deployed 31 seismic stations along a 230 km profile for a period of approximately 9 months. Using the migration of P-wave receiver functions, we analyzed changes in the Moho depth along this profile. Our results indicate that the boundary between the crust and upper mantle is nearly flat, with a depth of approximately 40 km. Furthermore, we found that the thickness of the crust is relatively high beneath the Lut-Afghan Block boundaries and Bagheran Mountain, where receiver functions suggest the presence of more complex structures including inclined interfaces. Our findings suggest that the collision of Lut-Afghan blocks has not significantly increased the crustal thickness in the northeast Iran compared to the Zagros collision zone in the southwest of Iran. Rather, we propose that the observed shortening in this region is primarily due to the interaction of strike-slip motions, which can accommodate shortening through mechanisms such as rotation and wedge escaping.Keywords: Crust, Lut Block, Moho, Receiver Function
-
بررسی های فعالیت گسل ها مهم ترین ابزار برای تعیین جهت گیری میدان تنش هستند. با محاسبه سازوکار کانونی زمین لرزه ها جهت انتشار گسیختگی، هندسه گسل و میدان تنش منطقه موردمطالعه را می توان مشخص کرد. گسل درونه با طول حدود 800 کیلومتر بعد از گسل اصلی زاگرس بزرگ ترین گسل ایران است. هدف از این پژوهش مطالعه لرزه خیزی، حل سازوکار کانونی زمین لرزه های رخ داده در راستای سه بخش غربی، میانی و شرقی گسل درونه و تخمین تنش در منطقه است. در این مطالعه محاسبه سازوکار کانونی با استفاده از روش پلاریته (قطبش) اولین رسید موج P برای 21 زمین لرزه بزرگ تر از 3 رخ داده در مجاورت گسل درونه طی دو دهه اخیر انجام می شود. علاوه بر آن برای راستی آزمایی نتایج از مدل سازی شکل موج برای محاسبه سازوکار کانونی زمین لرزه های کمتر از 4 استفاده می شود. سپس از بررسی سازوکارهای محاسبه شده، مقادیر تنش آزادشده در صفحه های گسلی ارایه می شود. سازوکارکانونی رویدادها و مقایسه آن با بررسی های زمین ساختی پیشین در راستای گسل درونه همخوانی قابل قبولی دارد. نتایج مطالعه حاضر نشان می دهد، تفاوت قابل ملاحظه ای در سازوکار کانونی زمین لرزه های سه قطعه شرقی، میانی و غربی گسل درونه وجود دارد که تاییدکننده حرکت بلوک ها به دو صورت چپ بر و راست بردر راستای گسل است. اختلاف سازوکارکانونی رویدادهای بخش های شرقی و غربی با توجه به حرکت رو به شمال بلوک لوت و انحنای گسل درونه توجیه پذیر است.کلید واژگان: سازوکار کانونی, قطبش موج, لرزه خیزی, گسل درونه, وضعیت تنشFault plane solution is one of the most important tools to determine the orientation of the stress field. The focal mechanism of earthquakes can be applied to determine the direction of rupture propagation, the structure of the fault and the stress field of the region. Dorouneh fault is the largest fault in Iran after the main Zagros fault with about 800 km length. The purpose of this study is to investigate the seismicity, the stress fields and the focal mechanism of earthquakes that have occurred across the three main segments western, middle and eastern parts of the Dorouneh fault. Therefore, the calculation of the focal mechanism is performed using the P-wave first-motion polarity. Also the stress situation of the events and the recognition of fault planes are presented in this research. Along this fault, the blocks have moved in both left and right directions, but certainly one of its last movements has had a right lateral motion. In this study, the waveforms recorded at the seismic stations of the National Seismological Center of Tehran University (IRSC), the National Center of Broadband Seismic Network of Iran belong to the International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES) and seismic stations of Seismological Research Center at the Ferdowsi University of Mashhad were used. At first, the waveforms of each seismic event were combined with each other, and then the relocation of the events were determined based on new data set of this study (Figure 2). A number of high quality earthquake with a magnitude of more than 3 and an average depth of 14 km have been selected (their list is presented in table1) to calculate the fault plane solution.In order to calculate the mechanism of the recent earthquakes in the Khorasan region, interesting results have been obtained based on several methods (Assar Enayati, 1400). One of the common methods for estimating the mechanism of earthquakes, especially earthquakes with small magnitudes and at close distances from the epicenter, is the polarization of the first arrival of the P wave. Due to the dependence of the amplitude and polarization of the P wave on the focal mechanism, by determining the polarization of the first arrival of the seismic phase, the earthquake focal mechanism can be calculated. The results of focal mechanism solutions for significant events around Dorouneh fault show mostly left lateral strike slip motion which is consistent with the tectonic setting of the region. The difference in the focal mechanism of the events in the eastern and western parts of the fault is justified by the northward movement of the Lut block. The integration of data shows high accuracy in calculating the focal mechanism and more certainty about the results. Therefore, in the direction of the Dorouneh fault, the movements are both left-handed and right-handed from the seismic situation. The change in thefocal mechanism obtained from the seismic results, considering the stress axes changes, can represent the second and third order stress fields that balance the stress in this area today. The second-order stress can be related to continental rifting, isostasy adaptation, topography and deglaciation, and the third-order stress field can be related to the local stress source on a scale smaller than 100 km, which is influenced by the structural geometry, and interference between fault systems, topography and local density difference (Sheikh-ul-Islami et al., 2021).Keywords: Focal mechanism, wave polarization, seismicity, Dorouneh Fault, state of stress
-
امروزه شناسایی روند پژوهش های نوین در هر رشته ی علمی برای پژوهشگران، دانشگاه ها و موسسات پژوهشی، سرمایه گذاران پژوهشی و سیاست گذاران علمی، حایز اهمیت است. هدف این پژوهش، ارزیابی کمی و کیفی تولیدات علمی ایران و جهان در پایگاه استنادی اسکوپوس با موضوع زلزله شناسی در بازه ی زمانی 2019 - 2021 میلادی با رویکرد علم سنجی و روش هم رخدادی واژه های کلیدی است.بررسی های پژوهش حاضر نشان می دهد تعداد مقالات محققان زلزله شناسی گزارش شده در پایگاه اسکوپوس، در دوره سه ساله 2019 تا 2021، حدود 15270 مقاله است و روند رشد تصاعدی پژوهش های دانش زلزله شناسی را نشان می دهد. بررسی تولیدات علمی ایران در مقایسه با سایر کشورها در دو بازه متفاوت نشان می دهد، کشور ایران درحالی که در بازه 2007-2009 در فهرست 15 کشور برتر پژوهشی در حوزه زلزله شناسی نبوده است، اما طی سه سال اخیر خود را به جایگاه نهم و تقریبا هم ردیف با کشور آلمان رسانده است. علاوه بر آن، بیشترین تولیدات علمی زلزله شناسی در ایران، نتایج پژوهش محققان دانشگاه تهران، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله و دانشگاه صنعتی شریف است.یافته های این پژوهش برای جهت دادن به پیشنهادها، تدوین طرح ها و پروژه های پژوهشی فناورانه برای فراهم نمودن زمینه کسب مرجعیت علمی دانش زلزله شناسی در آسیا از اهمیت بالایی برخوردار است؛ بنابراین ضرورت گسترش همکاری های علمی منطقه ای در سیاست گذاری موسسات پژوهشی و نیز پژوهشگران فعال در حوزه علوم زلزله امری اجتناب ناپذیر برای ارتقا تراز علمی ایران است.کلید واژگان: زلزله شناسی, فناوری های نوظهور, علم سنجی, علوم زمین, تولیدات علمیToday, identifying new research trends in any scientific field is very important for researchers, universities and research institutes, research investors, industry, and scientific policymakers. Numerous studies have been conducted with scientometric approach in various branches of science (for example: Leydesdorff, 1987; Leydesdorff et al., 1994). Wegner and Leydesdorff (2003) examined the field of seismology in a study entitled "Seismology as a Dynamic and Distributed Field for Research" using the method of co-authorship and citation analysis between journals. The results of their study show that the scientific products of seismology are not different in terms of the degree of internationality compared to the older subject area of geophysics. Other studies in this field include the studies of Sagar et al. (2010), Wu et al. (2015), Amr (2018), Gizi and Putenza (2020) and He et al. (2021), which specifically examine a subfield of knowledge of Seismology (such as tsunamis, tectonic plates, studies related to a particular earthquake, or early earthquake-related warnings). The purpose of this study is to quantitatively and qualitatively evaluate the scientific products of Iran and the world in the Scopus citation database on the subject of Earthquake studies in the period 2019 to 2021. In this study, with the scientometric approach, VOSviewer software (Van Eck and Waltman, 2009, 2020) and co-occurrence analysis of keywords for scientific mapping and thematic exploring have been used.The present study shows that the number of researchers in the field of earthquakes, reported in the Scopus database, is equal to 112262 articles, which after being limited to 2019 to 2021, this number reached 15270 articles. In addition, the growth trend of research in the field of applied seismology in earth sciences has followed an exponential growth pattern and has grown significantly in the last three years. China, the United States, Japan, and Italy are ranked first to fourth in the world in research and production of scientific articles and are still at the forefront in the field of earthquake science and knowledge. A study of Iran's scientific production in comparison with other countries in two different periods shows that Iran, in the period 2007-2009 was not on the list of top 15 countries in the field of earthquake research, but in the last three years, it has ranked ninth and has reached almost the same level as Germany. However, there has been no significant change in other top countries, despite slight shifts in rankings.In addition, the number of articles by different research institutes in the field of earthquake knowledge in the period 2019-2021 is shown in Figure 6. As can be seen, most of the scientific output has been provided by Chinese research institutions, and several American and Asian universities have also contributed to producing earthquake knowledge in subsequent rankings. Most of the scientific products related to earthquakes in Iran are the results of research by researchers from the University of Tehran, the International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES), and the Sharif University of Technology as the first to third ranks.The findings of this study are of great importance for directing suggestions and formulating technological research plans and projects to provide the ground for acquiring scientific authority of seismological knowledge in Asia. Therefore, the need to expand regional scientific cooperation in the policy-making of research institutes and researchers active in the field of earthquake sciences is inevitable to improve the scientific level of Iran among Asian and European countries.Keywords: Seismology, Emerging technologies, Scientometrics, earth sciences, Scientific Productions
-
در این پژوهش با استفاده از شکل موج زمین لرزه های شرق- شمال شرق ایران و بر اساس روش تک پراکنش به عقب، پارامتر کاهندگی مسیر (ضریب کیفیت) امواج دنباله ای محاسبه شده است. برای بررسی و تحلیل، از لرزه نگاشت سه مولفه ای زمین لرزه های یک دهه اخیر شرق کشور استفاده شده است که در ایستگاه های لرزه نگاری کوتاه دوره و باند پهن مستقر در استان های خراسان شمالی، رضوی و جنوبی ثبت شده اند. رابطه ضریب کیفیت برای پهنه شمال شرق ایران مطابق پارامترهای بهینه شده متناسب با بانک داده پژوهش حاضر برابر با محاسبه و تاثیر پارامترهای مختلف در برآورد ضریب کیفیت امواج دنباله ای بررسی شده است. مقادیر تخمین زده شده در پهنه شرق و شمال شرق کشور با مقادیر محاسبه شده برای سایر مناطق فعال ایران و جهان همخوانی خوبی دارد. نتایج این پژوهش بیانگر وابستگی فرکانسی ضریب کاهندگی موج در ناحیه شرق- شمال شرق کشور است. با توجه به گستردگی بازه زمین لرزه های استفاده شده در این مطالعه که در شرق و شمال شرق کشور رخ داده اند، نتایج حاکی از فعالیت لرزه ای و استمرار آن در این ناحیه است.کلید واژگان: امواج دنباله ای, ضریب کیفیت, روش تک پراکنش به عقب, خراسانIn this study, coda wave decay parameter, coda Q, is evaluated using waveform data of three networks in the east and northeast of Iran based on the single-scattering method. The database includes 300 earthquakes with magnitudes in the range of 2.5-6.0 recorded in 2012 to 2020. The waveforms were gathered from the Iranain Seismological Center (IRSC) of the University of Tehran, National center of Broadband Seismic Network of Iran (BIN) at the International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES) and Seismological Earthquake Research Center of the Ferdowsi University of Mashhad (FUMSN). The coda Q for the east-northeast of Iran was calculated as Qc = 125f 0.76 for a lapse time of 40s and optimal parameters of our database. We also evaluated coda Q based on parameters proposed by Havskov et al. (2016) as Qc = 90f 0.87 and as can be seen, the difference in the parameters leads to the different results. Furthermore, the effect of different parameters in estimating the quality factor of coda waves was investigated. The frequency dependence of the wave attenuation coefficient is evident in this region. Considering the 10-year interval of earthquakes used in the east and northeast of of Iran in this study, the obtained results indicate high seismicity rate and continuous seismic activity in the study area. Recently some studies have been conducted to study the seismic wave propagation effects in this region. For example, Safari et al. (2020) investigated the attenuation of seismic waves in the Fariman region based on 122 local earthquakes recorded in a temporary dense seismic network of IIEES. Based on this research, the frequency relationship Qc = 66f 0.84 for a lapse time of 20s was obtained.The results of the quality factor studies depend on tectonic regime of the study area and various proccesing factors, such as: the lapse time, filter bandwidth, the window length, etc. Therefore, accurate comparison is only possible when similar parameters are considered in different studies. We compared our results with several studies in different regions of Iran and other parts of the world. The estimated values of Q0 in this area are in the same range of active regions of the world (Q0 <200) and is near to the results of studies conducted for another active regions of Iran. The results of our study are in good agreement with previous studies and indicate the strong frequency dependency in attenuation of seismic waves in northeast of Iran Plateaue. The observed small differences in coda Q estimates originate from differnet tectonic rigions and processing parameters.Keywords: Coda waves, Quality factor, single scattering method, Waveform, earthquake
-
Increasing our understanding of the earth's layering characteristics at an engineering scale is crucial for the optimal design of tall buildings, important industrial facilities, and lifelines infrastructures. The most important characteristics that can be measured by the seismic refraction method is the speed of longitudinal and transverse seismic waves. In addition, determining the thickness of layers up to depth of 150 meters is another capability of this method. In this research, the classical refraction seismic method has been compared with methods based on artificial intelligence techniques with emphasis on two types of fully connected and convolution neural network techniques. The results of this research show that by replacing the neural network that fits the characteristics of the subsurface layers instead of using classical inversion methods, the accuracy of classical inversion methods can be achieved in much less time. Fully connected and convolutional neural networks are highly capable for identifying geological structures, whose measurement data is contaminated with noise, with acceptable accuracy without pre-processing. Therefore, our proposed method, in addition to the ability to detect the arrival time of seismic phases in noisy signals and the time-consuming process of manual processing, is likely to be useful for identifying complex geological formations.Keywords: Arrival time, convolutional network, Neural network, seismic refraction, Network architecture design
-
Investigation of historical and instrumental seismicity and fault kinematics of major faults are used to deduce the stress state in the northeast of Greater Tehran. In the present study, we have identified the Mw 5.1 earthquake and its related aftershocks in northeast Tehran that occurred on May 7, 2020. In this regard, after combining the waveforms of seismograms recorded in the seismic stations of Tehran and neighbouring provinces, the location, magnitude, and exact time of occurrence of the main shock and its six aftershocks have been calculated. Then, using three methods, including waveform modelling, P wave polarity and the ratio of P and S wave amplitudes, the focal mechanism of the fault causing seismic events is estimated. Fault kinematic study and the epicenter of the seismic event and related aftershocks suggest that the Mosha fault could be responsible for the event. Furthermore, the regional tectonic stress field has been calculated by focal mechanism inversion. Comparisons between stress field orientations and stress ratio provide new information on the local stress field. The variation of the stress ratio in the lower and upper crust is considerably high, demonstrating an inhomogeneity of deformation related to the Mosha fault.Keywords: Waveform modelling, Mosha Fault, 3D stress tensor, northeastern Tehran earthquake
-
امروزه، ثبت، پردازش و شناسایی پارامترهای زمین لرزه های مستقل بزرگ تر از 4 = Mw در گستره فلات ایران با استفاده از تجهیزات و سخت افزار های پیشرفته، نرم افزار ها و متخصصان باتجربه، در کمتر از 10 دقیقه به صورت خودکار به آسانی انجام می شود. زمین لرزه های دوگانه 23 آبان 1400، با اختلاف زمانی اندک (کمتر از 90 ثانیه) در فاصله نزدیک به هم به ترتیب با بزرگای 6/1 و 6/4 در شمال غرب بندرعباس به وقوع پیوست. پارامترهای مکان، زمان و بزرگای رویداد اول و پارامترهای سازوکار کانونی آن به کمک نرم افزار های نیمه خودکار یا خودکار امکان پذیر شد. با وجود این، تداخل فازهای لرزه ای رویداد اول و رویداد دوم در ایستگاه های دورتر، چالشی جدی برای محاسبه خودکار و نیمه خودکار موقعیت مکان، زمان، بزرگا و همچنین پارامترهای سازوکار کانونی رویداد دوم ایجاد کرده است. در این مطالعه با تلفیق لرزه نگاشت ها و شتاب نگاشت های ثبت شده در ایستگاه های لرزه نگاری و شتاب نگاری داخل کشور، پارامترهای این زمین لرزه دوگانه و دو پس لرزه اصلی آن با بزرگای 5/1 و 5/4 به دست آمده است. سازوکار کانونی این چهار رویداد نیز بر اساس روش های قطبش اولین رسید موج P، نسبت دامنه موج های P و S و مدل سازی تانسور گشتاور لرزه ای محاسبه شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد با توجه به مکان و سازوکارهای محاسبه شده برای زمین لرزه دوگانه و دو پس لرزه اصلی، فعالیت گسل پی سنگی هندون با شیب به سمت جنوب مسبب زمین لرزه های دوگانه 23 آبان 1400 و دو پس لرزه اصلی آن در شمال غرب بندرعباس است.
کلید واژگان: زمین لرزه دوگانه, بندرعباس, سازوکار کانونی, گسل هندون, مدل سازی شکل موجRecording, processing and identifying the parameters of independent earthquakes larger than Mw = 4 using advanced equipment, software and professional experts, can be calculated nowadays in less than 10 minutes automatically in the Iranian plateau. Double earthquake of November 14, 2021 with a small time difference (less than 90 seconds) occurred at a very close distance with magnitudes of 6.1 and 6.4, respectively. The calculation of the parameters of location, time and magnitude of the first event, in addition to the calculation of its focal mechanism parameters, was made possible with the help of semi-automatic or automatic software. However, the interference of the seismic phases of the first event with the second one in farther stations poses a serious challenge to the automatic and semi-automatic calculation of location, origin time, magnitude, as well as the parameters of the focal mechanism of the second event. In this study, by merging recorded seismograms and accelerograms in seismic stations within the country, the parameters of this double earthquake and their two main aftershocks with magnitudes of 5.1 and 5.4 have been calculated. In addition, the calculation of the focal mechanism of these four events is carried out based on the polarization method of the first P-wave polarity, the amplitude ratio of P and S waves and the modeling of seismic moment tensor. The results of this study show that according to the locations and focal mechanisms calculated for the double earthquake and both major aftershocks, the activity of the Handun basement fault, which is probably related to the formation of the Handun salt dome, caused double earthquakes of November 14, 2021 and its two main aftershocks in the northwest of Bandar-Abbas, south of Iran.
Keywords: Bandar-Abbas, double earthquake, Handun fault, Source Mechanism, waveform modeling -
موضوع مدل سازی معکوس منحنی پاشندگی امواج سطحی مهم ترین و پیچیده ترین فرایند مطالعه ساختار سرعتی زمین به وسیله ارتعاشات محیطی است. عوامل متعددی باعث می شوند که پاسخ منحصربه فردی برای این مسایل وجود نداشته باشد. در این میان داشتن اطلاعات قبلی با هدف کاهش پاسخ های محتمل، مفید خواهد بود. در اغلب اوقات این اطلاعات در دسترس نیست و یا تنها بازه مشخصی از ساختار سرعتی را شامل می شود. بنابراین تعیین بهترین پارامترهای مدل اولیه برای شروع عملیات معکوس سازی که حداقل موارد لازم برای توصیف لایه می باشند یکی از عوامل تاثیرگذار در رسیدن به پاسخ مطمین و قابل اعتماد است. در این مقاله، تلاش برای ایجاد یک چارچوب نظام مند برای تعیین این مدل ها به کمک پژوهش های قبلی در این زمینه مورد بررسی قرار خواهد گرفت و بهترین استراتژی و راهبرد برای انتخاب پارامترهای اولیه مدل، بدون داشتن هیچ گونه اطلاعات اضافی معرفی خواهد شد. در ادامه با مطالعه موردی بر روی دوساختگاه یکی در غرب (پارک پردیسان) و دیگری شرق (استادیوم تختی) شهر تهران ، میزان تفاوت ناشی از انتخاب صحیح این مدل ها بصورت کمی و کیفی بررسی می شود. نتایج حاصل از این مقاله تاثیر انتخاب پارامترهای مدل اولیه بر نتایج، تاثیر اطلاعات اضافی و اهمیت چگونگی حل مساله معکوس منحنی های پاشندگی امواج سطحی را به خوبی نشان می دهد. استفاده از این رهیافت در مدل سازی معکوس منحنی پاشندگی برای تولید مدل ساختار سرعت موج برشی در مناطق با توپوگرافی نسبتا شدید همراه با آبرفت های عمیق، دست یابی به مدل نهایی قابل اعتماد را سریعتر فراهم می نماید.
کلید واژگان: منحنی پاشش امواج سطحی, مدل سازی معکوس, آبرفت تهران, پروفیل سرعت موج برشیIn this paper, we examined the influence of initial parametrization in the inversion of surface wave dispersion curves. First, the steps for choosing the most desirable parameters are described. Then, the influence of parametrization is investigated using two experimental approaches and also a systematic approach to find a consistent solution. The final results show that suitable values for initial parameters considering some basic principles and local site conditions can reduce the uncertainty in the final results. However, this uncertainty also strongly depends on a-priori information that could be implemented in the parametrization and also the inversion process.
Keywords: Dispersion curves, Surface waves, Inverse modeling, Tehran alluvium, Shear velocity model -
مطالعه پارامترهای ناهمسانگردی ارتباط میان ساختارهای سطحی و فرایندهای دینامیکی در ساختار هایی با عمق بیشتر را مشخص می نمایند. تعیین ناهمسانگردی لرزه ای در لیتوسفر و استنوسفر با استفاده از شکل موج زمین لرزه در دو دهه اخیر اهمیت بیشتری پیدا کرده است. بدین منظور از بررسی برخی از فاز های لرزه ای تولید شده توسط زمین لرزه که متاثر از حرکت پرتو در لایه های مختلف زمین می باشد، تعیین پارامترهای ناهمسانگردی و تحلیل رابطه ی آن با زمین ساخت منطقه استفاده می شود. فازهای لرزه ای که به طور گسترده در تعیین پارامتر های ناهمسانگردی موج برشی، به دلیل عدم نیاز به تصحیحات پیچیده، مورد توجه قرار گرفته اند عبارتند از : Ps، SKS، SKKS و Sg. چنانچه اندازه ی پارامتر فیزیکی سرعت موج لرزه ای در جهات مختلف اندازه گیری یکسان نباشد، در آن صورت محیط مورد مطالعه نسبت به این پارامتر، ناهمسانگرد خوانده می شود. جدایش موج برشی برای تشخیص ناهمسانگردی های جانبی در مسیر موج برشی موثر است اما از نقص ذاتی آن عدم وجود تفکیک عمقی یا عمق ناهمسانگردی است. در صورتیکه منشاء شکل گیری موج لرزه ای مورد بررسی، به درستی مشخص باشد این نقیصه پوشش داده می شود و می توان از آن برای تخمین عمق ناهمسانگردی سرعتی در پوسته و گوشته فوقانی استفاده نمود. در این مطالعه ابتدا اثر پوشش سمتی نامناسب در شبیه سازی رویداد های رسیده به ایستگاه های لرزه نگاری باند پهن منطقه کرمان و بندرعباس مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بکارگیری تکنیک جدید برای حل این مشکل، سبب بهبود 2 درجه برای راستای ناهمسانگردی و 0.2 ثانیه برای بزرگی ناهمسانگردی شده است.
کلید واژگان: موهو, ناهمسانگردی, پوشش آزیموتی, پوسته تحتانی, موج برشی PsSeismic velocity changes and shear wave anisotropy analysis can provide insights into deep structures. In multi-layered structures, cosine moveout pattern of radial component is observed for converted Ps phase. The method to calculate anisotropy parameters in layered structures has been developed by Ruempker et al. (2014). Some seismic stations do not have enough coverage in some azimuths, and we can split parameters (φ, δt) by fitting the best curve on Ps arrivals using the grid-search method. In this study, using synthetic data, the effect of the azimuth coverage is investigated and the sensibility of the results is also examined.
Keywords: Moho, Anisotropy, Receiver function, Shear wave, Azimuthal coverage, Lower crust, Back azimuth, Grid search -
با توجه به تغییر لرزه خیزی منطقه شمال شرق ایران بعد از وقوع زمین لرزه با بزرگی 6 دو قلعه فریمان از توابع استان خراسان رضوی در تاریخ 16/01/96، مطالعه و شناخت دقیق تر محیط انتشار موج های لرزه ای و پارامترهای جنبش زمین در این منطقه امری ضروری به نظر می رسد. هدف این تحقیق، بررسی لرزه نگاشت های ثبت شده و مطالعه کاهندگی امواج لرزه ای Qcبر اساس لرزه نگاشت های 124 زمین لرزه محلی ثبت شده در شبکه موقت لرزه نگاری پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله می باشد. ثبت پس لرزه ها در شبکه موقت لرزه نگاری پژوهشگاه فرصت مناسبی برای مطالعه شناخت گسل مسبب و سایر پارامترهای آن به وجود آورده است. برای برآورد Qc، از روش پراکنش به عقب استفاده شده است. همه لرزه نگاشت ها در پنج باند فرکانسی 2 تا 24 هرتز، برای پنجره های زمانی 10 تا 60 ثانیه برای بررسی توزیع ناهمگنی ها با عمق مورد بررسی و تحلیل قرارگرفته اند که رابطه فرکانسی Qc = (73±11) f (0.89±0.06) برای پنجره زمانی 30 ثانیه به دست آمده است. مقایسه نتایج به دست آمده با مقدار Qc مناطق فعال و آرام لرزه ای نشان می دهد که مقادیر Qc محاسبه شده در مطالعه حاضر با مناطق فعال که دارای ناهمگنی زیاد می باشند، همخوانی دارد.
کلید واژگان: کاهندگی موج های لرزه ای, فاکتور کیفیت, زمین لرزه 16 فروردین 96 فریمان, شمال شرق ایرانAttenuation of seismic waves is considered a very important characteristic of the wave propagation path because this physical parameter affects how the seismic waves propagate, and consequently knowing the amount of it is essential in accurate calculation of seismic source parameters, modeling and reducing seismic risk in seismic areas. Attenuation of seismic waves in an environment is the result of two physical processes, elastic and inelastic. In the elastic process, energy remains constant in the propagation medium; however, the amplitude of the waves may increase or decrease due to the geometrical spreading, multipath, and scattering. These factors depend on the type of wave, frequency, degree of heterogeneity and characteristics of the propagation medium. In the inelastic process, part of the energy of the seismic waves is converted to heat and the amplitude of the seismic waves decreases due to the loss of a part of the energy. In the inelastic process, factors such as inelastic properties of the environment and physical properties of the environment (wave velocity, density and temperature) play an important role. Not only the scattering and the intrinsic absorption are important factors in reducing the amplitude of direct waves, but they also affect the appearance of a seismogram.Decreasing the amplitude of seismic waves by increasing the propagation distance from the source and the frequency changes made in the time history of the earthquake is called attenuation. In general, the factors that weaken the waves and the energy emitted from the seismic source are reflection and passage of waves through the boundaries of the layers, multi-path, geometrical spreading, wave diffraction, attenuation and inherent absorption of waves due to heterogeneity in the propagation path. The attenuation of seismic waves is described by the dimensionless quantity of the quality factor Q, which indicates a decrease in the amplitude of the wave along the propagation path. This parameter is a function of frequency, seismic wave type, time window intended for seismic analysis, geological characteristics below the seismic recording site and tectonic activity of the region. Physically, Q is the ratio of wave energy to energy wasted in each cycle of oscillation. By examining and calculating the range of Q changes from the data processing of seismic waves emitted in the Earth's crust, the characteristics of its various parts can be realized. Parts of the Earth's crust that have very low attenuation have very high Q values, and parts with severe attenuation have very low Q values. Tectonically active regions have a relatively high heat flux, so they are more strongly adsorbed than other regions, so they have a lower Q value.The attenuation of coda waves, Qc, has been estimated in Fariman region, NE-Iran, using a single back-scattering model of S-coda envelopes. For this purpose, we used the time histories of 124 aftershocks of Do-Ghaleh Fariman earthquake (Mw6, 2017), recorded by local seismic network belong to International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES). In this research, the frequency-dependent Qc values are estimated at central frequencies of 2, 4, 8, 16 and 24 Hz using different lapse time windows from10 to 60 s and the frequency-dependent relationships obtained for 30 s is Qc=(73±11) f (0.89±0.06). It is observed that the exponent n decreases and Qo increases as lapse time increases. Any increase of Q with depth or with distance from the seismic source to receiver would cause the increasing of coda-Q with lapse time. The average Qc values estimated and their frequency dependent relationships correlate well with a highly heterogeneous and highly tectonically active region. Our results regarding QC factor is the first study in this area and would be significant for reassessment seismic hazard and risk management in southern part of Khorasan Razavi.
Keywords: Seismic Wave Attenuation, Coda Waves, Quality factor, Fariman, NE-Iran -
در ساعت 10:39:10 صبح روز 16/1/1396 (مطابق با 6:09:10 به وقت جهانی روز 05/04/2017) زمین لرزه ای با بزرگی ML=6 روستای دوقلعه در 46 کیلومتری شمال شرقی فریمان از توابع خراسان رضوی را تخریب کرد. رو مرکز این زمین لرزه در 81/35 درجه عرض شمالی و 36/60 درجه طول شرقی و عمق 13 کیلومتری محاسبه شد. پس از وقوع زمین لرزه اصلی پس لرزه های فراوانی به وقوع پیوست که بزرگ ترین آنها حدود 14 ساعت بعد از زمین لرزه اصلی با بزرگی ML=5.5 خراسان رضوی را به شدت لرزاند. با توجه به پیشینه لرزه خیزی تاریخی و دستگاهی، علی رغم اینکه پهنه خراسان از مناطق فعال و لرزه خیز ایران است اما در منطقه فریمان به جز چند مورد، زمین لرزه بزرگی گزارش نشده است. بلافاصله پس از وقوع این زمین لرزه یک شبکه موقت محلی با توانمندی 16 ایستگاه لرزه نگاری و سه ایستگاه شتاب نگاری به مدت 36 روز توسط پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله در منطقه نصب شد و فرصت مناسبی برای بررسی توزیع مکانی پس لرزه ها، شناخت گسل مسبب و ویژگی های زلزله شناختی این زمین لرزه که در ایالت لرزه زمین ساختی کپه داغ قرار دارد را فراهم آورد که در این پژوهش پس از به دست آوردن نسبت سرعت موج P به S به روش واداتی، بهینه سازی مدل یک بعدی اولیه انجام گرفته و پس لرزه ها مجددا تعیین محل شده اند. سازوکارهای به دست آمده از روش ترکیبی پلاریته و نسبت دامنه بیانگر این است که روند گسل مسبب آنها غالبا به صورت شمال غربی-جنوب شرقی است. توزیع پس لرزه ها نیز روندی شمال غربی-جنوب شرقی نشان می دهد که در ادامه گسل مزدوران و هم راستا با گسل فریمان می باشد اما با توجه به اینکه نوع سازوکارها غالبا فشاری و فشاری با مولفه امتداد لغز بوده است لذا احتمال اینکه گسل مسبب گسل مزدوران باشد بیشتر است. نمودار توزیع عمقی پس لرزه ها بیانگر آن است که عمده پس لرزه ها در محدوده 8-4 کیلومتر از سطح زمین رخ داده اند. علاوه بر آن با ترسیم پروفیل هایی در راستا و عمود بر روند پس لرزه ها مشاهده شد که عمق غالب پس لرزه ها کمتر از 10 کیلومتر همراه با به خط شدگی کاملا واضح با شیب به سمت شمال شرقی می باشد. نتایج کلی این مطالعه نشان می دهد که فعالیت لرزه ای گسل پی سنگی در عمق کمتر از 10 کیلومتر صورت گرفته است بنابراین ضرورت رعایت دقیق مقررات ساخت وساز بر اساس معیارهای فنی استاندارد در طراحی و ساخت بناهای مسکونی و صنعتی در منطقه فریمان برای کاهش آسیب های وسیع ناشی از زلزله های مخرب آتی اجتناب ناپذیر است.
کلید واژگان: زمین لرزه دوقلعه فریمان, شبکه موقت لرزه نگاری, کپه داغ, گسل مزدوران, سازوکارکانونیThe Mw 6.0 Do-Ghaleh Fariman earthquake occurred at 10:39 local time (06:09 GMT) on 2017 April 5, in 46 km away from Fariman city of Khorasan Razavi province in northeast Iran (Figure 1). The mainshock had a maximum Mercalli intensity of VIII (Severe) (Ahmadzadeh et al., 2018), and was felt by many people a radius of 200 km in eastern part of Iran. Despite the low population density, the earthquake caused widespread destruction, killing 2 people and injuring a further 100 people. Although many historical and instrumental destructive earthquakes have occurred in Great Khorasan, no evidences from large earthquakes reported in Fariman region. Immediately, after Do-Ghaleh Fariman earthquake, International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES) decided to design an intensive seismic network around epicenter for monitoring aftershocks and seismological aspects studies. The IIEES local seismic network contains 16 velocitymeter (Lenartz 20 Sec) and 3 accelerometers (CMG-5TD Guralp with ±2g sensitivity) that deployed in the region for 40 days (Figure 1). The sampling rate of waveform data have been chosen at 200Hz for all seismic stations. Data acquisition is leading to 1500 aftershocks with high quality waveforms in this area. The IIEES velocity model is used as initial velocity model in Lotus12 program for optimizing velocity model in Fariman region. The optimum derived velocity model (as shown in table 4) is used for relocation of aftershocks. Figure 3 shows the location map of relocated aftershocks and seismic stations. The cross sections of well relocated events show a NW-SE dip direction (Figure 3). To relocate the mainshock and to derive the fault plane solution we have retrieved all waveforms from seismic stations, both Iran Seismic center (ISC) belong to Institute of Geophysics at University of Tehran (IGUT) and Iran National Center of Broadband of Seismic Network belong to IIEES. For fault plane solution the first P-wave polarity method (Snoke et al., 1984) is used. The result of our relocation and fault plane solution of the main shock is shown in figure 5 & table 5 in comparison with other seismic agencies reports. To estimate the fault plane solutions of well-relocated aftershocks, we extracted 120 aftershocks with azimuthal gap less than 160°. The results of our fault plane solutions of 38 aftershocks with high quality are shown in figure 6 that have azimuthal gap less than 120° and recorded at least in 16 seismic stations. Focal mechanisms of 15 aftershocks are reversed which is numbered from 1 to 15 as shown in figure 6 and table 7. However, the rest of fault plane solutions show reverse mechanisms with strike slip component. Generally, the total average trend of reactivated fault, show NNW-SSE direction based on our study that is in good agreement with the trend and focal mechanism of Mozdoran fault (figure 6). Therefore, reactivation of the Mozdoran fault can be considered as main source of Do-Ghaleh Fariman Mw6 earthquake on April 5 2017. It should be noted that in some technical reports (e.g. Naimi, 2017) and old geological maps the final section of the Mozdoran fault is termed in Chah-Mazar fault.
Keywords: Do-Ghale Fariman Earthquake, Seismic network, Kope-Dagh, Mozdoran Fault, Focal mechanism -
زمین ساخت زاگرس به خاطر پوشش لایه های نمک در پوسته به گونه ای است که حتی زمین لرزه های بزرگ نیز به ندرت به صورت گسیختگی به سطح می رسند و رخنمون دارند. از این رو عوارض گسله های فعال به آسانی امکان پذیر نیست. مناسب ترین روش مطالعه گسله ها در این گونه موارد استفاده از تکنیک های زلزله شناسی است. از اهداف مهم مشترک زلزله شناسان و زمین شناسان پی بردن به سازوکار گسله ها و شناخت گسله مسبب زمین لرزه است. از این رو حل سازوکار کانونی به روش های مختلفی در مناطق گوناگون انجام می گیرد. در این مطالعه با روش شبیه سازی شکل موج اقدام به حل سازوکارهای کانونی زمین لرزه ها در پهنه گسله پیشانی کوهستان شده است و به دنبال آن با روش برگردان حل های صورت گرفته به حل و بررسی وضعیت تنش و شناخت صفحات گسلی منطقه پرداخته شده است. برای تعیین میزان صحت و درستی سازوکارهای کانونی به دست آمده از روش پلاریته (اولین رسید موج) نیز استفاده شده است. روندهای غالبی که به عنوان صفحه گسلی همخوان با تانسور تنش انتخاب شده است به دو دسته خاوری- باختری و شمال باختری تقسیم بندی شده اند. آن دسته از روندهای خاوری- باختری با شیب رو به شمال همخوان با گسله پیشانی کوهستان هستند. همین روندها با شیب رو به جنوب در این منطقه تاکنون به نقشه در نیامده است. روندهای خاوری– باختری خود به دو دسته پر شیب دارای مولفه افقی بیشتر و کم شیب با مولفه شاقولی بیشتر تقسیم شده اند.کلید واژگان: سازوکار کانونی, مدل سازی شکل موج, وضعیت تنش, گسله پیشانی کوهستان, زاگرسOne of the most seismically active parts of Iran is Zagros area. The basement-involved active fold-thrust belt of the Zagros in southwest Iran is underlain by numerous seismogenic blind basements thrust covered by the folded Phanerozoic sedimentary rocks. The present morphology of the Zagros active fold-thrust belt is the result of its structural evolution and depositional history: a platform phase during the Paleozoic; rifting in the Permian Triassic; passive continental margin (with sea-floor spreading to the northeast) in the Jurassic-Early Cretaceous; subduction to the northeast and ophiolite-radiolarite emplacement in the Late Cretaceous; and collision-shortening during the Neogene.Besides, there are a lot of different faults in Zagros, for example, the Main Zagros Reverse Fault (MZRF), the Main Recent Fault (MRF), the High Zagros thrust belt, the High Zagros Fault (HZF), and Mountain Front Fault (MFF). This study is focused on the last-mentioned one. The MFF flexure is introduced for the first time by Falcon (1961) and then is presented as the mountain front fault by Berberian and Tchalenko (1976)], which delimits the Zagros simple fold belt and the Eocene-Oligocene Asmari limestone outcrops to the south and southwest. The Mountain front fault (MFF), is a segmented master blind thrust fault with important structural topographic, geomorphic and seismotectonic characteristics. Therefore, the study and recognition of seismic parts of Iran are important. The aim of this study is to determine the focal mechanisms of Mountain Front Fault (MFF) at a latitude of 46 to 48.5 degree in Zagros. Due to the salt layers, large earthquakes rarely reach the surface. In such cases, the seismic method is an appropriate tool to understand the faulting mechanisms. By means of focal mechanisms, it is possible to gain information about the fault geometry and its related mechanism. The data used in this study are from International Institute of Earthquake Engineering, and Seismology (IIEES) and Institute of Geophysics of the University of Tehran (IGUT). Because of some wrong relocation, during this study relocated them to reach a well-relocated data base and better results. Getting the focal mechanism of an earthquake can occur in various ways. In this study, first, the waveform modeling by Isola software was used to find the focal mechanisms. To determine the accuracy of focal mechanism solutions obtained by waveform modeling, the polarity method was used to solve focal mechanisms. Besides, some of these earthquakes have also been reported by CMT. After determining focal mechanism solutions with the stated method, they were compared with CMT, and all the focal mechanism were mapped in the area so that the trend of this part of MFF can be recognized better. Because there are many earthquakes in this area, a reliable decision can be made. By looking at the maps, it is easily understandable that the trend in this part is obviously EW. Finally, the prevailing trend that obtained in the study area is found. Most of these earthquakes are trending EW. The study of 31 focal mechanisms in the area has permitted to constrain the faulting mechanism of MFF.Keywords: focal mechanism, mountain front faulting (MFF), state of stress, waveform modeling, Zagros
-
در این تحقیق، برای برآورد بیشینه شتاب جنبش نیرومند زمین در یک منطقه، از سه نوع شبکه ی عصبی مصنوعی با الگوریتم های متفاوت استفاده شده است که عبارتند از: شبکه ی عصبی- فازی هم فعال، المان– جردن و پیشخور با الگوریتم پس انتشار خطا. بردارهای ورودی شبکه های عصبی، شامل چهار پارامتری هستند که تاثیرات مهمی در وقوع زمین لرزه در یک منطقه دارند. این پارامترها عبارتند از: بزرگی ممان زلزله، شعاع گسیختگی کانون زلزله، مکانیسم گسل و رده بندی ساختگاه. بردار خروجی نیز فقط یک مولفه دارد: حداکثر شتاب جنبش نیرومند زمین برای یک زمین لرزه رخ داده در یک منطقه که به عنوان خروجی هدف استفاده می شود. پس از انجام آزمایش های مختلف، از میان شبکه های عصبی طراحی شده، شبکه ی عصبی- فازی هم فعال (سی آنفیس) بالاترین ضریب همبستگی خروجی، برابر 82/0 و شبکه پیشخور با الگوریتم پس انتشار خطای عمومی، کمترین ضریب همبستگی 41/0 را نشان می دهد. همچنین شبکه سی آنفیس، کمترین میانگین مربعات خطای 075/0 و شبکه ی پیشخور، بیشترین میانگین مربعات خطای 125/0 را داشته است. در این تحقیق، شبکه عصبی – فازی هم فعال، بهترین شبکه ی عصبی است که می تواند حداکثر دامنه شتاب احتمالی بالاتر از g1 در یک منطقه را برآورد کند.کلید واژگان: بیشینه شتاب جنبش نیرومند زمین, بزرگی ممان زلزله, شبکه پیشخور پس انتشار خطا, رده بندی ساختگاه, شبکه المان- جردنPeak ground acceleration is one of the most important factors that needs to be investigated in order to predict the devastation potential resulting from earthquakes in reconstruction sites. Besides, the maximum level of shaking control is subjected criteria that can be worth considering. In this research, a training algorithm based on gradient descent and Levenberg-Marquart (Train LM) were developed and employed by using strong ground motion records. The Artificial Neural Networks (ANN) algorithm indicated that the fitting between the predicted PGA values by the networks and the observed PGA values were able to yield high correlation coefficients of 0.78 for PGA.
From a deterministic point of view, the determination of the strongest level of shaking that is expected at a site has long been a significant consideration in earthquake engineering. Besides, knowledge of the maximum physically possible ground motions allows a meaningful truncation of the distribution of ground motion residuals, and as a result, leads to falling of the values computed in probabilistic seismic hazard analysis (Strasser and Bommer, 2009).
The peak ground acceleration parameter is often estimated by the attenuation of relationships and by using regression analysis. PGA is one of the most important parameters, often analyzed in studies related to damages caused by earthquakes (Gullo and Ercelebi, 2007). It is mostly estimated by the attenuation of equations and is developed by a regression analysis of powerful motion data.
Kerh and Chaw (2002) used software calculation techniques to remove the lack of certainties in declining relations. They used the mixed gradient training algorithm of Fletcher-Reeves back propagation error (Fletcher and Reeves, 1964). They applied three neural network models with different inputs including epicentric distance, focal depth and magnitude of the earthquakes. These records were trained and then the output results were compared with available nonlinear regression analysis.
In this article, to estimate strong ground motion acceleration component in an area, four artificial neural networks with different algorithms were used, including General Regression Neural Network (GRNN), Nonlinear Auto Regression neural network (NARX), Feed-Forward Back-Propagation error (FFBP) and General Feed-Forward Neural Network (GFFNN). Input vectors of neural networks include four parameters, which have key effects in occurrence of an earthquake in an area. The parameters include magnitude of moment, rupture distance of earthquake center, mechanism of faults, and ranking of site. Output vector has only one component: maximum peak ground acceleration for an earthquake in an area is used as a target output.
After different tests, GRNN network has maximum output correlation coefficient (0.87) and General Feed-forward Back-Propagation error neural network (FFBP) has the least (0.41). Besides, GRNN network had the least mean square error (0/014), and Back-Propagation network had 0.125. In this research, GRNN neural network is the best neural network, which can estimate possible peak acceleration more than 1g in an area.
Artificial neural networks are a set of non-linear optimizer methods which do not need certain mathematical models in order to solve problems. In regression analysis, PGA is calculated as a function of earthquake magnitude, distance from the source of the earthquake to the site under study, local condition of the site and other characteristics that are linked to the earthquake source such as slippery length and reverse, normal or wave propagation. In non-linear regression methods, non-linear relations that exist between input and output parameters are expressed as estimations, through statistical calculations within a specified relationship (Douglas, 2003).Keywords: Maximum Peak Ground Acceleration, Moment Magnitude, General Feed-Forward Neural Network, Ranking of Sites, Elman-Jordan Neural Network -
در ساعت 22:11:58 روز 29 آذر ماه 1389 زمین لرزه ای با بزرگی 6/3 در مقیاس بزرگی گشتاوری Mw) در 52 کیلومتری جنوب شرقی محمدآباد ریگان در استان کرمان واقع در مرز استان سیستان و بلوچستان به وقوع پیوست که رومرکز این رویداد، در مختصات 23/35 روی / 28/35 درجه شمالی و 59/23 درجه شرقی قرار داشت. با توجه به موقعیت زمین لرزه که در مکانی قرار داشت که هیچ گسلی روی نقشه های زمین شناسی مشخص نشده بود و همچنین با توجه به بزرگی زمین لرزه رخ داده، از تاریخ 3 دی ماه 1389 تا 4 بهمن همان سال، اطلاعات پس لرزه ای این زلزله در دو شبکه لرزه نگاری موقت که در مجموع 10 ایستگاه داشتند، ثبت گردید. همچنین اطلاعات لرزه ای ثبت شده در ایستگاه های لرزه نگاری نوارپهن پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، در مرحله پردازش به این داده ها اضافه شد که در مجموع شبکه ای با 16 ایستگاه ایجاد شد. تعیین محل بیش از 500 پس لرزه ثبت شده در شبکه نهایی ایجاد شده، طول تقریبی 30 کیلومتر و روند جنوب غرب-شمال شرق با زاوی های حدود 32 درجه با شمال جغرافیایی را مشخص کرد که درنهایت همین روند برای گسل مسبب زمین لرزه اصلی تشخیص داده شد. همچنین با به دست آمدن 28 سازوکار کانونی مربوط به پس لرزه های ثبت شده و ترسیم مقاطع عرضی عمود بر روند پس لرزه ها، روند حرکتی این گسل، امتدادلغز راست گرد با مولفه غالب کششی و شیب 90 درجه در زیر سطح زمین تعیین شد. لازم به ذکر است با بررسی شواهد زمینشناختی و تطبیق آنها با نتایج حاصل شده از پردازش داده ها، چنین به نظر می رسد که سامانه حاکم بر این منطقه، پیچیده و شامل چندین خط گسلی به موازات هم و با روند امتدادلغز راست گرد است که باعث ایجاد مناطق فروافتاده در محدوده مورد بررسی شده است.کلید واژگان: زمین لرزه, محمدآباد ریگان, گسل ناشناخته, شبکه لرزه نگاری موقت, گسل امتدادلغز, گسل کششیBalouchestan Provinces. The epicenter (59.2E, 28.35 N) has been reported 52 kilometers away from the city of Mohammad Abad Rigan. Although there was no fault pointed on the geological maps in terms of the location of this earthquake, the aftershocks were recorded in two temporary seismological networks using 10 stations altogether from December 24, 2010 to January 24, 2011. In addition, the data recorded in the IIEES broadband seismic network was added to the mentioned data during the process. The goal of operating temporary seismic networks was aftershocks analysis in this area. Investigation and study of aftershocks behavior has done based on three component waveforms. This study contains three main parts. The first part is operation network, data gathering and preprocessing. In the second part, we try to locate and relocate aftershocks based on new database. The third part is fault pale solutions of aftershocks based on p-wave polarity technique. Locating over 500 aftershocks in the network, we recognized a fault with the length of 30 km, southwestnortheast strike and 32 NE trends. The most of aftershocks are located in a depth range of 2-15km; while a few earthquakes have greater depth to 23km. Investigation of the rate of aftershocks showed that the number of them decreased as time increased during three weeks. After that, the rate of aftershocks was increased for two weeks and finally another large earthquake happened in the area with magnitude of 6.3. Therefore, decomposing and distinguishing of aftershocks of first mainshock from foreshocks of the second mainshock is a great change here. In this study, we assume all events as aftershocks of first mainshock. Determining 28 focal mechanisms pertinent to the aftershocks as well as perpendicular sections on the aftershocks, we recognized the strike slip right - lateral fault, with a tensional component, dip 90 degree which met the surface. It i s worth noting that according to the geological evidence and comparison with the results obtained; this region has a complex structure. Also, it comprised some right - lateral parallel strike slip faults bringing about wrinkles in the given area. Our results are in good agreement with the geological and morphotectonic evidence. The mechanism and trend of the Mohammad Abad fault can be interpreted with the previous GPS measurements in eastern part of Iran.Keywords: Earthquake, Mohammad Abad Rigan, unknown fault, temporary seismic network, strike slip fault, tensional fault
-
در این مقاله نوفه محیطی ثبت شده در ایستگاه های لرزه نگاری از منظر محتوای فرکانسی، دامنه و منشاء آنها بررسی شده است. در مرحله بعد بررسی مبانی نظری محاسبه تابع همبستگی متقابل نوفه محیطی بین دو ایستگاه لرزه نگاری بر اساس تئوری میدان موج انجام شده است. سپس نوفه محیطی ثبت شده در ایستگاه های لرزه نگاری باند پهن بندرعباس، زاهدان، شارخت (قاین)، طبس، نایین، کرمان و چابهار وابسته به پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله برای محاسبه تابع همبستگی متقابل دو ایستگاهی استخراج شده است. بررسی توابع همبستگی متقابل محاسبه شده نشان می دهد که این توابع متشابه با شکل موجهای سطحی از نوع ریلی است که در مولفه قائم لرزه نگاشتهای باند پهن مشاهده می-شود. با استفاده از تبدیل فوریه گسسته و به روش فرکانس- زمان، آنالیز طیفی امواج سطحی بر روی توابع همبستگی متقابل ناشی از نوفه محیطی انجام شده است. نتایج این فرآیند منحنی های پاشیدگی موجهای سطحی ریلی است که تفسیر کیفی آن لایه بندی زمین در مسیر دو ایستگاه متوالی را نشان می دهد. مقایسه منحنی های پاشیدگی ناحیه جنوب شرق کشور با منحنی های پاشیدگی مرجع جهانی تا حدود زیادی تطابق دارد. این موضوع، اهمیت و کارایی نوفه محیطی ثبت شده در ایستگاه های لرزه نگاری باند پهن برای محاسبه ساختار سرعتی پوسته زمین بر اساس آنالیز طیفی موجهای سطحی را تایید می نماید.
کلید واژگان: نوفه محیطی, تابع همبستگی متقابل, آنالیز طیفی, منحنی پاشیدگی موج سطحی ریلیIn this article, we try to investigate the ambient noise characteristics based on amplitude, frequency content and its origin that were recorded on the broad-band seismic stations. To do this, we reviewed the technical literature from middle of 20th century noise studies until recent years. Moreover, cross correlation function of noise that is equivalent with the experimental green function is explained as the background study. For the first time, Campillo and Paul (2003) have calculated group velocity of Rayleigh and Love surface waves from waveforms of 101 teleseismic earthquakes recorded in the national Mexican seismic network. After that, the investigation into ambient noise for Green function analysis have been continued by Shapiro and Campillo (2004, 2005), Schuster et al. 2004), Snieder (2004), Bensen et al. (2007) and Wapenaar et al. (2013). They showed that it is possible to get the Green function between stations through calculating Cross Correlation Function of recorded ambient noise. Ambient noise is important since it does not dependent on occurred an earthquake. That’s why ambient noise is used widely in order to study inner structure of the ground between two seismic stations. It should be noted that the dynamic range and frequency content of the seismometers has important effect on the wide band of group velocity dispersion curves. In other words, the ambient noise recorded by means of short period sensors is useful to derive low period dispersion group velocity curves only. Therefore, we strongly suggest using broadband seismic stations to study surface wave analysis based on ambient noise. The next key factor to derive sharp experimental green function is optimum distance between two seismic stations. The shorter distance generates a high frequency green function which is due to shallow depth penetration of the energy. Therefore, the depth of target will define the distance between two seismic stations. However, the type of sensor can be important. Based on seismic wave propagation theory, the Rayleigh wave can be seen on vertical component and the Love wave can be seen on the horizontal components of a seismic station. Therefore, if one like to study dispersion curves of Rayleigh wave need to process vertical component of seismograms. Of course, in practice, using rotated horizontal component can generate sharp Love wave. The seven seismic broad-band stations located in the south-southeastern part of the country are selected for this research. The cross correlation method was used to calculate the experimental Green’s functions for pairs of seismic stations (BNDS CHBR, BNDSZHSF, BNDS-KRBR, BNDS-NASN, BNDS-TABS, and BNDS-SHRT). Dispersion curves of group velocities belonging to fundamental mode Rayleigh waves determined by frequency - time analysis. Thegeneral form of calculated dispersion curves is very similar to the earthquake dispersion curves. Besides, results of dispersion curves are comparable with the average global model. Our study, show the ability of ambient noise analysis for determining the earth's velocity structure. The results may prepare the basic curves for the seismic structure modeling like surface wave velocity structure and/or seismic surface wave tomography.Keywords: Ambient noise, Earth's structure, Cross, correlation, Group velocity, Dispersion curve -
در این تحقیق تحلیل داده با تاکید بر دو مرحله صورت گرفته است. در مرحله نخست طیف جابه جایی موج برشی مستقل از بسامد با طیف جابه جایی تجربی مطابقت داده شده است. البته برای هر بسامد، انحراف معیار محاسبه و عرضه شده است. در مرحله دوم، طیف جابه جایی با لحاظ کردن تصحیح اثر چشمه زمین لرزه مطابق مدل براون برای محاسبه وابستگی بسامدی فاکتور کیفیت به کار گرفته شده است. برای فراهم شدن زمینه ارزیابی نتایج، فاکتور کیفیت وابسته به بسامد موج برشی از روش تضعیف طیفی نیز محاسبه شده است.
طیف جابه جایی یک زمین لرزه حاوی اطلاعات ارزشمندی از ویژگی های چشمه زمین لرزه و خصوصیات محیط مسیر انتشار موج لرزه ای است. طیف چشمه زمین لرزه را می توان از طریق مجذور بسامد، ω2 مطابق مدل براون (1970) برآورد کرد. در این مدل، تضعیف به صورت ω2 برای بسامد های بیش از بسامد گوشه رخ می دهد. در این راستا طیف جابه جایی چشمه از تبدیل فوریه نگاشت رویداد پس از اجرای فرایند تصحیحات اولیه و تضعیف ناکشسانی محاسبه شده است. تضعیف ناکشسانی موج های لرزه ای از طریق یک کمیت بدون بعد تحت عنوان فاکتور کیفیت برآورد می شود. تاکنون تحقیقات اندکی برای برآورد فاکتور کیفیت براساس تضعیف ناکشسانی موج های لرزه ای در گستره فلات ایران صورت گرفته است.
در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از مدل سازی معکوس تعمیم یافته و روش حداقل مربعات، پارامترهای چشمه زمین لرزه و تضعیف ناکشسانی موج برشی ناشی از زمین لرزه 28 خرداد 1386 تا فاصله 170 کیلومتری از کانون آن محاسبه شود. شایان ذکر است زمین لرزه 28 خرداد 1386 با بزرگی M = 5.7 بزرگ ترین زمین لرزه جنوب تهران است که به صورت رقومی در چندین ایستگاه شتاب نگاری وابسته به مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ثبت شده است. بنابراین، بررسی تضعیف ناکشسانی موج برشی این زمین لرزه به خاطر نزدیکی به مراکز پرجمعیت مانند قم، تهران و کرج اهمیت زیادی دارد.
در این تحقیق علی رغم وجود حدود پنجاه شتاب نگاشت سه مولفه ای از زمین لرزه قم– کهک، برای افزایش دقت محاسبه پارامترها چشمه فاکتور کیفیت، تنها از چهل شتاب نگاشت با کیفیت بسیار خوب استفاده شده است. شکل (1) مقایسه ای از سطح نوفه با سیگنال اصلی موج لرزه ای را نشان داده است. مولفه های افقی هر شتاب نگاشت با اعمال صافی پایین گذر 25 هرتز و چرخش آنها حول زاویه پیش سمت به منظور بیشینه کردن دامنه موج برشی SH برای اجرای فرایند الگوریتم کینوشیتا (1994) آماده سازی شده است. پس از تکمیل مراحل پردازش پارامتر های چشمه زمین لرزه محاسبه شدند که عبارت اند از: (1) مقدارگشتاور لرزه ای 1.86*1024 dyne-cm؛ (2) بسامد گوشه 0.72 Hz؛ (3) شعاع چشمه 2.33 Km؛ (4) میزان لغزش گسل 38 cm؛ (5) میزان دوام چشمه 1.5 sec؛ (5) افت تنش 12.3 bars؛ (6) بزرگی گشتاوری 5.4. علاوه برآن ضریب تضعیف ناکشسانی موج برشی به صورت رابطه Qs= 47f 0.71 برای فاصله 18 تا 170 کیلومتری اطراف چشمه زمین لرزه حاصل شد که محدوده قم، تهران، کرج و کاشان را پوشش می دهد.
کلید واژگان: مدل سازی معکوس تعمیم یافته, زمین لرزه کهک قم, فاکتور کیفیت, پارامترهای چشمهIn this study, analysis is presented in two steps. In the first step, the theoretical S-wave displacement spectra, conditioned by frequency-independent Q, was fitted with the observed displacement spectra. Therefore corner frequency, moment magnitude and frequency-independent Q for each record were estimated simultaneously and the estimate of error is given in the root-mean-square sense over all the frequencies. In the second step, the corrected observed displacement from source effect was fitted with path term of Brune’s source model to estimate frequency dependent shear wave Quality factor. For comparison, Frequency dependent shear wave quality factor also is estimated from spectral decay method. The earthquake in Qom, 18 June 2007 (Ml=5.7), was the largest earthquake in the south of Tehran that recorded on strong motion acceleration stations. The data represented more than 40 accelerograms recorded from Kahak-Qom earthquake in the hypocentral distance range from 18 to 170 km. The source term obtained from inversion was analyzed to estimate various source parameters. Thereby, we estimated seismic moment (1.86*1024 dyne-cm), corner frequency (0.72 Hz), source radius (2.33 Km), fault slip (38 cm), source duration (1.5 sec), stress drop (12.3 bars) and moment magnitude (5.4), which are found to be consistent with the corresponding values reported in published studies. The path average value of Q is in the range Q=161 to 1652. The anelastic attenuation coefficient for the region as a whole is estimated in step 2 is Qs= 47f 0.71 in frequency range of 1 to 32 Hz. The frequency-independence attenuation for the study region shows that, in general, a Q value is significantly similar to the entire frequency range used than those found in other tectonic areas.Keywords: Kahak, Qom earthquake, Source parameters, Quality factor, Generalized inversion -
In this study, the crustal velocity structure and depth of Moho is determined under the eastern part of Iranian Kopeh Dagh, North-East Iran that is named Hezar-Masjed mountains. The teleseismic waveform receiver functions technique is used to determine crustal thicknesses in this study. 41 teleseismic earthquakes from three broadband seismometers installed in the Iranian Kopeh-Dagh, are used to calculate P-wave receiver functions. Receiver functions for each station are generated from events for a wide range of backazimuths. From analysis of receiver functions at KAR, ZOW and HAM stations, the crustal structure is suggested for the Hezar-Masjed area with a Moho depth of 44-50km. Results indicate three main layers; the upper crust has an S-wave velocity between 2.1-3.2km/s and a 10 to 12km thickness, a middle crust with S-wave velocity between 3.2-3.7km/s and a 22 to 25km thickness and the lower crust with S-wave velocity between 3.7-4.4km/s and a 12 to 15km thickness. An S wave velocity between 4.6-4.7km/s indicates the velocity of the Moho at 47km on average and varies from 44 to 50km. Deeper Moho is found under the southern station
- این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شدهاست.
- مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه میکند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایشها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامدهاست.
- اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.