جداسازی جذب ذاتی و جذب حاصل از پراکنش امواج لرزه‌ای در پهنه شمال غربی فلات ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکترا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشیار، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 استادیار، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

در این مطالعه مقادیر ناشی از جذب ذاتی و پراکنش، با استفاده از برآورد تضعیف حاصل از امواج دنباله‌ای و برشی جداسازی گردیده است. با توجه به وجود گسل‌های مهم، شهرهای پرجمعیت، رژیم لرزه‌زمین‌ساختی فعال و آتشفشانی بودن منطقه شمال‌ غرب فلات ایران، برآورد مقادیر جذب امواج لرزه‌ای از اهمیت فراوانی برخوردار است. بدین منظور با استفاده از داده‌های زمین لرزه‌های ثبت شده در منطقه مورد مطالعه، مقادیر جذب امواج برشی و دنباله‌ای برآورد و میزان سهم جذب حاصل از پراکنش و ذاتی تخمین و جداسازی گردید که نتایج آن حاکی از غلبه اثرات جذب ذاتی در مقایسه با جذب ناشی از پراکنش در منطقه مورد مطالعه است. در منطقه شمال غرب ایران فلات ایران، نواحی اطراف گسل شمال تبریز و همچنین شهر تبریز از جایگاه لرزه زمین ساختی ویژه‌ای برخوردار هستند، از این رو نتایج این مطالعه علاوه بر منطقه شمال‌ غرب ایران، برای شهر تبریز و همچنین گسل شمال تبریز نیز محاسبه و ارائه گردید. در هر سه ناحیه ، سهم جذب ذاتی به مراتب بیشتر از جذب ناشی از پراکنش برآورد شد که بیانگر بی‌هنجاری‌های زمین‌ساختی و سرعتی در مناطق یاد شده می باشد. در این مطالعه بیش از 100،000 نگاشت ‌‌لرزه‌ای با نسبت سیگنال به نوفه مناسب که در بازه زمانی سال‌های 2006 تا 2014، ثبت شده بودند مورد استفاده قرار گرفتند که حجم فراوان داده و چگالی زیاد مسیر پرتوها امکان تخمین ضریب‌کیفیت با دقت بالا و در ادامه روند جداسازی جذب ذاتی و جذب حاصل از پراکنش امواج لرزه‌ای را فراهم نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Separation of Intrinsic and Scattering Attenuation in North-West of Iranian pleateau

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Naghavi 1
  • Habib Rahimi 2
  • Ali Moradi 3
1 Ph.D., Institue of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Institue of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Institue of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this study, we have used recorded local earthquakes by 17 permanet seismic stations to separate intrinsic and scattering attenuation in North-West of Iranian pleateau. Intrinsic and scattering attenuation can be applied as useful tools to study the geodynamic and tectonic characteristics of a region. They also represent thermal, compositional and deformational characteristics of the crust and upper mantle. The wave attenuation has strong correlation with seismicity and heterogeneity of medium and is regularly used in the study of tectonically active regions of the world. Single backscattering and coda normalized methods are used to estimate the coda Q (Qc) and Qs respectively, using 14,969 earthquakes which are recorded by the stations. The results show this region is very active region tectonically and seismically. Due to low values of Quality factor and thus high attenuation values of body and shear waves in North West part of Iran, amplitude of the propagated waves are decreased severely in the interested area.The intrinsic attenuation and the Coda wave attenuations curves around the North Tabriz fault are closer in comparison with entire northwestern Iran region and Tabriz city, indicating a strong attenuation of the earthquake waves around this fault system. Similarly, these curves are closer in Tabriz city than those calculated for the northwestern region of Iran which expresses the overriding intrinsic attenuation from the effect of dispersion. The attenuation effect of seismic waves reduces the damages caused by earthquakes at appropriate distances of faults at the time of earthquake occurrence.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Coda waves
  • Compressive and shear waves
  • Quality factor
  • Attenuation
 

کتابنگاری

آقانباتی، س. ع.، 1383- زمین‌شناسی ایران، سازمان زمین‌شناسی کشور.

حیدری، ط.، 1394- محاسبه ضریب‌کیفیت موج برشی در شمال‌ غرب ایران، پایان‎نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان.

راستگو، م.، حمزه­لو، ح.، رضاپور، م. و رحیمی، ح.، 1390- برآورد ضریب ‌کیفیت امواج ‌برشی و کدا در ناحیه هرمزگان، جنوب ایران. مجله ژئوفیزیک ایران، شماره 5، صص. 111 تا 131.

ضرونی‌زاده، ز.، متقی، خ.، رحیمی، ح. و قدس، ع.، 1396- برآورد کاهندگی کدای موج برشی در ناحیه شمال‌غرب ایران. مجله ژئوفیزیک ایران، دوره 11، شماره 1، صص. ۱۵۶تا ۱۷۰.

علیخانی،ع. و رحیمی، ح.، 1394- برآورد ضریب‌کیفیت امواج کدا در شمال‌شرق ایران، نشریه فیزیک زمین و فضا، دوره41، شماره 1، صص. 33 تا 25.

قاسمی، ه.، کمالیان، ن.، حمزه‌لو، ح. و بیت‌الهی، ع.، 1384- تعیین فاکتور کیفیت امواج ‌برشی مستقیم ، در منطقه البرز به کمک داده‌های میدان نزدیک حرکت نیرومند زمین‌لرزه کجور در محدوده بسامدی 1 تا 32 هرتز. مجله فیزیک زمین و فضا، جلد 31، شماره 1، صص. 103 تا 112.

متقی، خ.، ضرونی‎زاده، ز. و قدس، ع.، 1395- محاسبه کاهندگی طیف دامنه جنبش زمین در ناحیه شمال‌غرب ایران. مجله ژئوفیزیک ایران، دوره 10، شماره 4، صص. ۱۲۸تا ۱۴۱.

متقی، خ.، قدس، ع. و سیاهکوهی، ح.، 1390- تعیین روابط کاهندگی دامنه امواج لرزه‎ای در ناحیه تهران. مجله علوم زمین، جلد 79، صص. 61 تا 66.

 

References

Abubakirov, I. R. and Gusev, A. A., 1990- Estimation of scattering properties of the lithosphere of Kamchatka based on Monte Carlo simulation of record envelope of a near earthquake. Phys. Earth planet. Inter., 64, 52- 67.

Aki, K. and Chouet, B., 1975- Origin of coda waves: source, attenuation, and scattering effects. J. geophys. Res., 80, 3322- 3342.

Aki, K., 1969- Analysis of the seismic coda of local earthquakes as scattered waves. J. geophys. Res., 74, 615- 631.

Aki, K., 1980- Scattering and attenuation of shear waves in the lithosphere. J. Geophys. Res. 85, 6496- 6504.

Ahmadzadeh, M., Sobouti, F. and Rahimi, H., 2015- Lateral and depth variations of coda Q in the Zagros region of Iran. J. Seismol. 19 (3), 1- 15.

Bianco, F., Castellano, M., Del Pezzo, E. and Iba˜nez, J. M., 1999- Attenuation of short-period seismic waves at Mt. Vesuvius, Italy. Geophys. J. Int., 138, 67- 76.

Bianco, F., Del Pezzo, E., Castellano, M., Iba˜nez, J. and Di Luccio, F., 2002- Separation of intrinsic and scattering seismic attenuation in the Southern Apennine zone, Italy. Geophys, J. Int., 150, 10- 22.

Chang, J., Chen, Y. and Shin, T., 2009- Spatial distribution of coda Q estimated from local earthquakes in Taiwan area. Earth Planets Space., 61, 1077- 1088.

Del Pezzo, E. and Scarcella, G., 1986- Three–component coda Q in the Abruzzi-Molise region, Central Apennines, Ann. Geophys., 4, 589- 592.

Del Pezzo, E., Iba˜nez, J., Morales, J., Akinci, A. and Maresca, R., 1995- Measurements of intrinsic and scattering seismic attenuation in the crust. Bull. Seism, Soc. Am., 85, 1373- 1380.

Der, Z., 1998- High frequency P- and S- wave attenuation in the earth: Pure Appl. Geophys, 153, 273- 310.

Dewey, J. F. Hempton M. R. Kidd, W. S. F. Saroglu, F. and Sengor, A. M. C., 1986- Shortening of continental lithosphere: The tectonics of eastern Anatolia - A young collision zone. Geol. Soc. Spec. Publ., 19- 36.

Farrokhi, M., Hamzehloo, H, Rahimi, H. and Allameh Zadeh, M., 2016- Separation of intrinsic and scattering attenuation in the crust of central and eastern Alborz region, Iran. Phys Earth Planet Inter 253:88- 96.

Gholamzadeh, A., Rahimi, H. and Yaminifard, F., 2014- Spatial and temporal variation of codawaveattenuation in the Faryab Region, Southeast of the Sanandaj–Sirjan Zone, using aftershocks of the Tiab earthquake of 28 February 2006. Bull. Seismol. Soc. Am. 104. http://dx.doi.org/10.1785/0120130072 No. 1 dio.

Hassani, B., Zafarani, H., Farjoodi, J. and Ansari, A., 2011- Estimation of site amplification, attenuation and source spectra of S-waves in the East-Central Iran. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 85, pp. 17- 30.

Hatzidimitriou, P. M., 1995- S-wave attenuation in the crust in northern Greece. Bull. seism. Soc. Am., 85, 1381- 1387.

Hoshiba, M., 1993- Separation of scattering attenuation and intrinsic absorption in Japan using the Multiple Lapse Time-Window Analysis of full seismogram envelope. J. geophys. Res., 98, 15809- 15824

Kamalian, N., Hamzeloo, H. and Ghasemi, H., 2007- S-wave attenuation and spectral decay parameter for the Avaj region, Iran. Iranian Journal of Science and Technology, Vol. 31, pp. 63- 71,

Karato, S., 1998- A dislocation model of seismic wave attenuation and micro-creep in the earth: Harold Jeffreys and the rheology of the solid earth. Pure Appl. Geophys, 153, 239- 256.

Lay, T. and Wallace. T. C., 1995- Modern Global Seismology, Academic Press, San Diego.

Ma’hood, M. and Hamzehloo, H., 2009- Estimation of coda wave attenuation in East Central Iran. J. Seismol., 13, 125- 139, doi:10.1007/s10950-008- 9130-2.

Minster, J., 1980- Anelasticity and attenuation, in Dziewonski. physics of the earth’s interior, North-Holland, Amsterdam, 152- 212.

Mitchell, B. J., 1995- Anelastic structure and evolution of the continental crust and upper mantle from seismic surface wave attenuation. Rev Geophys, 33, 441- 462.

Mitchell, B. J., Pan, Y., Xie, J. and Cong, L., 1997- Lg coda Q variation across Eurasia and its relation to crustal evolution. J. Geophys. Res. 102, 22,767- 22,779.

Moradi, A. S., Hatzfeld, D. and Tatar, M., 2011- Microseismicity and seismotectonics of the North Tabriz fault (Iran). Tectonophysics, 506, 22- 30.

Mousavi, M., Zafarani, H., Noorzad, A., Ansari, A. and Bargi, K., 2007- Analysis of Iranian strong motion data using the specific barrier model. Journal Geophysics and Engineering, Vol. 4, pp.1- 14.

Rahimi, H. and Hamzehloo, H., 2008- Lapse time and frequency-dependentattenuation of coda waves in the Zagros continental collision zone inSouthwestern Iran.J. geophys. Eng.5,173- 185

Rahimi, H., Hamzehloo, H. and Kamalian, N., 2010a- Estimation of Coda and shear wave Attenuation in the Volcanic area in SE Sabalan Mountain, NW Iran. Acta Geophys., 58, 244- 268.

Rahimi, H., Motaghi, K., Mukhopadhyay, S. and Hamzehloo, H., 2010b- Variation of coda wave attenuation in the Alborz region and central Iran, Geophys. J. Int., 181, 1643- 1654.

Rizza, M., Vernant, P., Ritz, J. F., Peyret, M., Nankali, H., Nazari, H., Djamour, Y., Salamati, R., Tavakoli, F., Chery, J., Mahan, S. A. and Masson, F., 2013- Morphotectonic and geodetic evidence for a constant slip-rate over the last 45 kyr along the Tabriz fault (Iran), Geophys. J. Int., 193, 1083- 1094, doi: 10.1093/gji/ggt041.

Romanowicz, B. and Durek, J., 2000- Seismological constrains on attenuation in the earth: a review: Earth’s deep interior: mineral physics and tomography from atomic to the global scale. Geophysical Monograph 117, American Geophysical Union, 161- 179.

Safarshahi, M., Hamzeloo, H., Rezapour, M., Sinaeian, F., Farzanegan, E. and Mirzaei, H., 2011- Estimation of QS in southern Iran, using strong motion data of Rigan earthquakes (2010 & 2011). 1st International Conference of Urban Construction in the Vicinity of Active Faults, Tabriz, Iran.

Samaei, M., Miyajima, M., Tsurugi, M. and Fallahi, A., 2013- Source and path parameters for recorded earthquakes in Tehran Province, Iran, Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A1 (Structural Engineering & Earthquake Engineering (SE/EE)), 69 (4), I_980-I_988.

Sato, H., 1977- Energy propagation including scattering effects: single isotropic approximation. J.Phys. Earth., 25, 27- 41.

Şengör, A. M. C. and Kidd, W. S. F., 1979- The post-collisional tectonics of the Turkish-Iranian Plateauand a comparison with Tibet. Tectonophysics, 55, 361- 376.

Stein, S. and Wysession, M., 2003- An Introduction to seismology, earthquake and earth structure. Blackwell Pub.

Wennerberg, L., 1993- Multiple–scattering Interpretation of coda-Q Measurements. Bull. Seismol. Soc Am., 83, 279- 290.

Wu, R.S., 1985- Multiple Scattering and Energy Transfer of Seismic Waves, Separation of Scattering Effect from Intrinsic Attenuation, I. Theoretical Modeling. Geophys, J. R. Astron. Soc., 82, 57- 80.

Yoshimoto, K., Sato, H. and Ohtake, M., 1993- Frequency-dependent attenuation of P and S waves in Kanto area Japan based on the coda-normalization method. Geophys. J. Int., 114, 165- 174.

Zafarani, H., Mousavi, M., Noorzad, A. and Ansari, A., 2008- Calibration of the specific barrier model to Iranian plateau earthquakes and development of physically based attenuation relationships for Iran. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol.28 pp. 550- 576.

Zeng, Y., 1991- Compact Solutions for Multiple Scattered Wave Energy in Time Domain. Bull. Seismol. Soc. Am., 81, 1022- 1029.