بررسی ساختار سرعتی پوسته فوقانی در ناحیه شمال خاور ایران در محدوده گسل‏های کشف‌رود و بینالود

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 دانشیار، مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 استادیار، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

10.22071/gsj.2018.69269

چکیده

منطقه شمال خاور ایران در ایالت لرزه‎زمین‌ساختی کپه‎داغ قرار دارد که بخشی از کمربند کوهزایی آلپ هیمالیا است. این منطقه در 20 سال اخیر میزبان زمین‏لرزه‏های زیادی بوده است؛ لذا می‏توان با بررسی زمین‏لرزه‏های منطقه و مکان‏یابی بهینه زمین‏لرزه‏های رخ داده، مطالعات لرزه‏خیزی را به درستی انجام داد. برای دست‏یابی به دقت مناسب در مکان‏یابی زمین‏‏لرزه‏ها ساختار سرعتی نقش کلیدی دارد. با توجه به کم ژرفا بودن زمین‏لرزه‏های منطقه می‏توان ساختار بالایی را تعیین کرد؛ لذا در این مطالعه با استفاده از داده‏های ثبت شده در شبکه‏های لرزه‏نگاری مشهد و قوچان ساختار سرعتی تعیین می‏شود. ابتدا به منظور مطالعه ساختار سرعتی پوسته، نسبت سرعت امواج لرزه‏ای Vp/Vs به دو روش Wadati و اختلاف زمان‏ رسید برابر 72/1 تعیین و سپس با اعمال فیلترهای مختلف و انتخاب تعدادی زمین‏لرزه مدل سرعتی یک بعدی تعیین شد. نتایج به‏ دست آمده حاکی از وجود دو ناپیوستگی در ژرفاهای 4 و14 کیلومتر است. همچنین سرعت امواج تراکمی در لایه اول 9/5 کیلومتر بر ثانیه و لایه دوم 17/6 کیلومتر بر ثانیه تعیین شد. در مرحله بعد این مدل یک بعدی به عنوان مدل اولیه برای تعیین ساختار سرعتی سه بعدی به کار رفت. به منظور این مطالعه از کد لوتوس استفاده شد. نتایج، حاکی از تغییرات بارز سرعتی در مجاورت شهر مشهد است. نواحی پرسرعت در دو طرف شهر مشهد دیده می‏شود که ناشی از آبرفت انباشته شده مابین گسل‏های کشف‏رود و بینالود است. در ناحیه شمالی مشهد تغییرات سرعتی کم مشاهده می‏شود که ناشی از گسل توس است. در بخشی از جنوب مشهد یک ناپیوستگی بارز سرعتی دیده می‏شود. این تغییر سرعت در ژرفای چهار کیلومتر مشاهده می‏شود؛ اما در ژرفای 8 کیلومتر دیده نمی‏شود. احتمالاً این تغییرات سرعتی ناشی از انباشت رسوبات آبرفتی در منطقه است که روی سنگ بستر با ضخامت متفاوت قرار دارد. همچنین با توجه به نتایج توموگرافی، ناحیه منطبق بر سیستم گسلی شاندیز نسبت به طرفین خود سرعت کمتری نشان می‎دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of upper crustal velocity structure in North Eastern part of Iran between Kashaf Roud and Binaloud faults

نویسندگان [English]

  • S. M. Azhari 1
  • M. Rezapour 2
  • A. A. Mottaghi 3
1 Ph.D. Student, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

Northeastern part of Iran islocated in the Kopeh Dagh seismotectonic province. This province is part of the Alpine-Himalayan orogenic belt. In the last two decades, a number of earthquakes occurred in this region. Therefore, investigating and relocating these earthquakes with adequate precise play a great role in seismicity research of the study area. Adequate crustal structure velocity has a key role in relocating the earthquakes. Since the earthquakes in this region are shallow earthquakes, the upper part of crustal structure can be acquired. So in this study, Mashhad and Quchan seismological networks data were used to determine the crustal structure velocity. In order to determine the velocity structure, Vp/Vs was first determined using the methods of Wadati and travel time of1.72 .Then by applying various filters and selection of several earthquakes 1D velocity structure of the arrival times was determined. Results reveal two velocity discontinuities approximately at 4 and 14 km depths. The resulting model consists of a 4-km-thick layer with VP = 5.9 kms−1 overlying a 10-km-thick layer with VP = 6.17 kms−1. Then the initial 1D velocity model was used to determine the three-dimensional velocity structure using LOTOS code. The results show significant changes in the vicinity of Mashhad. Two zones with higher velocity are observed in the north and south of Mashhad due to Kashaf Roud and Binaloud Faults. In the north of Mashhad, a change in velocity is observed, which might be due to the Tous fault. In the south of Mashhad, a sharp velocity discontinuity at the depth of 4 km is probably due to an alluvium cover above a bedrock of varying thickness. Also, the tomography results indicate that the area of Shandiz fault system in the south of Mashhad is associated with a lower velocity zone compared to its adjacent areas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crustal velocity structure
  • Local Earthquake Tomography
  • Mashhad

کتابنگاری

آزادی، ا.، جوان دولویی، غ.، حافظی‌مقدس.، ن. و حسامی‎‌آذر، خ.، 1388- ویژگی‏های زمین‏شناسی، ژئوتکنیکی و ژئوفیزیکی گسل توس در شمال شهر مشهد، مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 35، شماره 4، 1388، صص. 17 تا 34.

بربریان، م.، قرشی، م.، شجاع‌طاهری، ج. و طالبیان، م.، 1378- پژوهش و بررسی ژرف نوزمین ساخت و خطر زمین‌لرزه- گسلش در گستره مشهد- نیشابور، سازمان زمین‌شناسی کشور، گزارش شماره 72.

جوان‏مهری، م.، بایرام‌نژاد، ا.، قیطانچی، م. ر. و اظهری، س. م.، 1391- بررسی ساختار سرعتی پوسته در زیر شبکه لرزه­نگاری قوچان، مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 38، شماره 3، صص. 25 تا 37.

حسامی، خ.، جمالی، ف. و طبسی، ه.، 1382- نقشه گسل‏های فعال ایران، مقیاس، 1:250000، وزارت علوم، تحقیقات وفناوری، پژوهشگاه بین‏المللی زلزله‏شناسی و مهندسی زلزله.

شجاع‎طاهری، ج. و قرشی، م.، 1381- بررسی خطر زمین‏لرزه- گسلش در گستره مشهد- نیشابور، مجله علوم زمین سال یازدهم، شماره  46-45، صص. 22 تا 28.

نوروزی، غ.، غفوری آشتیانی، م. و جوان دولوئی، غ.، 1385- بررسی ساختار لرزه‏ای پوسته در فرونشست کشف‏رود با استفاده از روش تحلیل توابع گیرنده امواج تراکمی دورلرزه‏ها، دهمین همایش انجمن زمین‏شناسی ایران.

 

 

References

Alavi, M., 1992- Thrust tectonics of the Binaloud region, NE Iran. Tectonics, 2, 360 – 370.

Ambraseys, N. and Melville, C., 1982- A History of Persian Earthquakes. Cambridge University Press, Cambridge, UK, 219 pp.

Hollingsworth, J., Jackson, J., Walker, R., Gheitanchi, M. and Bolourchi, M., 2006- Strike-slip faulting, rotation, and along-strike elongation in the Kopeh Dagh mountains, NE Iran, Geophysical Journal International, 166, 1161–1177

Jackson, J., Priestley, K., Allen, M. and Berberian, M., 2002- Active tectonics of the South Caspian Basin, Geophys. J. Int., 148,214-245.

Javadi Mosavi, E. and Arian, M. 2015- Neotectonics of Kashaf Rud River, NE Iran by Modified Index of Active Tectonics (MIAT). International Journal of Geosciences, 6, 776-794.

Kissling, E., 1995- Institute of Geophysics, ETH Zurich, Program VELEST USERS GUIDE Short Introduction.

Koulakov, I., 2012- Code LOTOS-12 for 3D tomographic inversion based on passive seismic data from local and regional events.

Lienert, B. R., 1994- Hypocenter 3.2: A computer program for locating earthquakes, locally, regionally and globally. User Manual.

Priestley, K., Baker, C. and Jackson, J., 1994- Implications of earthquake focal mechanism data for the active tectonics of the south Caspian basin and surrounding regions, Geophys. J. Int., 118(1), 111–141.

Shabanian, E., Bellier, O., Abbassi, M. R., Siame. L. and Farbod, Y., 2010- 0TPlio-Quaternary stress states in NE Iran: Kopeh Dagh and Allah Dagh-Binalud mountain ranges0T. Tectonophysics, 480, 280–304.

Tchalenko, J. S., 1975- Seismicity and structure of the Kopeh Dagh (Iran, USSR) Landon, A.G.B.DA.(1975): 278 (1275): 1-28.

Wadati, K., 1933- On the travel time of earthquake waves. Part. II. Geophys. Mag., 7, 101–111