توموگرافیPn و Sn برای تعیین مدل پوسته و گوشته فوقانی در فلات ایران

دسته	لرزه زمین ساخت
گروه	سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری	بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده	شادی طباطبایی میر
تاريخ برگزاری	۰۲ اسفند ۱۳۸۵

مقدمه

برگردان داده هاى زمانى زمین لرزه ها براى تعیین ساختار سرعتى محیط انتشار را توموگرافى مى نامند.

در روشهاى برگردان هم زمان پارامترهاى اولیه زمین لرزه از جمله زمانهاى سیر مشاهده شده t_obs، توسط پارامترهاى زمان سیر پیش بینى شده t_m، در مدل مرجع، تاخیرهاى زمانى زلزله ها t_crust-evt، و ایستگاهها t_crust-sta، و تصحیحات استاتیکى δt_sta-δt_evt، تصحیحات مکانى δt_(Δ) و زمانى δt_m براى بخش گوشته مسیر و فاصله رومرکز Δ مدلسازى میشود. بنابراین t_m، t_crust-evt_، t_crust-sta، توسط مدل مرجع پیش بینى میشوند و δt_sta، δt_evt، δt_(Δ) و δt_m تخمین زده میشوند.

مدل مرجع ما در این مطالعه CRUST۵.۱ یا مدل مونى در سال ۱۹۹۸ میباشد. در هر نقطه جغرافیایى CRUST۵.۱ فقط داراى یک مقدار براى P و یک مقدار براى S براى گوشته میباشد که به منظور مشخص کردن سزعت دقیقا زیر موهو منظور شده است.

شایان ذکر است که موفقیت این روش بستگى به دقت زمین لرزه هاى تعیین محل شده دارد که در این مطالعه از داده هاى تعیین مکان مجدد شده توسط روش HDC که از دقت بالایى نسبت به بانک اطلاعاتى داده هاى حال حاضر دارد استفاده شده است.

۲> بحث

۲>

منطقه مورد مطالعه سرزمین ایران به طول جغرافیایى ۶۲-۴۴ درجه شرقى و عرض جغرافیایى ۴۰-۲۵ درجه شمالى میباشد. به منظور مطالعه توموگرافى براى پوشش دادن کل منطقه جهت مطالعه ساختار پوسته و گوشته فوقانى نیاز بود که از ایستگاههاى کشورهاى مجاور تا مجموع کمتر از ۸ درجه در اطراف ایران استفاده کنیم. در شکل – ۱ ایستگاهاى مورد استفاده براى قرائتهاى فاز P_n و شکل – ۲ ایستگاهاى مورد استفاده براى قرائتهاى فاز S_n به تصویر کشیده شده اند. فازهاى P_n و S_n رسیدهاى در فاصله رومرکز ۳ و ۱۵ درجه میباشند. بعد از انتخاب از مجموع تعداد ۷۹۸۰ زلزله براى P_n و ۶۲۵۵ زلزله براى S_n از سال ۱۹۶۴ که در تصاویر ۳ و ۴ نشان داده شده اند، بانک داده هاى ما در مجموع شامل ۴۲۳۶۸ قرائت فاز P_n و ۱۰۸۹۷ قرائت فاز S_n بود که به صورت غیر همگن در فلات ایران پراکنده بودند. چگالى مسیر براى فازهاى P_n و S_n در اشکال ۵ و ۶ آورده شده اند.

نتیجه گیرى

۳>

طبق نتایج بدست آمده پس از پروسه برگردان به این نتیجه رسیدیم که خطاى برازش با مدل اولیه براى داده هاى زمان سیر به صورت خطى با فاصله افزایش مى یابد و میانگین حدود ۱.۶۴ ثانیه براى P_n و ۳.۲۳ ثانیه براى S_n میباشد.

شکل – ۷ نشان دهنده مدل بدست آمده براى P_n دز سمت چپ، مدل اولیه در سمت راست و نهایتا اختلاف دو مدل در پایین شکل آورده شده است.

شکل – ۸ نشان دهنده مدل بدست آمده براى S_n دز سمت چپ، مدل اولیه در سمت راست و نهایتا اختلاف دو مدل در پایین شکل آورده شده است.

منابع

۳>

۱- Barmin, M.P., Ritzwoller, M.H., Levshin, A.L., ۲۰۰۱,Afast and reliable method for surface wave tomography, Pure Appl. Geophys. ۱۵۸, ۱۳۵۱-۱۳۵۷.

۲- Ritzwoller, M.H., Barmin, M.P., Levshin, A.L., ۲۰۰۲, P_n and S_n Tomography to improve regional seismic event locations. Tectonophysics ۳۵۸, ۳۹-۵۵.

۳- Engdahl, E.R., Ritzwoller, M.H., ۲۰۰۱, Crust and upper mantle P and S-wave delay times at Eurasian seismic stations.Phys. Earth Planet. Inter. ۱۲۳, ۲۰۵-۲۱۹.

شادی طباطبایی میر ، فوق لیسانس ، دانشگاه تربیت مدرس 1381 ، دانشجوی دکتری دانشگاه تهران ، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران

محمد رضا قیطانچی ، عضو هیئت علمی موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران

اریک برگمن ، عضو هیئت علمی دانشگاه کلورادو آمریکا

چکیده

تعیین ساختار پوسته و گوشته فوقانی با استفاده از شیوه های برگردان داده های زمانی زمین لرزه ها یکی از مهمترین اهداف زلزله شناسی در چند دهه اخیر بوده است. در این مطالعه، زمان سیر امواج زمین لرزه ها، پارامترهای مکانی و زمانی آنها به عنوان داده های معلوم در نظر گرفته شده و با داشتن یک مدل اولیه یا مرجع ( در این مطالعه از مدل CRUST5.1 )، طی مراحل وارون سازی پارامترهای مجهول مدل ( ساختار سرعتی زمین ) بهینه می گردند. داده های استفاده شده در این مطالعه، داده های تعیین مکان مجدد شده به روش HDC از روی کاتالوگ EHB میباشند که از دقت بالایی نسبت به بانکهای اطلاعاتی معمول برخوردار میباشد. فازهای P_n و S_n رسیدهای در فاصله رومرکز 3 و 15 درجه میباشند. بعد از انتخاب از مجموع تعداد 7980 زلزله برای P_n و 6255 زلزله برای S_n از سال 1964 بانک داده های ما در مجموع شامل 42368 قرائت فاز P_n و 10897 قرائت فاز S_n بود که به صورت غیر همگن در فلات ایران پراکنده بودند. در نهایت پس از پروسه برگردان به این نتیجه رسیدیم که خطای برازش با مدل اولیه برای داده های زمان سیر به صورت خطی با فاصله افزایش می یابد و میانگین حدود 1.64 ثانیه برای P_n و 3.23 ثانیه برای S_n میباشد.

Abstract

Determination of the crust and upper mantle structure using the inversion method has been one of the important objectives of seismology in recent decades. In this study, travel times and location parameters are the known parameters and we use inversion to obtain the unknown parameter which is the velocity structure using a reference model CRUST5.1. Our data base for this study have been obtained from a set of relocated earthquakes by HDC method from EHB catalogue which has a high reliability comparing to common used data sets. We define Pn and Sn as arriving between epicentral distances of 3º and 15º. After selection from 7980 events for P_n and 6255 events for S_n from the year 1964, our resulting data set consists of about 42368 Pn and 10897 Sn travel times distributed inhomogenously across Iranian plate. At the end after the inversion process we came to conclusion that the fitting errors with the reference model increases with distance and has a mean value of 1.64 second for P_n and 3.23 second for S_n.

کلید واژه ها: سایر موارد