فصلنامه علمی علوم زمین

فصلنامه علمی علوم زمین

بررسی یکپارچه سرعت موج برشی، خرد‌لرزه‌ها و پارامتر‌های لرزه‌خیزی در گستره تهران، با نگرشی بر داده‌های دیرینه لرزه‌شناسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
2 سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران
چکیده
گستره تهران به‌عنوان پایتخت سیاسی، اقتصادی و امنیتی ایران، منطقه‌ای با اهمیت ژئوتکنیکی و لرزه‌زمین‌ساختی ویژه به‌شمار می‌رود. پژوهش حاضر با هدف تحلیل یکپارچه سرعت موج برشی، پراکندگی خردلرزه‌ها و پارامترهای لرزه‌خیزی، در این منطقه انجام شده ‌است. بدین‌منظور، با اتکا به داده‌های حاصل از آزمایش‌های ژئوتکنیکی درون‌چاهی(Downhole)   و واگرایی خاک(pinhole) ، نفوذ استاندارد و نقشه‌های زمین‌شناسی، نقشه به‌روزرسانی‌شده سرعت موج برشی به‌عنوان یکی از مؤثرترین شاخص‌های رفتاری خاک در برابر عبور امواج لرزه‌ای تهیه گردید. یافته‌ها نشان می‌دهند که کاهش شایان توجه سرعت موج برشی در دو پهنه خاوری-باختری در جنوب محدوده ری، ارتباط مستقیمی با رسوبات نرم دریاچه‌ای هولوسن دارد که نقش مهمی در تشدید شتاب زمین‌لرزه ایفا می‌کنند. در بخش بعدی پژوهش، بررسی الگوی پراکندگی خردلرزه‌ها در گستره مورد مطالعه با بررسی بیش از دو دهه داده‌های گردآوری شده توسط موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران در بازه‌ زمانی سال‌های ۱۹۹۶ تا ۲۰۲3 میلادی انجام شد. این بررسی نشان داد که پراکندگی خرد‌لرزه‌ها در اطراف شهر ری و نیز باختر کرج افزایش داشته است. همچنین در این گستره به محاسبه پارامترهای لرزه‌خیزی با استفاده از روش‌های آماری پرداخته شد. سپس با تهیه نقشه تغییرات مکانی b-value در گستره مورد مطالعه مناطق با لرزه‌خیزی بالاتر شناسایی گردید و دوره بازگشت زمین لرزه‌های با بزرگاهای 5، 6 و 7 به ترتیب 35، 300 و 2500  به‌دست آمده است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


امیری، م.، رحیمی، ح.، طالبی م.، شاهسوند، ع. و کرمخانی، ا.، 1401، تغییرهای زمانی و مکانی پارامترهای لرزه‌خیزی b-value و Z-value به عنوان پیش‌نشانگر زمین‌لرزه آذر ماه 1396 ملارد، اولین رویداد مدیریت بحران ایران، تهران، 1401.
امیری، م.، طالبی، م. و رحیمی، ح.، 1402، بررسی تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای لرزه‌خیزی در منطقه شمال شرق ایران پیش از وقوع زمین‌لرزه‌های با بزرگای بیش از 5 در منطقه، مجله ژئوفیزیک ایران، جلد 18، شماره1، 84-67.
سازمان مدیریت و برنامه ریزی استان تهران، آ مار و اطلاعات استان تهران، سالنامه آماری، 1400، www.amar.org.ir
شاداب فر، م.، 1390، تحلیل خطر زلزله، دانشگاه صنعت آب و برق شهید عباسپور.
جراحی، ح.، 1398، پرتگاه گسل‌های کواترنری یا خط ساحلی قدیمی؛ مطالعه موردی: متروی اسلامشهر، جنوب‌شرقی تهران. بخش ژئوتکنیک، شرکت ژرف‌پویا،  ۵۶ صفحه.
سلیمانی‌آزاد، س. و حسینی، م.، 1377، ارزیابی قطعی خطر لرزه‌ای برای نیروگاه منتظر قائم با استفاده از رویکردهای نئوتکتونیکی و مورفوتکتونیکی؛ غرب تهران-کرج. تهران، ایران: پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله (IIEES)..
عبداللهی، م.، موسوی، س.م.، خطیب، م.م.، هیهات، م.ر. و تسلیمی، ز.، 1404، بازنگری در فاکتورهای لرزه زمین‌ساختی گستره تهران با تأکید بر داده‌های دیرینه‌لرزه‌شناسی، زمین شناسی کاربردی پیشرفته، 15، شماره2، 137-109.
نقوی‌پور، م.، 1393، بررسی فعالیت گسل‌ها در ویژگی‌های زمین‌شناسی دشت آبرفتی تهران. دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران، ۱۰۵ صفحه.
یوسفی، ا.، 1373، نقشه 1:250000خطواره های مغناطیسی ایران، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
  
Abdollahi, M., Mousavi, S. M., Khatib, M. M., Heyhat, M. R., and Taslimi, Z., 2025. A revision of seismotectonic factors in the Tehran region with emphasis on paleoseismological data. Advanced Applied Geology, 15(2), 109–137. (In Persian).
Abrahamson, N. A., and Shedlock, K. M., 1997. Overview: Seismological Research Letters, 68(1), 9-23.
Abrahamson, N., Atkinson, G., Boore, D., Bozorgnia, Y., Campbell, K., Chiou, B., Idriss, I. M., Silva, W., and Young, S. R., 2008. Comparisons of the NGA ground-motion relations: Earthquake Spectra, 24(1), 45-66. 10.1193/070113EQS186M.
Alikhanzadeh, R., Zafarani, H., and Kheirdast, N., 2024. Finite fault inversion and hybrid broadband simulation of strong-motion records from the May 28, 2004, Baladeh, Iran, earthquake (Mw= 6.2). Physics of the Earth and Planetary Interiors.
Allen, T. I., and Wald, D. J., 2007. Topographic Slope as a Proxy for Seismic Site-Conditions (VS30) and Amplification Around the Globe, 97(5), 1379-1395, https://doi.org/10.1785/0120060267.
Ambraseys, N.N., and Melville, C.P., 1982. A History of Persian Earthquakes. Cambridge University Press, Cambridge, 219 p.
Amiri, M., Rahimi, H., Talebi, M., Shahsavand, A., and Karamkhani, A., 2022. Temporal and spatial variations of seismic parameters b-value and Z-value as precursors of the December 2017 Malard earthquake. The First Iranian Crisis Management Conference, Tehran, Iran, 2022. (In Persian).
Amiri, M., Talebi, M., and Rahimi, H., 2023. Investigation of temporal and spatial variations of seismicity parameters in the northeastern region of Iran before earthquakes with magnitudes greater than 5. Iranian Journal of Geophysics, 18(1), 67–84. (In Persian).
Ansaripour, M., Rezapour, M., and Aygin, E., 2019. Shear wave velocity structure of Iranian plateau:using combination of ambient noise cross-correlations (CI) and correlation of coda of correlations (C3), Geophysical Journal International, 218(3),1919-1938.
Berberian, M. and Yeats, R.S., 2016. Tehran: An Earthquake Time Bomb; In Tectonic Evolution, Collision, and Seismicity of Southwest Asia: In Honor of Manuel Berberian’s Forty-Five Years of Research Contributions. The Geological Society of America (Special Paper 525): 84.
Berberian, M., 2014. Earthquakes and coseismic surface faulting on the Iranian plateau, Elsevier.
Berberian, M., Qorashi, M., Arzhangravesh, B., and Mohajer-Ashjai, A., 1983. Recent tectonics, seismotectonics and earthquake-fault hazard investigation in the Greater Qazvin region: Contribution to the seismotectonics of Iran, 361p.
Berberian, M., Qorashi, M., Arzhangravesh, B., and Mohajer-Ashjai, A., 1985. Recent tectonics, Seismotectonics, and earthquake-fault hazard study of the greater Tehran region, Tehran quadrangle Area (Contribution to the seismotectonics of Iran, Part V, 316p, 56. Geol. Surv. Iran.
Berberian, M.,1995. Natural hazard and the first earthquake catalogue of Iran, Volume 1, Historical hazard in Iran prior to 1900, 649p.
Boore, D. M., 2020. Importance of Vs30 in ground motion modeling and site response. Bulletin of the Seismological Society of America, 110(1), 45–60.
Boore, D. M., Joyner, W.B., and Fumal, T. E., 1997. Equations for Estimating Horizontal Response Spectra and Peak Acceleration from Western North American Earthquakes: A Summary of Recent Work: Seismological Research Letters, 68(1), 128-153, 10.1785/gssrl.68.1.128.
Borcherdt, R.D., 1994. Estimates of site‐dependent response spectra for design (methodology and justification): Earthquake Spectra10, 617-653. 10.1193/1.1585791.
Ehteshami-Moinabadi, M., Zare, M., and Kamranzad, F., 2019. The Malard M 5.2 Earthquake (west Tehran, Iran) a moderate earthquake with important active tectonic results, Conference: NHAQ97.
Farahani, J. V., Zare, M., and Cichowicz, A., 2014. Microseismicity of the Tehran region based on the data recorded in a local monitoring network (2004–2010). Episodes, 37(3), 204–211.
Fumal, T. E., and Tinsley, J. C., 1985. mapping shear-wave velocities of near-surface geologic materials: Geological Survey Professional Paper (United States), US Geological Survey Paper 1360, 1985, 127-150.
Gardner, J.K, and Knopuff, L., 1974. Is the sequence of earthquakes in Southern California with aftershocks removed, Poissonian. Bull. Seism. Soc.Am, 64, 1363-1367.
Ghafory-Ashtiany, M., 2020. Microtremor HVSR measurements in urban Tehran for Vs estimation. Engineering Geology, 270, 105588.
Ghassemi, M.R., Fattahi, M., Landgraf, A., Ahmadi, M., Ballato, P., and Tabatabaei, S.H., 2014. Kinematic links between the eastern Mosha fault and the North Tehran fault, Alborz range, northern Iran. Tectonophysics, 622, 81-95, 10.1016/j.tecto.2014.03.007.
Gholamalifard, M., Jokar, P., Alihosseini, G., and Barzegar, Z., 2025. Deploying a GIS-based decision model for disaster management support bases (DMSBs) siting in urban environments based on OWA procedure. Progress in Disaster Science, Volume 26,  100434.
Gregor, N., Abrahamson, N. A., Atkinson, G. M., Boore, D. M., Bozorgnia, Y., Campbell, K. W., Chiou, B. S.-J., Idriss, I. M., Kamai, R., Seyhan, E., Silva, W., Stewart, J. P., and Youngs, R., 2014. Comparison of NGA-West2 GMPEs: Earthquake Spectra, 30(3), 1179-1197, 10.1193/070113EQS186M.
Gutenberg, B., and Richter, C. F., 1956. Magnitude and Energy of Earthquakes. Annali di Geofisica, 9, 1-15.
Gutenberg, B., and Richter, C., 1945. Frequency of Earthquakes in California. Nature, 156, 371-371, 10.1785/BSSA0340040185.
Habermann, R.E.,1983. Teleseismic detection in the Aleutisn island arc, Journal of geophysical research, 88, 5056-5064.
Habibi, R., Pourkermani, M., Ghorashi, M., Almasian, M., and Jarahi, H., 2023. The Effects of Quaternary Sediments on Earthquake Acceleration: Himalayan Geology, 44, 71-80.
Heat, D.C., Wald, D.J., Worden, C.B., Thompson, E.M., and Smoczyk, G.M., 2020. A global hybrid Vs30 map with a topographic slope-based default and regional map insets.36(3),1570-1584.
Jarahi, H., 2020. Quaternary faults escarpment or paleo shoreline, Case study Eslamshahr Metro, Southeast of Tehran, Geotechnic section, Zharf Pouya Co., (In Persian),56pp.
Jarahi, H., 2021. Paleo Mega Lake of Rey Identification and Reconstruction of Quaternary Lake in Central Iran: Open Quaternary, 7(1), 1-15, 10.5334/oq.94.
Karimzadeh, S., Feizizadeh, B., and Matsuoka, M., 2019. DEM-Based VS30 Map and Terrain Surface Classification in Nationwide Scale, A Case Study in Iran, 8 (12), 537, 10.3390/ijgi8120537.
Kaveh Firouz, A., Nazari, H., Arian, M., Shafei, A., Majidi, T., and Shokri, M., 2012. Paleoseismologic Activity and subsidence rate on Tehran alluvium deposits in Chitgar section; using paleoseismologiacl data, Scientific Quarterly Journal of Geosciences, 21(84):169-178.
Khaleghi, M., Abbassi, A., Tatar, M., and Nasrabadi, A., 2022. Updated subsurface velocity models for southern Alborz. Journal of Seismology, 26(2), 233–250.
Kijko, A., 2021. Matlab code HA3, revision 3.05, the University of Pretoria, South Africa.
Kijko, A., and Sellevoll, M.A., 1992. Estimation of Earthquake Hazard Parameters from Incomplete Data Files. Part II. Incorporation of Magnitude Heterogeneity. Bulletin of the Seismological Society of America, 82(1), 120-134, 10.1785/BSSA0820010120.
Majidi Niri, T., Nazari, H., Qarashi, M., and Talebian, M., 2011. Paleoseismologe study on Pishva fault (South Tehran), Iran, pp.1511.
Malone, S., and S. Wiemer, 2001, A software package to analyze seismicity: ZMAP, Seism. Res. Lett.72, 374-383.
Mirzaei, N., Gao, M., and Chen, Y.T., 1998, Seismic source regionalization for seismic zoning of Iran: major seismotectonic provinces. J. Earthquake prediction research, 7, 465-495.
Motaghi, K., Mehrdad, A., and Ghods, A., 2021. Crustal structure and Vs inversion using ambient noise tomography in Tehran region. Tectonophysics, 812, 228937.
Naghavi Pour, M., 2014. Survey the fault activity in the geological characteristics of alluvial Tehran plane, Islamic Azad University, Tehran, Iran, (In Persian), 105pp.
Naserieh, S., Pakzad, M., Ghofrani, H., Dezvareh, M., Karkooti, E., Moradi, A., and Shahvar, M., 2023. Recognition of the causative fault of the 2017 MW 4.9 Malard (Tehran, Iran) earthquake from directivity analysis of the recorded ground motions. Physics of The Earth and Planetary Interiors,4, 3177-3194, 10.1016/j.pepi.2023.107116.
Navarro, M., López, F., Martínez-Pagán, P., García-Jerez, A., Martínez-Segura, M., Oda, Y., and Enomoto, T.,2025.  Estimating VS30 structure from topographic and geological data in the southeast of Spain, Engineering Geology,351, doi.org/10.1016/j.enggeo.2025.108037.
Nazari, H., Ritz, J.F., Salamati, R., Shafei, A., Ghassemi, A, Michelot, J., Massault, M., and Ghorashi, M., 2009. Morphological and paleoseismological analysis along the Taleghan fault (Central Alborz, Iran), Geophysical Journal International, Geophys. J. Int., 178, 1028-1041.
Nazmfar, H., Zanganeh, A., and Mahabadi Poor, M., 2025. Assessment and Ranking of Urban Resilience in Peri-Urban Areas. Journal of Peripheral Urban Studies and Development.
Nemati, M., and Derakhshani, R., 2021. Short-term seismicity patterns along the most active faults in Iran. Journal of Iberian Geology, 47(2), 301–317.
Ritz, J.-F., Balescu, S., Soleymani, S., Abbassi, M., Nazari, H., Feghhi, K., Shabanian, E., Tabassi, H., Farbod, Y., Lamothe, M., Michelot, J.L., Massault, M., Chery, J., and Vernant, P., 2003. Determining the Long-term Slip Rate along the Mosha Fault, Central Alborz. Iran: Implications in Terms of Seismic Activity. International Conference of Earthquake Engineering and Seismology.
Ritz, J.F., Nazari, H., Balescu, S., Lamothe, M., Salamati, R., Ghassemi, A., Shafei, A., Ghorashi, M., and A. Saidi, 2012, Paleoearthquake of the past 30,000 years along the North Tehran fault (Iran), Journal of Geophysical research (Solid Earth), 117, 6305.
Schorlemer, D., Wiemer, S., and Wyss, M., 2005. Variation in earthquake-size distribution across different stress regimes, Nature, 437, 539-542.
Shadabfar, M., 2011. Seismic hazard analysis. Shahid Abbaspour Water and Power University, Tehran, Iran. (In Persian).
Shafiee, A. and Azadi, A., 2007. Shear-wave velocity characteristics of the geological units throughout Tehran city, Iran, Journal of Asian earth Sciences, 29, 105-115.
Shirzad, T., Naghavi, M., Afra, M., and Yamini-Fard, F., 2019. Three-dimensional P-wave velocity structure of Tehran from local micro-earthquake tomography. Pure and Applied Geophysics, 176(8), 3477–3494.
Solaymani Azad, S., and Hoseini, M., 1998.  Deterministic Seismic Hazard Assessment for Montazer-Ghaem Power plant; using neotectonic and morphotectonic approaches: W Tehran-Karaj, Tehran, Iran (In Persian), IIEES.
Solaymani Azad, S., Feghhi, K., Shabanian, E., Abbassi, M., and Ritz, J.-F., 2003. Preliminary results of paleoseismological investigations along the Mosha fault in the Mosha Valley. BSEE: 89.
Tatar, M., Hatzfeld, D., Abbassi, A., and Fard, F. Y., 2012. Microseismicity and seismotectonics around the Mosha fault (Central Alborz, Iran). Tectonophysics, 564-565, 55-65.
Tehran Province Management and Planning Organization. (2021). Statistics and Information of Tehran Province: Statistical Yearbook 1400. Retrieved from www.amar.org.ir.
Tinti, S. and Mulargia, F., 1985. Effects of magnitude uncertainties on estimating the parameters in the Gutenberg-Richter frequency-magnitude law. Bulletin of the Seismological Society of America, 75, 1681-1697,10.1785/BSSA0750061681.
Weichert, D., 1980. Estimation of the earthquake recurrence parameters for unequal observation periods for different magnitudes. Bulletin of the Seismological Society of America, 70(4), 1337-1346, 10.1785/bssa0700041337.
Wiemer, S., and Baer, M., 2000. Mapping and removing quarry blast events from seismicity catalogs, Bulletin of the seismological society of America, 90, 525-530.
Wiemer, S., and Wyss, M., 2002. Mapping spatial variability of the frequency-magnitude distribution of earthquakes, Advances in Geophysics, 45, 259-302.
Wyss, M., Sobolev, G., and Clippard, J. D., 2004. Seismic quiescence precursors to two M7 earthquakes on Sakhalin Island, measured by two methods. Earth, Planets and Space, 56, 725–740.
Yousefi, A., 1994. Magnetic Lineament Map of Iran, Scale 1:250,000. Geological Survey and Mineral Exploration Organization of Iran. (In Persian).
Zafarani, H., Hajimohammadi, B., and Jalalalhosseini, S.M., 2021. Seismic hazard analysis of Tehran using microzonation and Vs30 mapping. Earthquake Spectra, 37(3), 1573–1590.
Zareei, P., and Moghbel, M., 2025. Road Safety Assessment with Emphasis on Environmental Parameters: Dehgolan to Sanandaj Route. Journal of Geography and Spatial Development.
دوره 35، شماره 4 - شماره پیاپی 138
زمستان 1404، دوره سی و پنجم، شماره 4، پیاپی 138
زمستان 1404
صفحه 197-222