شناسایی ساختار زیر سطحی و شکستگی‌های دشت امان‎آباد در جنوب خاوری اراک با برگردان‌سازی داده‌های گرانی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه اراک، اراک، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه ژئوفیزیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان، همدان، ایران

3 استاد، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 استادیار، گروه ژئوفیزیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان، همدان، ایران

چکیده

هدف اصلی تفسیر داده‌های گرانی برداشت شده در روی سطح زمین، تعیین تباین جرم حجمی و یا شکل و ابعاد بی‌هنجاری‌های جرمی است. تفسیر داده‌های گرانی می‌تواند از راه یک مسئله وارون‌سازی صورت گیرد. در این پژوهش یک مدل بلوکی برای توده بی‌هنجار زیرسطحی در نظر گرفته شده است. با در نظرگرفتن جرم حجمی زمینه یا اولیه یکسان (حدود 6/2 گرم بر سانتی‌متر مکعب) برای همه بلوک‌ها و با به کار بردن روش وارون‌سازی، توزیع جرم حجمی توده بی‌هنجار برآورد و تفسیر شده است. در این پژوهش برای وارون‌سازی 246 داده‌ گرانی، برداشت شده در سال 1386 در این ناحیه، از روش اکام استفاده شده است. نتایج حاصل از برگردان‌سازی داده‌های گرانی نشان می‌دهد که پاسخ گرانی حاصل از مدل برگردان شده، تطبیق مناسبی را با داده‌های واقعی اندازه‌گیری شده نشان می‌دهد. با به کار بردن این روش وارون‌سازی، توزیع جرم حجمی لایه‌های زیرسطحی که مربوط به رسوبات و سنگ بستر در این ناحیه هستند، برآورد شده است. از آنجایی که میان سنگ بستر و لایه‌های رسوبی مختلف همواره یک تباین جرم حجمی وجود دارد، با بررسی توزیع جرم حجمی به دست آمده، جنس تشکیلات و همچنین ناپیوستگی‌ها شناسایی شده است. توزیع جرم حجمی‌های تقریباً کمتر از 2 گرم بر سانتی‌متر مکعب در مقاطع افقی و قائم به دست آمده حاصل از وارون‌سازی به رسوبات آبرفتی نسبت داده شده است. ژرفای رسوبات که مرکب از ترکیبات شن، ماسه و رس با درصدهای مختلف است حدوداً کمتر از 200 متر بر آورد شده است.  توزیع نابرابر جرم حجمی در امتداد لایه‌ها به شکستگی‌ها نسبت داده شده‌ است. این شکستگی‌ها در حقیقت مرتبط با بخشی از گسل تبرته در این ناحیه بوده که خود سبب ایجاد زمین‌لرزههایی از جمله زمین‌لرزههای در محدوده شهر اراک و داوودآباد در سال‌های گذشته شده که شمار آنها زیاد ولی شدت آنها کمتر از 5 ریشتر بوده است. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Reconnaissance of Subsurface Structures and Fractures of Aman Abad Plain in Southeast of Arak by Inverting Gravity Data

نویسندگان [English]

  • M Mirzaei 1
  • L Soheili 2
  • V Ebrahimzadeh Ardestani 3
  • A Teymorian Motlagh 4
1 Associate Professor, Department of Physics, Faculty of Science, Arak University, Arak, Iran
2 M.Sc., Department of geophysics, Islamic Azad University, Hamedan Branch, Hamedan, Iran
3 Professor, Institute of Geophysics, Tehran University, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Department of geophysics, Islamic Azad University, Hamedan Branch, Hamedan, Iran
چکیده [English]

The main objective of interpretation of acquired gravity data on the Earth's surface is to determine the contrasts in density or shape/dimension of mass anomalies. Interpretation of gravity data can be done through an inversion process. In this research, a block model has been considered for the subsurface anomalous mass. By considering a constant initial density (about 2.6 gr/cm3) for all blocks and by using inversion method, distribution of density of the anomalous mass was estimated and interpreted. In this research, Occam method is used to invert 246 gravity data collected in 2007. Results of the gravity data inversion show sufficient fit between observed and calculated gravity data. Using this inversion method, distribution of density in the subsurface layers related to sediments and basement are estimated in this area. Since there is a density contrast between sedimentary layers and basement, the estimated density distribution can help to explore the lithology of formations as well as the discontinuities in them. Densities less than 2 gr/cm3 in horizontal and vertical sections obtained from the inversion are attributed to the alluviums. The depth of these sediments, which include sand, silt and clay of different percentages, is estimated to be less than about 200 m. Unequal density distribution along the layers is taken to indicate fractures. In fact, these fractures are associated with part of the Tabarteh fault in this area, which caused numerous earthquakes (but less than 5 Richters in magnitude) around the Arak and Dawood Abad cities in past years.

کلیدواژه‌ها [English]

  • gravity data
  • Density distribution
  • Inversion
  • Occam method
  • Fault