توزیع آهنگ‌لغزش در سامانه گسل های فعال منطقه برخورد مایل صفحه های عربستان و اوراسیا بر اساس روش المان های مرزی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی نقشه برداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.

2 دانشیار، دانشکده مهندسی نقشه برداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.

چکیده

در این نوشتار به منظور بررسی میدان سرعت حاصل از پردازش مشاهدات GPS در منطقه برخورد مایل صفحه­های زمین­ساختی عربستان و اوراسیا، از مفاهیم مکانیک شکست و مدل‌سازی جداشدگی استفاده شده است. بدین­منظور نخست گسل­های فعال عمده در محدوده منطقه مورد مطالعه، انتخاب و سپس با اعمال شرایط مرزی مناسب آهنگ لغزش امتدادلغز بین گسل­ها با استفاده از روش عددی المان­های مرزی با توابع گرین مستخرج از مدل تحلیلی Okada توزیع شد. در ادامه میدان سرعت حاصل از مدل­سازی با میدان سرعت GPS شبکه غیردائم ژئودینامیک سراسری ایران مقایسه شده و با تغییر شرایط مرزی به­صورت سعی و خطا تطابق بهتری بین میدان سرعت مدل با میدان سرعت GPS ایجاد شد، به­نحوی که اختلاف بیشتر مشاهدات GPS از نتایج مدل در محدوده بیضی اطمینان 95 درصد  آنها قرار گرفت. در ادامه برآوردها برای بهبود تطابق میدان سرعت مدل با میدان سرعت GPS و با در نظر گرفتن همخوانی آهنگ­های لغزش حاصل از مدل با آهنگ­های لغزش زمین­شناسی، سعی شد با تغییر شرایط مرزی و معرفی برخی از آهنگ­های لغزش حاصل از روش­های زمین­شناسی به­عنوان شرط مرزی به مدل، تطابق بیشتری بین آهنگ­های لغزش حاصل از دو روش ایجاد شود. در مورد دیگر گسل­ها نیز آهنگ­های لغزش حاصل از مدل­سازی اولیه به عنوان شرط مرزی به گسلش­ها داده شد و با روند سعی و خطا، این مقادیر برای رسیدن به آهنگ­های لغزش زمین­شناسی تغییر داده شد به گونه‌ای که تا حد امکان تطابق میدان سرعت مدل با میدان سرعت GPS حفظ شده و حتی بهبود نیز بیابد. نتایج حاصل از مدل­سازی نشان می­دهند که در مورد بیشتر گسل­ها، آهنگ­ لغزش مدل­سازی شده با آهنگ لغزش تعیین شده با استفاده از روش­های زمین­شناسی سازگار است. همچنین نتایج نشان می­دهند که بیشتر گسل­های امتدادلغز در ایران از نوع راست­گرد هستند. از سوی دیگر، با توجه به این‌که آهنگ­ لغزش مدل­سازی شدة نهایی برای گسل شمال تبریز (mm/yr4. 6) بیشتر از گسل اصلی عهد حاضر (mm/yr2. 2) است بنابراین از مدل­سازی انجام‌شده می‌توان به این نتیجه رسید که ادامه گسل شمال آناتولی در ایران، گسل شمال تبریز است.

کلیدواژه‌ها


نوری، س.، وثوقی، ب. و ابوالقاسم، ا. م.، 1388- مدل‌سازی میدان جابه‌جایی هم‌لرزه یک گسل و تعیین حساسیت پارامترهای هندسی و فیزیکی مدل به میدان جابه‌جایی آن، مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 35، شماره 1، 59-73.
 
 
References
Armijo, R. & Flerit, F. & King, G. & Meyer, B., 2003- Linear elastic fracture mechanics explains the past and present evolution of the Aegean, Earth and Planetary Science Letters 217, 85-95.
Crouch, S. L., 1976- Solution of plain elasticity problems by the displacement discontinuity method. Int. J. Num. Methods Engng 10, 301-343
Crouch, S. L. & Starfield, A. M., 1983- Boundary element methods in solid mechanics, George Allen & Unwin publication.
Flerit, F., Armijo, R., King, G. & Meyer, B., 2004-The mechanical interaction between the propagating North Anatolian Fault and the back-arc extension in the Aegean, Earth and Planetary Science Letters 224, 347–362.
Gomberg, J. & Ellis,  M., 1994- Topography and tectonics of the central New Madrid seismic zone: Results of numerical experiments using a three-dimensional boundary-element program, J. Geophys. Res., 99, 20299-20310.
Mannikko, N. R., 1998- Estimates of the Neogene to modern regional strain foe northern walker lane, Basin and Range province, USA, M.Sc. thesis, The University of Memphis.
Marshall, S. T., 2008- Deformation Associated with Faulting within Geologic and Inter-seismic Time Scales, Ph.D. Thesis, University of Massachusetts Amherst.
Masson, F., Anvari, M., Djamour,  Y., Walpersdorf, A., Tavakoli, F., Daignieres, M., Nankali, H. & Van Gorp, S., 2007- Large-scale velocity field and strain tensor in Iran inferred from GPS measurements: new insight for the present-day deformation pattern within NE Iran, Geophys. J. Int. 170, 436–440.
Meghan Miller, M. & Johnson Daniel, J., 2001- Refined kinematics of the Eastern California shear zone from GPS observations, 1993-1998,  Journal of Geophysical Research, VOL. 106, No. B2, Pages 2245-2263.
Okada, Y., 1985- Surface deformation due to shear and tensile faults in a half space, Bull. seism. Soc. Am., 75, 1135–1154.
Okada, Y., 1992- Internal deformation due to shear and tensile faults in a half space, Bull. seism. Soc. Am., 82, 1018–1040.
Savage, J. & Burford, R., 1973- Geodetic determination of relative plate motion in Central California, J. geophys. Res., 78, 832–845.
Segall, P., 2010- Earthquake and Volcano Deformation, Princeton Universit Press.
Steketee, J. A., 1958- On Volterra's dislocation in a semi-infinite elastic medium, Can. J. Phys.36, 192-205.
Tavakoli, F., Walpersdorf, A., Authemayou, C., Nankali, H. R., Hatzfeld, D., Tatar,  M., Djamour, Y.,  Nilforoushan,  F. & Cotte, N., 2008- Distribution of the right-lateral strike–slip motion from the Main Recent Fault to the Kazerun Fault System (Zagros, Iran): Evidence from present-day GPS velocities, Earth Planet. Sci. Lett., 275, 342-347.
Thomas,  A. L., 1993- POLY3D: A three-dimensional, polygonal element, displacement discontinuity boundary element computer program with applications to fractures, faults, and cavities in the Earth’s crust, Masters ThesisStanfordUniversity, 52 pp.
Vernant, P. & Chéry, J., 2006- Low fault friction in Iran implies localized deformation for the Arabia–Eurasia collision zone, Earth and Planetary Science Letters 246, 197–206.
Wang, R., Lorenzo-Martin, F. & Roth, F., 2006- PSGRN/PSCMP - a new code for calculating co- and post-seismic deformation, geoid and gravity changes based on the viscoelastic-gravitational dislocation theory, Computers & Geosciences, 32, 527–541.