بررسی ساختارهای زمین‌شناسی در منطقه کاکی بوشهر (زاگرس مرکزی) با استفاده از واون‌سازی یک‎بعدی زمان‌سیر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

2 دانشیار، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

3 استاد، دانشگاه پلی‎تکنیک زوریخ، زوریخ، سوئیس

چکیده

رسوبات بخش فوقانی پوسته در کمربند چین و رورانده زاگرس بر روی ساختار نمکی کامبرین هرمز با ضخامت کم قرار دارد که اطلاعات مربوط به این ساختار صرفاً به مطالعه برون‌زدگی‌ها به عنوان گنبد نمکی در سطح، محدود می­شود. با توجه به چگالی نسبتاً کم نمک نسبت به چگالی محیط اطراف خود، انتظار بر این است که وجود این ساختار در عمق باعث کاهش میانگین سرعت موج فشارشی در آن لایه نسبت به سرعت در لایه‌های بالاتر شود. از آنجا که زمین‌لرزه 20 فروردین­ 1392 کاکی بوشهر، با بزرگای گشتاوری 2/6، در ناحیه‌ای به وقوع پیوست که برون‌زدگی سری هرمز در سطح کاملاً مشهود است، لذا به منظور یافتن شواهدی از این ساختار نمکی به عنوان زون کم‎سرعت در عمق با استفاده از اطلاعات مربوط به پس‌لرزه‌های این زمین‌لرزه، ثبت شده توسط یک شبکه لرزه‌نگاری متراکم محلی و موقت با کیفیت و دقت بالا، مدل یک‌بعدی سرعت با استفاده از 10459 زمان‌رسید موج P حاصل از 978 پس‌لرزه وارون‌سازی شد. بر اساس نتایج این مطالعه لایه‌ای به ضخامت 4 کیلومتر در سطح، دارای سرعت پایین موج فشارشی مشاهده می‌شود که بر اساس ستون چینه‌شناسی می­توان آن را مرتبط با گروه نامقاوم و متحرک بالایی دانست. در عمق 4 کیلومتر افزایش ناگهانی سرعت از 9/3 کیلومتر بر ثانیه به 45/5 کیلومتر بر ثانیه دال بر گذر از ساختار متحرک بالایی به گروه مقاوم است. بر اساس نتایج به دست آمده در عمق 8 کیلومتر کاهش سرعت مشاهده شده تا عمق 12 کیلومتر وجود سری هرمز در عمق را تأیید می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The study of geology structures in the Kaki area (Bushehr province) in the Central Zagros using the 1-D travel time inversion

نویسندگان [English]

  • H. Kianimehr 1
  • F. Yaminifard 2
  • M. Tatar 2
  • E. Kissling 3
1 Ph.D. Student , International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, Tehran, Iran
2 Associate Professor, International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, Tehran, Iran
3 Professor, ETH Zurich, Zurich, Switzerland
چکیده [English]

The Zagros fold and thrust belt contains a near continuous sedimentary cover which overlies the late Precambrian-Cambrian Hormuz salt formation. The information about this structure is only limited to the study of salt domes. As the density variation of salt is not noticeable with depth, it is expected this structure has a significant role in the decrement of P-wave velocity relative to top layers. The 9 April, 2013 Kaki earthquake (MW 6.2), occurred in a part of the Simply Folded Belt of Zagros Mountains where there are two salt domes. So, in case of studying salt structures as low velocity zones at depth, the 1-D inversion was done using 10459 P-arrival times of 978 aftershocks. The results of this study indicate that the two top layers with overall 4km thickness and average low velocities might be related to incompetent and upper-mobile groups. Sudden seismic velocity increment from 3.9 km/s to 5.45 km/s in depth of 4 km can be considered as an indicator for transformation from the upper-mobile to the competent group. Furthermore, an average low velocity zone from 8 km to 12 km is observed that confirms the Hormuz salt series at depth.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Simply folded belt
  • Zagros
  • Kaki
  • Hormuz series
  • velocity model

 

Bahroudi, A. and Koyi, H. A., 2003- Effect of spatial distribution of  Hormuz salt on deformation style in the Zagros fold and thrust belt: an analogue modeling approach. J. Geol. Soc. London 160: 1- 15.

Baker, C., Jackson, J. and Priestley, K., 1993- Earthquakes on the Kazerun Line in the Zagros Mountains of Iran: strike-slip faulting within a fold and thrust belt. Geophys. J. Int. 115: 41- 61.

Berberian, M. and King, G. C. P., 1981- Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran. Can. J. Earth Sci 18(2): 210- 265.

Colman-Sadd, S., 1978- Fold development in Zagros simply folded belt, Southwest Iran. AAPG Bull. 62: 984- 1003.

Chiarabba, C. and Amato, A., 1994- From tomographic images to fault heterogeneities. Ann. Geophys., 37-6, 1481- 1494.

Elliott, J. R., Bergman, E. A., Copley, A. C., Ghods, A. R., Nissen, E. K., Oveisi, B., Tatar, M., Walters, R. J. and Yamini-Fard, F., 2015- The 2013 MW 6.2 Khaki-Shonbe (Iran) Earthquake: Insights into seismic and aseismic shortening of the Zagros sedimentary cover. Earth and Space Science 2(11): 435- 471.

Gussow, W. C., 1968- Salt diapirism: Importance of temperature and energy source of emplacement, in J. Braunstein and G. D. O’Brien, eds., Diapirism and diapirs: American Association of Petroleum Geologists Memoir 8, Tulsa, Oklahoma, p. 183- 214.

Hatzfeld, H. and Molnar, P., 2010- Comparisons of the kinematics and deep structures of the Zagros and Himalaya and of the Iranian and Tibetan plateaus and geodynamic implications. Reviews of Geophysics 48(2), DOI:10.1029/2009RG000304.

Hessami, K., Koyi, H. A., Talbot, C. J., Tabasi, H. and Shabanian, E., 2001- Progressive unconformities within an evolving foreland fold-thrust belt, Zagros Mountains. J. Geol. Soc. 158: 969- 981.

Jackson, J. and Fitch, T., 1981- Basement faulting and the focal depths of the larger earthquakes in the Zagros Mountains (Iran). Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society 64: 561- 586.

Jahani, S., Callot, J. P., de Lamotte D. F., Letouzey J. and Leturmy P., 2007- The salt diapirs of the Eastern Fars Province (Zagros, Iran): A brief outline of their past and present. Thrust Belts and Foreland Basins, Springer, Berlin Heidelberg, pp. 289- 308.

James, G. A. and Wynd, J. G., 1965- Stratigraphic nomenclature of Iranian oil consortium agreement area. AAPG Bulletin 49(12): 2162- 2245.

Jones, I. F. and Davison, I., 2014- Seismic imaging in and around salt bodies: Problems and pitfalls. Society of Exploration Geophysicists 2(4): 3684- 3688.

Kent, P. E., 1979- The emergent Hormuz salt plugs of southern Iran. Journal of Petroleum Geology 2(2): 117- 144.

Kissling, E., 1988- Geotomography with local earthquake data. Reviews of Geophysics 26: 659- 698.

Kissling, E., Ellsworth, W. L., Eberhart-Philips, D. and Kradolfer, U., 1994- Initial reference models in local earthquake tomography. Journal of Geophysical Research 99: 19635- 19646.

Kissling, E., Kradolfer, U. and Maurer H., 1995- VELEST user's guide - short introduction. Institute of geophysics and swiss seismological service, ETH, Zurich.

Lienert, B. R. and Havskov, J., 1995- A computer program for locating earthquakes both locally and globally. Seismological Research Letters 66(5): 26- 36.

McQuarrie, N., Stock, J. M., Verdel, C. and Wernicke, B. P., 2003- Cenozoic evolution of Neotethys and implications for the causes of plate motions. Geophysical Research Letters 30(20): SDE 6.1-SDE 6.4, DOI:10.1029/2003GL017992.

Nissen, E., Tatar, M., Jackson J. A., and Allen M. B., 2011- New views on earthquake faulting in the Zagros fold-and-thrust belt of Iran. Geophys. J. Int. 186: 928- 944.

O’Brien, C. A. E., 1957- Salt diapirism in South Persia. Geologie en Mijnbouw 337- 376.

Sella, G. F., Dixon, T. H. and Mao, A. L., 2002- REVEL: a model for Recent plate velocities from space geodesy. J. Geophys. Res. 107(B4): ETG 11.1- ETG 11.30.

Talebian, M. and Jackson, J., 2004- A reappraisal of earthquake focal mechanisms and active shortening in the Zagros mountains of Iran. Geophys. J. Int. 156: 506- 526.

Tatar, M., Hatzfeld, D., Martinod, J., Walpersdorf, A., Ghafori-Ashtiany, M., and Chery J., 2002- The present-day deformation of the central Zagros from GPS measurements. Geophysical Research Letters, 29 (19), 1927, doi:10.1029/2002GL015427.

Tatar, M., Hatzfeld, D. and Ghafory-Ashtiani, M., 2004- Tectonics of the Central Zagros (Iran) deduced from microearthquake seismicity. Geophys. J. Int. 156: 255- 266.

Thurber, C. H., 1981- Earth structure and earthquake locations in the Coyote Lake area, central California, Ph.D. thesis, Mass. Inst. of Technol., Cambridge.

Thurber, C. H., 1992- Hypocenter velocity structure coupling in local earthquake tomography. Physics of the Earth and Planetary Interiors 75: 55-62.

Vernant, P., Nilforoushan, F., Hatzfeld, D., Abbasi, M. R., Vigny, C., Masson, F., Nankali, H., Martinod, J., Ashtiany, A., Bayer, R., Tavakoli, F. and Chéry, J., 2004- Present day crustal deformation and plate kinematics in the middle east constrained by GPS measurements in Iran and Northern Oman. Geophys. J. Int. 157: 381- 398.

Walpersdorf, A., Hatzfeld, D., Nankali, H., Tavakoli, F., Nilforoushan, F., Tatar, M., Vernant, P. and Chéry Masson, F., 2006- Differences in the GPS deformation pattern of North and Central Zagros (Iran). Geophys. J. Int. 167: 1077- 1088.