-
روش مدل سازی وارون هم زمان پارامترهای زمین لرزه ای یکی از روش های متداول در تحقیقات ساختار سرعتی پوسته زمین است. در این روش، پارامترهای مکانی و زمانی زمین لرزه ها و ساختار سرعتی پوسته، طی مراحل مدل سازی وارون به طور هم زمان بهینه می شوند. در این تحقیق برای تعیین مدل سرعتی بهینه پوسته در ناحیه کپه داغ از روش مدل سازی وارون هم زمان و نرم افزار ولست استفاده شده است. ناحیه کپه داغ، قسمتی از کمربند کوه زایی آلپ-هیمالیا است که در شمال شرق ایران و روی حاشیه جنوب غربی پوسته قاره ای توران قرار دارد. شهر قوچان که در مرکز این ناحیه واقع شده، از 1870 تا به حال، بارها با زمین لرزه های بزرگ و مخرب ویران شده است. این زمین لرزه ها از بزرگ ترین زمین لرزه هایی بودند که در طول 160 سال اخیر در منطقه کپه داغ رخ داده اند و تلفات و خسارات بسیاری در شهر قوچان و دهکده های اطراف آن برجای گذاشته اند. در ابتدا برای برآورد مدل یک بعدی اولیه از نمودار زمان سیر اولین فازهای رسیده برحسب فاصله استفاده شده است و از نتیجه آن در مراحل بعدی برای تهیه تعدادی مدل اولیه مورد نیاز در نرم افزار ولست استفاده شد. سپس با به کارگیری نرم افزار ولست مدل پوسته نهایی محاسبه شد که بر وجود سه لایه با سرعت های 95/5 تا عمق 5 کیلومتری، 1/6 تا عمق 15 کیلو متری و 97/7 اعماق بیش از 46 کیلومتر دلالت می کند.
کلید واژگان: مدل سازی وارون هم زمان, نرم افزار ولست, مدل سرعتی پوسته, کپه داغCrustal Velocity Structure Model has a significant role in truly understanding of seismicity and also in relocating earthquakes. On the other hand, it can be used for recognizing major and potential seismic sources which is very critical for seismicity and earthquake hazard assessment studies. Seismic parameters simultaneous inversion modeling is one of the most prevalent methods in the study of seismic velocity structure. This approach optimizes the coordinate parameters, time of the events and the velocity structures simultaneously by processing the initially assumed values. The resulted velocity model can be used for relocating the seismic events, registered on the local seismic network, and locating future seismic events as well as establishing the future seismic tomography studies. In this study, the simultaneous inversion modeling and VELEST software were used in order to find an optimum crustal velocity model. located in east of Caspian Sea, north east of Iran and south of Touran plate tectonics, the Kope Dagh region lies within a broad zone of deformation and forms part of Alpine-Himalayan orogenic belt which is actually the conjunction zone of Touran and Iran plates. This region is separated from Touran plate by Main Kope Dagh Fault from the north, and its southern boundary is assumed Sabzevar Reverse Fault and Mayamey Reverse Fault. Our study area covers Sabzevar, Mashhad, Shirvan and Quchan cities. Quchan is located in the central Kope Dagh region and has experienced four destructive earthquakes in the past centuries (1851, 1871, 1893 and 1895). These earthquakes caused widespread devastation and heavy human loss in Quchan and many surrounding villages. To estimate the layer configuration, velocities and thicknesses; we used first arrival travel times. More than 14000 first arrival data related to 2200 seismic events, registered by the local seismic network, were considered. They are all registered in the stations located less than 400 meters of epicenters. First arrival times were plotted versus their distances. The chart suggests three major layers; therefore we decided to fit three lines on three sections of the chart which are 50-100 meters, 120-180 meters and 190-350 meters, using least square method. By inversing the slopes of these three lines, we calculated the mean velocities for the three layers which are 6.01, 6.36 and 8.10 km/sec related to 0-20 km, 20-46 km and more than 46 km respectively. The second anomaly is corresponding to Moho Depth so it shows thickness of the crust in the study area. We used this resulted information as an initial velocity model to prepare numerous models needed for VELEST software runs. In the next step of our work, in order to improve resulted velocity model, we used VELEST for seven run groups, each containing 20 independent runs using 20 initial models. These initial models are created by a FORTRAN program in a way that 20 initial models have all same thickness but different velocities which are restricted in defined intervals. We considered the convergence of the resulted models in each group to select one as the best run and then to determine a proper velocity model and Moho Depth as well. Hence the third group was selected as the best run group and therefore the related Moho Depth is 46. It is exactly the same as Moho Depth resulted from the first arrival travel times. In the final step, we used the resulted velocity models in the previous step and calculated their mean values as the mean velocity model. This model was used as another initial model for the final run of VELEST program, but in this run we added several layers to initial model so that their velocities increase regularly. The calculated model, by the VELEST, is very similar to the mean resulted model of the second step. We determined this three layers model as an optimum velocity model for the study area in which the thicknesses of layers are 5, 10 and 31 and velocities of P-wave in these layers are 5.95, 6.1 and 7.97 km/sec respectively. Quchan station is determined as our origin station, therefore its time correction was assumed zero. The most time correction resulted by the final VELEST run is related to Moghan Station.Keywords: Simultaneous inversion, Kope Dagh, Crustal seismic velocity model, VELEST -
یکی از هدف های مهم زلزله شناسی به دست آوردن مدل سرعتی مناسب برای هر منطقه است. هر چه این فرایند دقیق تر صورت گیرد می توان در پژوهش های دیگر در منطقه به نتایج بهتری دست یافت. برای این منظور از روش های توموگرافی لرزه ای استفاده می شود. استفاده از زلزله ها به منزله چشمه های طبیعی در توموگرافی بسیار مفید است. در این پژوهش یک مدل سرعت سه بعدی برای دو منطقه اصفهان و شهرکرد واقع در محدوده o31 تا o34 شمالی و o50 تا o53 شرقی ارائه می شود. برای این منظور از زمین لرزه های رخ داده در این ناحیه بین سال های 2000 تا 2012 که در 8 ایستگاه لرزه نگاری موسسه ژئو فیزیک دانشگاه تهران ثبت شده اند استفاده شده است. ابتدا لازم است یک مدل یک بعدی متوسط بهینه برای منطقه به دست آورده شود. نتایج حاصل از وارون سازی هم زمان داده ها یک مدل 4 لایه ای پیشنهاد می دهد که در آن سرعت امواج P تا عمق 5 کیلومتری برابر با 4/5 کیلومتربرثانیه، 5 تا 20 کیلومتر، 0/6 کیلومتربرثانیه، 20 تا32 کیلومتر، 2/6 کیلومتربرثانیه، 32 تا 47 کیلومتر، 9/6 کیلومتربرثانیه است. عمق موهو 47 کیلومتر و سرعت Pn، 9/7 کیلومتر بر ثانیه برآورد شده است. زمین لرزه های منطقه با استفاده از مدل بدست آمده تعیین محل مجدد شدند و نتایج حاصل در وارون سازی سه بعدی مورد استفاده قرار گرفت. بعد از تعیین مدل سه بعدی اولیه، زمان سیر اولین فازهای رسیده وارون سازی شدند که براساس نتایج آن، مقاطع افقی از ساختار زیرین ناحیه موردنظر رسم شد. بی هنجاری های سرعتی مدل نهایی به دست آمده درعمق های گوناگون مطابقت خوبی با روندگسل های منطقه دارد. نتایج آزمایش مدل نهایی با بوردهای شطرنجی، بیانگر وضوح خوبی برای عمق های گوناگون است.
کلید واژگان: بی هنجاری, اصفهان, توموگرافی, زمان سیرOne of the most important purposes in seismology is determination of crustal velocity using earthquakes data that have been recorded by regional and local seismic stations. The more precise the process is carried out، the better shall be the results reached in various studies in the area including earthquake locating، seismicity of area، seismic zone mapping or the determination of the plane of faults causing earthquakes Imaging velocity structure of Earth''s interior using travel times inversion commonly called seismic tomography which is usually done two or three-dimensionally.. This method has extensively been used in recent decades by researchers. Since the seismic waves are associated with valuable information about direction of propagation and environmental properties، using earthquakes as natural seismic sources are very useful in seismic tomography as well as the artificial sources such as limited and controlled explosions، air guns and bore-hole sources.. The seismic tomography characterizes the size، geometry and extent of velocity anomalies. In this method subsurface structure is modeled initially by several parameters and improved by the inversion of seismic travel times data. In this study the crustal velocity structure was determined using three-dimensional inversion of local earthquakes travel times recorded by seismic networks of Institute of Geophysics University of Tehran (IGUT) occurred within the period from 2000 and 2012 in the study area. The study area is bounded within 31oE to 34oE and 50oN to 53oN. We used the VELEST software in one-dimensional modeling section. The procedure of study is minimizing the differences between observed and calculated travel time by applying the initial obtained model. This software simultaneously optimizes the earthquake locations، crustal velocity model and station corrections using the Joint-Hypocenter-Determination (JHD) method. The initial estimates for P waves velocity and crust thickness of the region are achieved using the travel-time curve of primary phases of all earthquakes occurred in the area. Then the larger relative earthquakes are selected and the best crustal one-dimensional model was derived by simultaneously inverse modeling method using this data set and VELEST algorithm. This method can be considered as one of the useful methods in study of 1D crust structure. The results proposed a 4 layers model of crust in which the P wave velocity is equal to 5. 4 km/s for depths less than 5 km، 6. 0 km/s for depths from 5 km to 20 km، 6. 2 km/s for depths of 20 km to 32 km and finally 6. 9 km/s for depths of 32 km to 47 km. The thickness of crust and Pn velocity are respectively obtained 47 km and 7. 9 km/s. The aim of this work is obtaining an optimal crust model that can aid to improve seismic data and can be used to determine the next earthquake locating. Then the obtained crustal model is used as an initial model to study of three-dimensional inverse modeling of crust in the region by using FAST algorithm. All the earthquakes relocated using new obtained model. In this study a data set recorded by the 8 seismic stations of Isfahan and Shahrekord networks were used. The resolution of final solution of 3D model was investigated using synthetic dataset (checkerboard model) that shows fair resolution for various depths. The lateral variations of the main resolved structures in the model obtained are highly correlated with the faulting systems in the region.Keywords: Anomaly, Isfahan, Tomography, Travel time -
کشور ایران در میان دو صفحه سنگ سپهری (لیتوسفری) اوراسیا و عربستان قرار دارد که با آهنگی حدود mm/yr 25 هم گرا می شوند. کوتاه شدگی ناشی از این هم گرایی با فرورانش در مکران، چین خوردگی و گسلش تراستی در کمربند کوهستانی زاگرس در جنوب، البرز و کپه داغ در شمال و نیز با لغزش در تعدادی گسل های امتداد لغز مهم (اغلب با روند شمال-جنوب) در ایران مرکزی، آشکار می شود. همین طور صفحه ایران یک ناحیه پهناور فشارشی در طول کمربند فعال کوه زایی آلپ-هیمالیا است که در بین صفحه عربی در جنوب غرب و سپر پایدار اوراسیا در شمال شرق قرار گرفته است. از این رو ایران یکی از نواحی فعال لرزه خیز جهان محسوب می شود. در این میان، ناحیه شیراز به سبب قرارگیری در نوار لرزه خیز جنوب ایران (ایالت لرزه زمین ساختی زاگرس) درخور توجه است.
به منظور بررسی و تعیین نسبت سرعت امواج لرزه ای Vp/Vs و سرعت انتشار فازهای متفاوت، داده های زمین لرزه هایی که از 2002 تا 2009 در ایستگاه های شبکه لرزه نگاری شیراز ثبت شده بود، مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق با رسم منحنی زمان-سیر فاز های ثبت شده برای یک منطقه به مرکزیت شیراز و شعاع تقریبا 150 کیلومتر سرعت فازهای متفاوت Pg، Pn، Sg و Sn به ترتیب برابر با 02/0 ± 16/6Vpg =، 02/0 ± 71/3Vsg =، 1/0±8/7Vpn = و04/0 ± 77/4Vsn = تعیین شد. همچنین با استفاده از زمان سیر و زمان رسید امواج لرزه ای ثبت شده در شبکه لرزه نگاری شیراز، متوسط نسبت سرعتی VP/VS برابر با 77/1 به دست آمد. درضمن در این تحقیق 78 زمین لرزه از مجموع زمین لرزه های ثبت شده در این منطقه که دقت مناسبی داشتند، انتخاب شد و با استفاده از داده های 78 زمین لرزه موردنظر، با به کارگیری نرم افزار ولست، ساختار سرعتی در ناحیه مورد بررسی تعیین شد. نتایج به دست آمده حاکی از وجود سه ناپیوستگی در عمق های 6، 10 و14 کیلومتر است، همچنین سرعت امواج تراکمی در لایه اول 68/5 کیلومتر بر ثانیه، لایه دوم 88/5 کیلومتر بر ثانیه لایه سوم 54/6 کیلومتر برثانیه و نیم فضا 66/6 کیلومتر بر ثانیه به دست آمد.
کلید واژگان: ولست, شبکه لرزه نگاری شیراز, لرزه خیزی, مدل سرعتی پوسته, امواج حجمیIran is located between two lithospheric plates (Euroasia, Arabian) and these two plates converge toward each other with a velocity of 25 mm/yr rate. Shortening that produced from this convergence with Makran subductin shows faulting and folding in Zagros orogenic belt, Alborz and Kopedagh in north and sliding in sum strike slip faults with north-south trend in central Iran. The NW-SE trending Zagros fold and thrust belt, extends for about 1800 km from a southeast of the East Anatolian Fault in northeastern of Turkey to the Strait of Hormuz, where the north-south trending Zendan-Minab-Palami fault system separates the Zagros belt from the Makran accretionary prism. The Zagros range currently accommodates almost half of NS shortening between the Arabia and Eurasia. This active fold and thrust belt is subdivided into five morphotectonic units: the High Zagros Thrust Belt, the simple Fold Belt, the Zagros Fordeep, the Zagros Coastal Plain and the Persian Gulf-Mesopotamian lowland. The studied region in this paper located in Fars province, in the High Zagros Thrust Belt, north Eastern part of this region is Abarkuh desert that located in central Iran is less active than the other border region around studied region. The west and southeastern part of this region is located in Zagros seismotectonic province that a lot of earthquakes were seen. For study of velocity of seismic waves and upper crustal velocity model in Shiraz region the recorded data by Shiraz seismic network during 2002 to 2009 were used and for seismicity, International Seismological Centre (ISC) catalog, Harvard Centroid Moment Tensor (CMT) catalog and historical earthquakes catalog (Ambraseys and Melville, 1982) were used. Crustal structure of this region is a particular issue that is not yet resolved in the studied region. In order to study the crustal structure of studied region, we use Shiraz network that have 5 stations, To assesse the velocity model, subset of 78 events was selected that recorded by minimum of 4 stations, with an azimuthal gap less than 270º, residual RMS less than 0.3s and uncertainties in epicenter less than 6 km and depth less than 10 km. Consequently using these events, a crustal velocity model obtained with VELEST software for the upper crustal velocity model beneath studied region. The calculated velocity model for the studied region showed three discontinuities in 6, 10 and 14 kilometer depths. P wave velocity has been obtained 5.68 km/s, 5.88 km/s, 6.54 km/s and 6/66 for the first layer, second layer third layer and half space, respectively. Plotting Tsj-Tsi (S arrival time to stations i and j respectively for same event) versus Tpj-Tpi (P arrival time to stations I and j respectively for same event) for all events and all stations, Vp /Vs ratio was computed about 1.77 with 908 arrival times. Comparison of obtained VP/VS value with other research results shows that there is not a significant difference between them. Also, local velocity curves for Pg, Pn, Sg, and Sn phases are obtained in the study area by using the data base 2002 through 2009. The slopes of these curves give crustal P and S velocities of 6.16±0.02 and 3.71±0.02 kms-1, and Moho P and S velocities of 7.8±0.1 and 4.78±0.04 kms-1, respectively.Keywords: Compressional wave, Shiraz seismic network, Crustal velocity model, VELEST, Seismicity -
برای تعیین ساختار سرعتی پوسته در استان خراسان زمین لرزه های رخ داده در این منطقه که با شبکه های لرزه نگاری قوچان و مشهد وابسته به مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران به دست آمده بود پردازش شد. از میان همه داده های ثبت شده در این شبکه، تعداد 103 زمین لرزه مورد استفاده قرار گرفت. آنها زمین لرزه هایی بودند که حداقل در چهار ایستگاه ثبت شده بودند، حداقل 12 قرائت P داشتند، جدایش سمتی آنها کمتر از 270 درجه بود، RMS کمتر از 1 ثانیه داشتند و خطای تعیین محل (در سطح و عمق) آنها کمتر از پنج کیلومتر بود. از این زمین لرزه های انتخابی برای اجرای آزمون های گوناگون و پیدا کردن مدل سرعتی مناسب استفاده شد. ابتدا زمان رسید های این زمین لرزه ها برای پیدا کردن مدل یک بعدی سرعتی با استفاده از روش ولست (کیسلینگ،1998) وارون شد. با اعمال تغییر سرعت در هر لایه از مدل اولیه (به صورت تصادفی و به میزان 5/0± کیلومتر بر ثانیه)،50 مدل اولیه تولید شد.فقط مدل هایی درحکم نتیجه انتخاب شد که حاصل برگردان یک بعدی آنها همگرایی قابل قبولی را نشان می داد. از نتایج برگردان صورت گرفته در مرحله اول که یک مدل سه لایه بود درحکم مدل آغازی در مرحله دوم برای پیدا کردن مدل سرعتی مناسب استفاده شد. نتیجه نهایی مدل ساده دولایه تا عمق 20 کیلومتری متشکل از لایه ای به ضخامت 10 کیلومتر و سرعت 5/4 کیلومتر بر ثانیه است که روی یک لایه با سرعت 2/6 کیلومتر بر ثانیه قرار گرفته است. به دلیل استفاده از داده های محلی، تهیه مدل سرعتی برای پوسته فوقانی و پوسته میانی تا عمق 20 کیلومتری امکان پذیر بوده است.
کلید واژگان: ساختار پوسته, خراسان, وارون سازیNorth-East Khorasan is one of the most active regions in the world because of is setting on the Alpine-Himalayan belt. Historical and geological backgrounds suggest that this region has experienced many destructive earthquakes throughout history. Compared with the historical background, the seismicity of the region, in the present century, is better known both from the macroseismic and instrumental point of view. The instrumentally located earthquakes suggest that seismic activity in the present century has increased remarkably. A better understanding of crustal velocity model could help to improve the location of earthquakes and to find out the active faults and the tectonic evolution in the region. In this study we used the travel times of local earthquakes recorded by the seismic networks of Quchan and Mashad operated by the Institute of Geophysics, University of Tehran, to investigate the crustal velocity structure in the Khorasan region. In this study, among all recorded data during 1997-2006, we selected and used the records of 103 earthquakes that were recorded by at least four seismic stations. For these selected earthquakes, the azimuth coverage was less than 270 degrees; RMS less than 1 second and the location error was less than 5 km. The travel times obtained from these earthquakes were used to find out an appropriate velocity model. First we applied the VELEST method and used the travel time data to obtain the one dimensional velocity model. We applied random velocity variations of about ±0.5 Km/s in each crustal layer and produced fifty preliminary models. We selected those models that indicated acceptable convergence during the inversion process. Then, by inversion, we obtained a preliminary three layer model. Next, we used this model as initial value to find out the appropriate velocity model. The final result indicated a simple two layer model. This model contains a first layer having a thickness about 10 km and a velocity of 4.5 km/s over the second layer that has a velocity of 6.2 km/s. As we used local data and the earthquakes had shallow depths, we could investigate the structure down to 20 km. This result is in good agreement with the results of other studies in this region In general, the one dimensional inversion of travel time data for crustal velocity structure is sensitive to the number of seismic stations and the distance between the successive two stations. The results of this study indicate that if a good data set is available, the one dimensional inversion of travel time data is an appropriate method for the study of crustal velocity structure. -
در این تحقیق با استفاده از توموگرافی زمین لرزه های محلی، تصاویر سه بعدی زیرسطحی مطلوبی از پوسته البرز مرکزی به دست آمده است. تصاویر به دست آمده نه فقط با تحلیل های زمین ساختی منطقه همخوانی دارند، بلکه توپوگرافی موهو و ساختار پوسته زیرین کوه آتشفشانی دماوند را تفسیر می کنند. برای به تصویر کشیدن پوسته البرز مرکزی بیش از 11000 زمین لرزه محلی با بزرگای بیشتر از 7/1 مربوط به لرزه نگار های سه مولفه ای دوره کوتاه شبکه های تهران، مازندران و سمنان، مورد بهره برداری قرارگرفته است که در بازه زمانی 1996 تا 2006 و در گستره 34 تا 37 درجه عرض شمالی و 7/49 تا 54 درجه طول شرقی ثبت شده اند. این زلزله ها، از یک سو برای وارون سازی یک بعدی با rms خروجی برابر با 15/0 ثانیه برای تعیین میدان سرعتی Vp و رسم نمودار سرعتی برحسب عمق استفاده شده اند و از سوی دیگر پس از تعیین موقعیت مجدد، درحکم داده های ورودی وارون سازی سه بعدی به کار گرفته شده اند. بعد از تعیین مدل سه بعدی اولیه و محاسبه مدل مستقیم به روش تفاضل متناهی، زمان سیرهای شکستی و بازتابی زاویه باز، وارون سازی سه بعدی صورت گرفت و براساس نتایج آن، مقاطع افقی و قائم از ساختار زیرین ناحیه موردنظر و ناپیوستگی های لایه های پوسته و موهو رسم و تحلیل شد. وضوح قابل قبول تصاویر خروجی براساس مدل آزمون شطرنجی، اعتبار نتایج را به اثبات می رساند. در تصاویر به دست آمده از توموگرافی سه بعدی صورت گرفته روی حجم مدل پوسته زیر شبکه ایستگاه ها، علاوه بر لایه رسوبی، سه لایه فوقانی، میانی و تحتانی به ترتیب از بالا به پایین تا مرز موهو قابل مشاهده است. خروجی های نهایی نشان دهنده آن هستندکه مدل پوسته به دست آمده با مقاطع قائم زمین شناسی در تحقیقات اخیر مطابقت دارد. در این خروجی ها مشاهده می شود که لایه فوقانی از دو لایه میانی و تحتانی ضخیم تر است به طوری که در زیر ارتفاعات البرز و حتی در بعضی نواحی دیگر، دو لایه میانی و تحتانی نازک تر شده و یا کاملا از بین رفته اند. در زیر قله دماوند در عمق های بیش از 48 کیلومتر، سرعت موج لرزه ای نسبت به محیط اطراف کاهش می یابد و درعین حال از عمق 6 تا 18 کیلومتر، محل مجرای آتشفشان دماوند از محیط مجاور پرسرعت تر و نسبت به محیط اطراف خود سردتر است. کم سرعت بودن محفظه آتشفشان دلیل بر گرم بودن این ناحیه نسبت به اطراف است.کلید واژگان: توموگرافی, زمین لرزه های محلی, البرز مرکزی, مدل یک بعدی پوسته, مدل سه بعدی پوسته, لرزه زمین ساختIn this study, applying a tomography method to local earthquakes, a three-dimensional (3D) image of the crust of central Alborz is obtained. The result is not only consistent with the tectonics features in the region but also abale to interpret the tomography of Moho and crustal structure beneath the volcanic mountain of Damavand. More than 11000 local earthquakes, with a magnitude of 1.7 or higher, recorded by three-component short-period seismic stations of Tehran, Mazandaran, and Semnan networks between 1996 and 2006, bounded by 34-37N and 39.7-54E, were used to image the crust in central Alborz. These raw pieces of data, on one hand, were used as input for the 1D inversion method to obtain the variation of Vp and plot the velocity versus depth diagram whose rms was smaller than 0.15. On the other hand, they were used in a relocation process and when their locations were improved, a 3D model was generated based on them. After determining the preliminary 3D and forward models using the finite-difference method, the refracted and wide-angle reflected travel times were inverted and the horizontal and vertical sub-structures in our determined region were investigated. Based on these results, the discontinuities of the crust and Moho were mapped and analyzed. The final outputs showed that the resulted crust model is consistent with some of the recent geological studies. These outputs illustrat that the upper layer is thicker than the middle and lower ones as these two layers become thinner and even disappear below Alborz. It seems that the upper layer fills some hollows in the other ones. The depth of Moho increases below Damavand mountain; also, the area around the volcanic conduit of Damavand, between 6km and 18km depths, has a high velocity and is colder than the other areas.The P-velocity model resulted by using 1D tomography facility of Velest with RMS values less than 0.15, are compatible with the previous models. The resulted depth is 45 ± 2 km for the Moho and 7 km for the sediment layer. Frequency and distribution diagrams of the earthquakes show that about 75% of earthquakes have happened in depths less than 24 km and consequently the most seismogenic layer of the crust is estimated to be located at this depth. The 3D tomography, performed through the Zelt routines, has acceptable results with less than 2.5% error. Although an enough number of earthquakes overcome the problem of scarcity of the stations, the high depths of earthquakes cause a low resolution in shallow layers. However, this problem can be solved by increasing the density of stations.Keywords: Tomography, local earthquakes, central Alborz, 1D crustal model, 3D crustal
-
مکان یابی زمین لرزه ها، به منزله یکی از پارامترهای مبنایی در تحقیقات زلزله شناسی هر منطقه، دارای اهمیت زیادی است. افزایش دقت مکان یابی زمین لرزه ها، می تواند موجب افزایش دقت و اطمینان در محاسبه مدل های سرعتی (و برعکس) و همچنین بررسی های مرتبط با تحلیل خطر و کاهش ریسک لرزه ای، شود. برای دست یابی به یک فهرست نامه دقیق، بررسی مجدد شکل موج های ثبت شده به منظور تعیین صحیح فازهای لرزه ای، استفاده از اطلاعات ثبت شده در سایر شبکه ها و به کارگیری مدل های سرعتی محلی، لازم و ضروری است و باعث افزایش دقت مختصات کانون زمین لرزه ها خواهد شد. همچنین در مواردی که، وضعیت پوشش آزیموتی ایستگاه ها دارای شرایط آرمانی باشد، استفاده از الگوریتم های غیرخطی در کنار مدل های سرعتی دقیق محلی، تاثیر بسزایی در افزایش دقت عمق رویدادها خواهد داشت. در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از همه توان شبکه های لرزه نگاری منطقه، شامل شبکه ملی نوارپهن ایران و آذربایجان و مرکز لرزه نگاری کشور، به کارگیری الگوریتم غیرخطی احتمالاتی و محاسبه مدل سرعتی محلی- منطقه ای، به مکان یابی زمین لرزه دوقلوی 11 اوت 2012 منطقه ورزقان با بزرگای 6.5Mwو 6.3Mwو پس لرزه های آنها تا ده ماه پس از رویداد اصلی، پرداخته شود. به منظور افزایش دقت مکان یابی، علاوه بر به کارگیری ایستگاه های نوارپهن پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله کشور در کنار ایستگاه های مرکز لرزه نگاری کشور، از پنج ایستگاه نوارپهن شبکه لرزه نگاری آذربایجان نیز استفاده شد. استفاده از ایستگاه های شبکه ملی آذربایجان تاثیر بسزایی در کاهش گپ آزیموتی و افزایش دقت مکان یابی زمین لرزه ها دارد و باعث خواهد شد تا مدل سرعتی به دست آمده، میانگین مناسب تری از بی هنجاری های سرعتی منطقه مورد بررسی باشد. در بخش مکان یابی رویدادها، از برنامه غیرخطی احتمالاتی لوماکس استفاده شد که نسبت به برنامه های خطی، بهبود قابل توجهی در مکان یابی و به خصوص در تعیین عمق و خطای صحیح تر زمین لرزه ها، ایجاد کرده است. همچنین به منظور کاهش خطای مکان یابی و افزایش دقت عمق رویدادها، یک مدل سرعتی یک بعدی با استفاده از وارون سازی داده های زمان سیر فازهای Pثبت شده، بین سال های 2006 تا 2013 با استفاده از برنامه ولست محاسبه شد. مدل به دست آمده شامل دو لایه سرعتی در پوسته بالایی با ضخامت های 6 و 18 کیلومتر و سرعت موج تراکمی 87/5 و 01/6 کیلومتر بر ثانیه است که روی یک نیم فضا با سرعت موج تراکمی 40/6 کیلومتر بر ثانیه، قرار گرفته است. در این بخش به منظور کاهش خطای محاسباتی در مدل نهایی و وابسته نبودن آن به انتخاب مدل اولیه، از 50 مدل سرعتی تصادفی با گرادیان افزایشی در عمق و میدان سرعتی، استفاده شد. نتایج به دست آمده از مقایسه خطای رومرکزی، عمق و rmsبیش از 1800 زمین لرزه، کاهش قابل قبول این خطاها را در مقایسه با فهرست نامه مرکز لرزه نگاری کشور نشان می دهد. به منظور مشاهده بهتر نتایج به دست آمده، پنج نیم رخ عمقی، موازی و عمود بر روند توزیع پس لرزه ها رسم شد. با یک دسته بندی مناسب، رویدادهای با دقت بیشتر، به منظور نمایش بهتر هندسه گسل مسبب، انتخاب شد. توزیع رومرکز و عمق رویدادها، دو بخش جدا از هم را در اطراف گسل مسبب، نمایان ساخت. رسم مختصات کانونی دو زمین لرزه اصلی، هم خوانی قابل قبولی با نتایج به دست آمده دارد و پراکندگی زمین لرزه ها روند مشخصی را، به خصوص در عمق نشان می دهد. بررسی نیم رخ های گوناگون عمقی نیز، تا حد مطلوبی ساختار هندسی گسل مسبب (صفحه گسلی با امتداد شرق-غرب و شیب نزدیک به قائم) را مشخص می کند که با حل سازوکار کانونی به دست آمده در مرکز لرزه نگاری کشور مطابقت خوبی دارد.
کلید واژگان: مکان یابی غیرخطی احتمالاتی, مدل سرعتی یک بعدی, خطای مکان یابی, سازوکار کانونیEarthquake relocation has an important role in the investigation of tectonic settings of a region. An increase in accuracy of a relocation problem can enhance the calculation of the local velocity model as well as associated studies of a risk analysis. There are some important procedures to make a reliable catalog of earthquakes. Verifying the seismic waveform to correct the picked phases, utilizing other seismic networks and using an appropriate local or regional velocity model, we can improve the final results. In a case with a well-conditioned network geometry, using an accurate local velocity model has a significant effect on increasing the depth accuracy. In this study, we have tried to use all available information from seismic networks in NW Iran and south Azerbayjan. We relocated the double main-shock of Varzaghan-Ahar Mw 6.5, Mw 6.3 and more than 1800 aftershocks with Ml > 2.0 over a 10-month period after the main shocks. To increase the accuracy of the earthquake location, we merged the recorded information of eight short periods of the Iranian Seismological Center (IRSC), one broad band station of the International Institute of Engineering and Earthquake Seismology (IIEES) and five broad band stations of the Azerbaijan National Seismic Network (ANSN). We also calculated a local velocity model using a P arrival time inversion scheme (using VELEST code) not only to obtain a more reliable earthquake location especially in depth, but also to decrease the hypocentral error. We have used all the data between 2006 and 2013 after applying a band-pass filter to get a uniform dataset of the earthquake within 250 km around the main shocks. The final velocity model indicated two velocity layers in the upper-crust with p-velocities of 5.87, 6.01 km/s and 6, 18 km thicknesses, respectively. These layers lay on a half-space with a p-velocity of 6.40 km/s. To minimize the effect of the initial velocity model on the final result, we implemented 50 random depth-increasing velocity models. Furthermore, making use of a non-linear probabilistic approach for relocating the earthquake leads to more accurate results compared to linear location programs. A comparison of the results of hypocenters between the IRSC catalog and those calculated by this study shows better line-alignment in the direction of the infer fault. Epicenter and depth error reduction due to making use of an accurate local velocity model were clearly obvious. Plotting the five depth cross sections along and perpendicular to after-shock sequence, shows a more clear geometry compared to the fixed-depth results from the IRSC catalog. According to some statistical parameters such as the hypocentral error, RMS and also preliminary location conditions such as the azimuthal gap and the number of stations, we defined two classes of events and plotted them for both IRSC and this study in map view and cross sections. This was a better way to show accuracy of our dataset (relocated events) than what we obtained by IRSC. Using the focal mechanism of the two main shocks obtained by the IRSC, along with the event distribution especially in depth, showed that there was more consistency between the results of this study and the fault orientation. This showed that the infer fault had a near vertical plane with an east-west direction and this suggested that it would be a strike-slip fault.Keywords: probabilistic non, linear location, local velocity model, uncertainty, linear method, nonlinear method -
مکان یابی دقیق تر زمین لرزه های یک منطقه مستلزم وجود ایستگاه های لرزه نگاری کافی و توزیع مناسب آنها در منطقه است. استفاده از اطلاعات شبکه های لرزه نگاری مختلف موجود در یک منطقه و تلفیق داده های ثبت شده در هریک از این شبکه ها با یکدیگر می تواند برای رسیدن به این هدف مفید باشد. این امر موجب کاهش مقدار نبود آزیموتی می شود و بهبود کمی و کیفی پارامتر های مکانی زمین لرزه ها را حتی برای زمین لرزه های کوچک فراهم می کند. در این مطالعه مکان یابی مجدد زمین لرزه های 20 سال اخیر شمال غرب ایران با تلفیق داده های شبکه های موجود در منطقه انجام گرفته است. در این راستا، ابتدا اطلاعات ثبت شده از زمین لرزه های منطقه در ایستگاه های شبکه های لرزه نگاری داخلی و کشورهای همسایه از پایگاه داده های مربوط جمع آوری و مجموعه کامل تری از زمین لرزه های منطقه تهیه شد. پس از آماده سازی داده ها وحذف داده های پرت، مکان یابی مجدد زمین لرزه ها براساس داده های تلفیق شده و با استفاده از نرم افزار ولست ابتدا به روش تک رخداد و سپس با روش JHD انجام یافت. نتایج این مکان یابی و جابه جایی های حاصل در رومرکز و عمق زمین لرزه ها ارزیابی، و خطای RMS اولیه مربوط به زمین لرزه ها با خطای RMS مربوط به مکان یابی مجدد با روش تک رخداد و روش JHD مقایسه شد که در هر مرحله بهبود خطاها قابل توجه بود. درنهایت، با رسم مقاطع عمقی کانون زمین لرزه ها در نواحی فعال لرزه خیزی، ساختار های مرتبط با زمین لرزه ها در منطقه بررسی شد. براساس نتایج، در بسیاری از مقاطع، حذف ساختارهای غیرواقعی ناشی از خطاهای نظام مند تعیین محل زمین لرزه ها مشهود است و در بعضی از مقاطع، ضمن کاهش پراکندگی محل کانون زمین لرزه ها، ساختارهای موجود واضح تر مشاهده می شوند. نتایج و پارامترهای مکانی جدید حاصل از این مطالعه می تواند برای مطالعات مختلف بعدی در منطقه استفاده شود.کلید واژگان: شمال غرب ایران, نرم افزار ولست, مکان یابی مجدد, روش JHD, مقطع عمقی کانون زمین لرزه هاIn current study, earthquakes occurred in northwest of Iran in the past 20 years were relocated using JHD algorithm. A dense seismic network is usually required to produce a stable and precise earthquake location, i.e., improved quantitative and qualitative earthquake data are achieved due to various parameters including low amount of azimuthal gap. Combining data from different seismic networks in the study area can be effective and useful to improve earthquake locations. Thus, a list of earthquakes in the northwest region of Iran was developed using data available from different seismic networks. The recorded earthquakes data by the seismic network stations of Iran and neighboring countries were collected and a complete data set of earthquakes in the region was prepared. Then, the information from 30,000 recorded and reported earthquakes in the area was compiled. This information includes more than 400,000 seismic phases from databases of International Seismological Center (ISC), Iranian Seismological Center (IRSC), Broadband Iranian National Seismic Network Center (IIEES) and National Seismic Network of Turkey (DDA). This dataset was sorted and the outliers were taken off based on analyzing the travel-time residuals. In the next step, the recorded phases of an earthquake from different stations were combined and a homogeneous catalog was established. This catalog is more complete than the original catalog, e.g., because of increasing the number of phases, azimuthal gap of earthquakes has decreased. In the next step, after the preparation of the data, the hypocenter relocation was done using single event and the JHD algorithms in VELEST computer program. Comparison of RMS of earthquakes indicates a decrease in the RMS due to relocation process. The average value of RMS for the entire earthquakes reduced from 0.69 s to 0.41 s at the final stage, and this shows a reduction in difference between calculated and real earthquake location. The RMS value for more than 90% of earthquakes is less than one second. Thus, a homogeneous catalog of earthquakes in the region was prepared and new results were evaluated and compared with the initial information. Finally, the seismicity patterns in the region were investigated by drawing the hypocenter depth sections in the active seismic areas. Based on the obtained results in many sections, the removal of unrealistic structures due to systematic errors in earthquake location was evident, and in some sections, scattering of the earthquake hypocenter locations reduced and the existing structures were more obvious.Keywords: Northwest of Iran, earthquakes catalog, VELEST software, hypocenter relocation, JHD Method, hypocenter section
-
گسل مشا یکی از گسل های مهم و تهدیدکننده کلان شهر تهران (پایتخت کشور) است. تا پیش از این تحقیق، دانش زلزله شناسی دستگاهی منطقه به داده های کم، همراه با خطای تعیین مکان به ویژه در عمق و تعداد اندک سازوکار کانونی در پیوند با روند مشا، محدود بوده است. در تحقیق حاضر، خرد لرزه های(Micro Earthquakes) خاور لبه جنوبی البرز مرکزی به ویژه بخش خاوری گسل مشا به کمک نصب شبکه موقت محلی و متراکم، ثبت و پردازش شده است. پس از خوانش فاز امواج پوسته ای(Pg، Sg)، زمین لرزه های دارای پوشش آزیموتی مناسب و خطای باقی مانده زمانی(Timing Residual errors) و مکانی ناچیز پالایش شد و برای تعیین نسبت سرعت امواج(Vp/Vs) و محاسبه مدل یک بعدی ساختارسرعتی پوسته بالایی به کار رفت. سپس با مکان یابی دقیق و حل سازوکار ژرفی خرد لرزه های قابل اعتماد، لرزه خیزی، چگونگی جنبش، هندسه گسله ها و وضعیت لرزه زمین ساختی منطقه بررسی و تحلیل شد.
کلید واژگان: گسل مشا, خرد لرزه خیزی, ساختارسرعتی پوسته, سازوکار کانونیMosha is one of the most important and threatening faults in TehranMegacity (Capital of Iran). Instrumental seismology in the region was limited to insufficient data along with location errors especially in depths as well as the small number of available focal mechanisms in bound with the trends in Hedayati et al. (1976) and Ashtari et al. (2005). In the study ahead, by installing 48 local and temporary seismological stations during June to November 2006, micro earthquakes around the eastern part of the southern flank of central Alborz particularly the Mosha fault zone were recorded and processed. The local temporary network consisted of 24 one-vertical-component TAD-2 Hz, 11 3-components MiniTitan- 5 S and 13 3-components Guralp 6TD 0.02-10 S sensors. Sampling rates were 100 samples/sec the for Guralp sensors and 125 samples/sec for the others in continuous and triggering threshold modes. 115 well recorded micro earthquakes with an appropriate azimuthal gap (Gap ≤ 180°), a trivial residual timing and location errors (RMS ≤ 0.3 sec, Erh ≤ 2 km and Erz ≤ 3 km) were selected and applied for the wave velocity ratio (Vp/Vs) calculation based on Wadati (1933) and Chatelain (1978) approaches (1549 P-wave and 1495 S-wave arrival times). A 1-D model of the upper crustal velocity structure was determined as well. SEISAN software (Havskov and Ottemöller, 2005) for phase readings, Hypo71 (Lee and Lahr, 1975) Hypocenter (Barry, 1994.) for seismic event locations, VELEST (Kissling, 1988) for a crustal velocity layers model and FOCMEC program (Snoke, 2003) for focal mechanism solutions were used. Four layers at the depths 3, 7, 16 and 24 km of the crust were determined with P-wave velocities of 5.4, 5.8, 6.1 and 6.25 km/sec, respectively. Accurate locations of 553 micro earthquakes and 15 A and 31 B (excellent for A and good for B groups in red and blue colors in related figures respectively) classes of focal mechanism solutions of the reliable micro earthquakes with a high quality of P-wave first arrival polarities (more than 8 Pg onset’s signs), were provided for the possible analyses of seismicity, the fault geometries-movements and seismotectonic interpretations. We have found that the Eastern part of Mosha fault, longitudinally located from 51.7° to 52.5°, has a northward high dip angle and complex focal mechanisms. The fault mechanisms varied from thrust, strike slip with a small reverse component to reverse with a small normal component from the West to the East. From grouping analysis of the focal mechanism P (or T) axes, the strikes, N 40 (or N 130) were derived for the compression (or tension) stress direction approximately. The focal mechanisms accompanying with the geodynamic analyses from GPS measurements in the studied area reveal a slip partitioning in the local and regional scale compatible with some conclusions from the previous studies (Ritz et al., 2006 and Tatar et al., 2007). Although micro and large earthquakes nonlinearity relation in stress axes orients as true or not proved is important (Mercier et al., 1991 and Hatzfeld et al., 1999), seismotectonics strain analyses of the micro earthquakes in the studied area show the same results of the large earthquakes stress analyses in stress inversion method by Gillard and Wyss (1995). In addition, this study has demonstrated a seismic active trend as mentioned by Jajrood-Pardis-Absard in the South of Mosha fault. Concentrated seismic activities around Mosha fault in the time of data recording have shown that it is a potential hazard for the studied area.
Keywords: Mosha fault, microearthquake, crustal velocity structure, Focal mechanism -
همگرایی صفحه عربی به سمت اوراسیا منجر به شکل گیری رویدادهای زمینساختی متنوعی در ایران شده است از جمله برخورد قارهای در البرز، زاگرس و کپه داغ. در این میان، کمربند کوهستانی کپهداغ در شمالشرق ایران به عنوان مرز برخورد قارهای صفحه ایرانمرکزی و صفحه توران، دارای لرزهخیزی قابل توجهی است. تعیین ساختار سرعت در این ناحیه به منظور تفسیر فعالیتهای زمینساختی و نیز مکانیابی زمینلرزههای محلی حایز اهمیت است. در این پژوهش، مدل سرعتی یک بعدی پوسته فوقانی برای منطقه شمالشرق ایران با استفاده از روش وارون سازی یک بعدی زمان رسید امواج بدست آمده است. بدین منظور از نرمافزار ولست (کیسلینگ، 1995) استفاده گردید. دادههای مورد استفاده در این پژوهش لرزه نگاشتهای زمین لرزههای محلی با بزرگی 5/3ML≥ ثبت شده توسط 17 ایستگاه باند پهن مرکز لرزهنگاری موسسه ژیوفیزیک دانشگاه تهران، مرکز لرزهنگاری پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله و مرکز لرزه نگاری دانشگاه فردوسی مشهد واقع در محدوده جغرافیایی 55 تا 5/61 درجه طول شرقی و 34 تا 5/38 درجه عرض شمالی و در بازه زمانی 2012 تا 2018 میباشد. نتایج بدست آمده حاکی از وجود ناپیوستگیهایی در اعماق 4، 10، 14 و 18 کیلومتری است. سرعت میانگین امواج طولی برای لایههای متناظر با این ناپیوستگیها بهترتیب 97/5، 04/6، 19/6، 35/6 و 55/6 کیلومتر بر ثانیه برآورد شده است. در عین حال با استفاده از مدل سرعتی بدست آمده، زمینلرزههای محلی مجددا مکانیابی شدند و نتایج آن با مکانیابی صورت گرفته با مدل سرعتی بکارگرفته شده توسط مرکز لرزهنگاری موسسه ژیوفیزیک دانشگاه تهران مقایسه گردید.
کلید واژگان: ساختار سرعت پوسته, شمال شرق ایران, وارون سازی زمان سیر, زمینلرزه های محلیThe northward motion of the Arabian Shield related to the Eurasia at a rate of ~22 mma−1 is primarily accommodated across the Iranian Plateau and results in different styles of deformation in various parts of this continental collision zone. The deformation is concentrated in the Zagros, Alborz, and Kopeh Dagh mountains and shear zones surrounding Central Iran that behaves more or less as a relatively rigid block. The deformation in northeastern Iran is concentrated in the Kopeh Dagh and Binalud mountain ranges and the boundary between Alborz–Binalud and the Kopeh Dagh mountain ranges run along the Atrak River. In this study, we determine an optimum one-dimensional (1-D) velocity model of upper crust for northeastern Iran from local earthquakes travel time inversion.
Keywords: Crustal velocity structure, Northeastern Iran, Local earthquakes, Travel time inversion, VELEST
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
-
همراه با متن9
-
علمی9
-
معتبرحذف فیلتر
-
فارسی9
نتایج را در یکی از موضوعات زیر محدود کنید.