چکیده هدف این مطالعه تهیه نقشه های توموگرافی دوبعدی سرعتهای فاز، گروه و ضرایب جذب برای اولین بار به روش معکوس سازی خطی؛ کلاس بندی منحنی های پراکندگی و جذب به منظور پهنه بندی فلات ایران به روش الگوریتم منطق فازی و تعیین ساختارهای الاستیک و غیرالاستیک پوسته و گوشته بالایی در پهنه های مختلف فلات ایران به روش معکوس-سازی غیر خطی است. برای دستیابی به اهداف مذکور، مطالعه حاضر در سه بخش اساسی انجام شد. در اولین بخش، منحنی های پراکندگی و جذب محلی با استفاده از داده های مناسب ثبت شده در 29 ایستگاه باند پهن شبکه های لرزه نگاری پزوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله و ایستگاههای دانشگاه فردوسی مشهد برآورد گردیدند. برای این منظور، مدهای اساسی امواج ریلی، که در طول 1586 مسیر که شرایط دو ایستگاهی را دارا بودند، با استفاده از روش آنالیز فرکانس- زمان (ftan) از لرزه نگاشتهای مورد نظر جدا شدند. مدهای اساسی امواج ریلی جدا شده به وسیله ftan و سرعتهای گروه تک ایستگاهی بدست آمده توسط آن، با استفاده از کد نوشته شده در این مطالعه برای محاسبه مقادیر سرعتهای فاز، گروه و ضرایب جذب بین ایستگاهی در پریودهای مدنظر به روش واهمامیخت بهینه واینر مورد استفاده قرار گرفتند. شایان ذکر است که کد مذکور قبل از این مرحله با استفاده از داده های مصنوعی اعتبار سنجی شد. بدین طریق بیش از 240 منحنی پراکندگی سرعت گروه و فاز و بیش از 150 منحنی ضرایب جذب بین ایستگاهی برآورد شدند که اکثر مناطق فلات ایران بجز ناحیه جنوب شرقی را به خوبی پوشش دادند. این منحنی ها با استفاده از روش معکوس سازی خطی یانوسکایا-دیتمار و شکل بهبود یافته آن در این مطالعه به ترتیب برای برآورد نقشه های توموگرافی دو بعدی سرعتهای فاز، گروه و ضرائب جذب استفاده شدند که در بازه پریودی 10 تا 100 ثانیه ابزار اساسی برای بررسی تغییرات ناهمگنی های جانبی پوسته و گوشته بالائی به شمار می روند. پوشش خوب مسیرهای دو ایستگاهی امکان برآورد نقشه های توموگرافی دو بعدی با قدرت تفکیک جانبی بالاتر از مطالعات جهانی و منطقه ای موجود را فراهم و مقادیر پایین نسبی سرعت فاز، گروه و ضرایب جذب بالا را در پهنه فلات ایران نشان داد. نقشه های توموگرافی دوبعدی در فرکانسهای بالا با ساختارهای پوسته بالایی و به خصوص با لایه-های رسوبی و فرکانسهای متوسط و پایین با ناهمگنی های گزازش شده برای پوسته و گوشته بالایی هم خوانی خوبی را نشان می دهند. در ادامه، یـک روش پهنه بندی اتوماتـیک برای پهنه بندی فلات ایـران بر اسـاس دسته بندی پارامترهای مورد مطالعه و بدون استفاده از اطلاعات لرزه زمین ساختی به کار گرفته شد. بر این اساس از روش الگوریتم منطق فازی و با استفاده از شیب و عرض از مبدأ روابط خطی برازش شده به منحنی های توابع سرعت فاز، گروه، و ضریب جذب امواج ریلی، فلات ایران به پنج ناحیه همگن تقسیم بندی گردید.. ناحیه های بدست آمده برای فلات ایران با روند مذکور، با ساختارهای مهم تکتونیکی و تا حدود زیادی با ایالتهای لرزه زمین ساختی اساسی ارائه شده برای فلات ایران منطبق هستند. در مرحله دوم با توجه به اینکه برآورد منحنی های سرعتهای فاز، گروه و جذب تئوری برای مدلهای زمین مفروض بخش اساسی در معکوس سازی ساختارهای عمقی سرعت و جذب امواج برشی در زمین را تشکیل می دهد، به مباحث مدلسازی منحنی های تئوری پرداخته شد. بدین منظور از روش تجمیع مدها برای مدلسازی اطلاعات پراکندگی فاز و سرعت گروه برای مدلهای مفروض ساختاری زمین استفاده شد. برای برآورد منحنی های تئوری ضرائب جذب برای مدل زمین غیر الاستیک از کد نوشته شده در این مطالعه بر اساس روش اندرسون استفاده شد. برای این منظور نیاز به برآورد مشتقات جزئی نسبت به پارامترهای ساختار زمین بود که با استفاده از روش تحلیلی و ارتقاء کدهای موجود محاسبه گردیدند.کدهای نوشته شده برای برآورد مشتقات جزئی بصورت عددی و پارامترهای غیرالاستیک با استفاده از داده های مصنوعی مختلف اعتبار سنجی شدند. در مرحله سوم، منحنیهای تئوری و مشاهده ای بدست آمده در دو مرحله قبل با استفاده از روش معکوس سازی غیر خطی هدجگ برای برآورد ساختار سرعت و جذب امواج برشی بکار برده شدند. کد روش غیر خطی هدجگ برای برآورد ساختارهای سرعت امواج برشی موجود بوده و در این مطالعه کد مذکور برای برآورد ساختارهای جذب امواج ارتقاء یافته و مورد استفاده قرار گرفت. برای محاسبه ساختارهای عمقی، مقادیر میانگین منحنی های سرعت فاز، گروه و ضرایب جذب برای کلیه سلولهای قرار گرفته در هر پهنه بدست آمده از توموگرافی دو بعدی محاسبه شده و با استفاده از روش معکوس سازی غیرخطی هدجگ، ساختارهای عمقی الاستیک و غیرالاستیک پوسته و گوشته بالایی برآورده شد. ساختارهای سرعتی و جذب بدست آمده در نواحی مذکور با ساختارهای سرعتی ارائه شده برای مناطق مختلف پهنه ایران مقایسه و بحث شد. ساختارهای سرعتی و جذب بدست آمده در این مطالعه علاوه بر این که در مطالعات زلزله شناسی و برآورد پارامترهای جنبش نیرومند زمین و برآورد واقع گرایانه خطر زلزله دارای اهمیت ویژه ای است با فرایندهای تکتونیکی و ژئودینامیکی ارائه شده در ناحیه زاگرس، کپه داغ، ایران مرکزی و البرز سازگاری خوبی نشان می دهد.

بررسی جنبش‏های نیرومند زمین در مناطق فعال از لحاظ لرزه‏خیزی، برای مطالعاتی از قبیل طراحی‏های لرزه‏ای و مطالعات مقاوم سازی و ... امری ضروری است. پارامترهای زلزله‏ شناسی مهندسی از قبیل بیشینه‏ جنبش نیرومند زمین در حوزه‏ زمان و طیف پاسخ در حوزه فرکانس برای طراحی بهینه‏ لرزه‏ای توسط مهندسین زلزله لازم است و در مناطقی که رکوردهای جنبش‏های نیرومند زمین موجود نیست و یا دارای پراکندگی زیاد هستند، شبیه‏سازی جنبش‏های نیرومند زمین، پارامترهای زلزله ‏‏شناسی مهندسی را به منظور به کارگیری آنها توسط مهندسین زلزله در طراحی سازه‏های مقاوم و بهینه در مقابل زلزله‏های محتمل ارائه می‏دهد در مطالعه حاضر با استفاده از داده‏های ثبت شده از دو زلزله نسبتاً بزرگ و پس‏لرزه‏های آنها در منطقه ریگان کرمان، پارامترهای موثر در شکل‏گیری حرکات نیرومند برآورد گردیده است. در این مطالعه پس از شبیه‏سازی زلزله‏های بزرگ رخ داده، نتایج حاصل از آنها را با شکل موج‏های واقعی مقایسه کرده و پس از دست یافتن به نتیجه مطلوب، برای یک نمونه ازگسل‏های اطراف منطقه با قابلیت ایجاد زلزله‏های بزرگ، سناریوی مختلف شبیه‏ سازی گردید.

در این بررسی بیش از 2800 زمین لرزه ثبت شده توسط شبکه ملی لرزه نگاری ایران (insn) و مرکز لرزه-نگاری ایران (irsc) برای تخمین ضریب کیفیت امواج کدا qc در کمربند چین خورده-رانده زاگرس و زون دگرگونی سنندج-سیرجان مورد استفاده قرار گرفت. در این مطالعه، ضرایب کیفیت کدا با استفاده از مدل تک پراکنش به عقب اکی و چوئت (1975) محاسبه شده و تغییرات جانبی و عمقی qc در منطقه مورد بررسی قرار گرفت. در پهنه پوشش داده شده در این مطالعه، در کمربند چین خورده-رانده زاگرس، به جز قسمت جنوب شرقی (منطقه بندرعباس) که کاهندگی کمتری را نشان می دهد تغییرات جانبی زیادی دیده نمی شود. روابط کاهندگی وابسته به بسامد برای زون سنندج-سیرجان، جنوب-شرق زاگرس و کمربند چین خورده-رانده زاگرس به ترتیب برابر با q_c=(124±5) f^(0.82±0.02)، q_c=(111±2) f^(0.99±0.01) و q_c=(89±5) f^(1.02±0.03) به دست آمد. برای بررسی تغییرات عمقی کاهندگی امواج کدا، ضرایب کیفیت در 18 گذشت زمانی کدا (5، 10، 15، ... 90 ثانیه) برای دو گروه داده شامل فواصل رومرکزی کمتر از 100 کیلومتر و از 100 تا 200 کیلومتر محاسبه گردید. به طور کلی با افزایش گذشت زمانی کدا، مقادیر q0 (ضریب کیفیت در 1 هرتز) و n (پارامتر بستگی بسامدی) به ترتیب روند افزایشی و کاهشی نشان می دهند. در زیر زون سنندج-سیرجان در اعماق تقریبی 50 تا 80 کیلومتر همبستگی بالایی میان لایه کم سرعت گزارش شده توسط مطالعات ساختارهای سرعتی و تغییرات شدید منحنی های q0 و n بدست آمده در این مطالعه دیده می شود. برخلاف زون سنندج-سیرجان نتایج کاهندگی ما برای مناطق مختلف زاگرس تغییرات شدید روند q0 و n نشان نمی دهد که با مشخصه ساختار سرعتی زاگرس که از جنس صفحه عربی بوده و هیچ لایه کم سرعتی در آن گزارش نشده است، به خوبی سازگار است. از طرفی ضخامت سنگ کره نیز با نحوه تغییرات شیب q0 و n در گذشت های زمانی بزرگتر (اعماق بیشتر) سازگاری خوبی نشان می دهد. بر اساس گزارش ها در میان مناطق مختلف زاگرس قسمت شمال غربی آن ضخامت سنگ کره بیشتری دارد (240 تا 260 کیلومتر). در این منطقه q0 شیب افزایش خود را تا گذشت زمانی 85 ثانیه (بیشینه عمق پراکنش 155 کیلومتر) حفظ می کند. مناطق دیگر زاگرس که ضخامت سنگ کره کمتری دارند، برای q0 و n در گذشت های زمانی آخر (تقریبا بعد از بیشینه عمق پراکندگی 130 کیلومتری) مقادیر ثابت یا افزایشی ملایم نشان می دهند.

در این مطالعه داده های ثبت شده در ده ایستگاه لرزه نگار سازمان پیشگیری و مدیریت بحران شهر تهران، که به مدت 8 ماه به طور پیوسته ثبت شده اند، مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از همبستگی متقابل نوفه های محیطی که به طور همزمان در ایستگاه ها ثبت شده اند، توابع گرین امواج سطحی لاو و ریلی بدست آمد. به دلیل کمبود پرتو های متقاطع در منطقه ی تهران از زلزله های ثبت شده در ایستگاه های شرکت پارسیان استفاده شد. این زلزله ها دارای فاصله ی رو مرکزی کمتر از 100 کیلومتر و بزرگای بیشتر از 5/1 هستند. منحنی های پاشندگی سرعت گروه امواج سطحی برای امواج زلزله و توابع گرین حاصل از همبستگی متقابل نوفه ها در محدوده پریودی 2 تا 5 ثانیه، محاسبه شد. با وارون سازی منحنی های پاشندگی، یک مدل دو بعدی برای تغییرات سرعت گروه موج ریلی و لاو، ارائه شد. برای این منظور منطقه تهران را به 88 سلول با ابعاد ?1/0×?1/0 تقسیم کردیم. تغییرات سرعت گروه برای امواج ریلی بین 8/0 تا 2/2 کیلومتر بر ثانیه و برای امواج لاو 8/0 تا 4/2 کیلومتر بر ثانیه بدست آمد. برای بررسی نتایج حاصل، از دو فاکتور توپوگرافی و ساختار زمین شناسی منطقه استفاده شد. در قسمت شمال شرقی، شمال و جنوب غربی تهران به دلیل وجود واحد های زمین شناسی از قبیل نهشته های آبرفتی و سنگ های کنگلومرای کواترنری سرعت گروه امواج ریلی و لاو پایین است. سرعت امواج ریلی و لاو از سمت شمال به سمت جنوب افزایش پیدا می کند که به خاطر کم شدن ضخامت رسوبات از شمال به جنوب است. سرعت نسبتا بالای جنوب شرقی این منطقه را می توان با توجه به توپوگرافی توضیح داد. این منطقه در دامنه کوه های آنتی البرز قرار دارد. چون در این قسمت ضخامت سازند آبرفتی هزار دره کم است سرعت نسبتا بالای امواج را نتیجه می دهد. با توجه به پوشش مسیری و پارامتر ناحیه میانگین مینیمم ابعاد ناهمگنی قابل تفکیک شش کیلومتر است.

گستره آذربایجان که بخش شمال باختری ایران را شامل می شود، ازدیدگاه زمین شناسی جزء پیچیده ترین بخش های ایران محسوب می شود. بیشترین فعالیت لرزه ای در آذربایجان، در اطراف سیستم های گسلی اصلی که اکثرا به صورت خوشه ای و در راستای nw-se توزیع یافته اند، دیده می شود. زمین لرزه های 21 مردادماه 1391 اهر- ورزقان (mw=6.4 و mw=6.3 )، نخستین جنبش نیرومند لرزه ای عهد حاضر زمین است که تاکنون رومرکز لرزه ای این رویداد را تا شعاع 50 کیلومتری تحت تأثیر قرار داده است. در این مطالعه با استفاده از آنالیز فرکتالی خاصیت خودهم سانی زلزله های رویداده مربوط به چند گسل مهم در شمال غرب ایران و نیز پس لرزه های مربوط به زمین لرزه اهر ورزقان بررسی شده و بعد همبستگی و هم چنین پارامترهای a-value و b-value آن ها با استفاده از روش گوتنبرگ-ریشتر به دست آمده است. تعداد 15101 زلزله بین سال های ( 2014 - 2006) با mn≥2 به منظور برآورد توزیع 3 بُعدی بُعد فرکتال وa-value و b-value درگستره شمال غرب مورد بررسی قرار گرفته است. در گسل شمال و جنوب میشو و شبستر افزایش b-value و a-value نشان-دهنده فراوانی بیشتر زلزله های با بزرگای کمتر است، در حالیکه کاهش b-value درگسل های شمال تبریز، تسوج، شمال بزگوش و جنوب اهر، نشان دهنده افزایش بزرگی زلزله های قابل رویداد می باشد. براساس تحلیل فرکتالی گسل های منطقه و بررسی داده های لرزه ای، عمده فعالیت لرزه ای در آذربایجان در ارتباط با چشمه های خطی گسلهای اصلی منطقه و یا شاخه های فرعی آن ها رخ می دهد. ابعاد فرکتالی به دست آماده برای گسل های شمال تبریز ، شمال و جنوب میشو، تسوج، جنوب اهر،شمال بزگوش و پس لرزه های اهر-ورزقان درخوشه اول به صورت خطی و در خوشه های دوم و سوم به صورت نقطه ای می باشد. در گسل شبستر بعد فرکتالی به دست آمده به صورت نقطه ای می باشد. هم چنین ابعاد فرکتالی حجمی و سطحی به دست آمده در گسل های شمال تبریز، تسوج، شمال بزگوش وجنوب اهر، نشان دهنده فعالیت لرزه ای بالاتر و هندسه پیچیده تر در این مناطق نسبت به بخشهای دیگر است. در گسل شمال تبریز، ابعاد فرکتالی در قطعه شمال غربی بیشتر از قطعه جنوب شرقی به دست آمده است. تعداد 1218 پس لرزه با mn≥2 مربوط به زمین لرزه اهر-ورزقان برای محاسبه پارامترهای لرزه خیزی مورد استفاده قرار گرفته است. روند کلی نزولی مقدار (b) با افزایش ژرفا در محدوده اهر-ورزقان نشان دهنده بالا بودن تنش در عمق های بیشتر است. b-value و a-value در محدوده اهر-ورزقان، با استفاده از روش حد اکثر احتمالات به ترتیب 0/76 و 4/65 محاسبه شده است. با توجه به نتایج به دست آمده مشاهده می شود که در گسل های شمال تبریز، تسوج،جنوب اهر، شمال بزگوش و پس لرزه های زمین لرزه اهر-ورزقان مقدارb-value پایین و d-value بالا به دست آمده است،که دلالت بر وجود استرس بالا و تراکم رومرکزهای قوی تر در این مناطق می باشد.

کاهندگی امواج لرزهای در لیتوسفر یک خاصیت مهم برای مطالعه ساختار زمین و فعالیتهای زمینساختی است.کاهندگی امواج ترکیبی از کاهندگی ناشی از جذبذاتی و کاهندگی ناشی از پراکنش است. در این پژوهش ضریب کیفیت امواج کدا (q_c) به روش تک پراکنش به عقب اکی و چوئت(1975) برای ناحیه تهران محاسبه شده است. به این منظور از 171 زمین لرزه ثبت شده توسط ایستگاههای vrj،sho،kga ،chr،tlo ،drb ،azg ،sbg ،lln ،nsr,aha وابسته به شرکت لرزهنگاری پارسیان، در طی بازه زمانی مارس تا آوریل 2008 استفاده شد. برای تعیین روابط وابستگی فرکانسی، در هفت باند فرکانسی در محدودهی 1 تا 24 هرتز با فرکانسهای مرکزی 5/1 ، 3 ، 5/4، 6، 9،12، 18 هرتز محاسبه و تغییرات عمقی آنها بررسی شد. برای تعیین روابط فرکانسی و بررسی تغییرات عمقی، دادهها به دو گروه با فاصله رومرکزی کمتر از 100کیلومتر و 100 تا 200 کیلومتر تقسیم شدند و مقدار q_c در 10 پنجره زمانی از 5 تا 50 ثانیه (با گام 5 ثانیه) در هر دو گروه بدستآمد. محاسبات نشان داد که با افزایش پنجره زمانی (مترادف با افزایش عمق) ضریب کیفیت افزایش مییابد. رابطهی وابستگی فرکانسی ضریب کیفیت برای دادههای گروه اول در پنجره زمانی 5 ثانیه q_c=33±2f^(1/14±0/03) و در پنجره زمانی 50 ثانیه q_c=101±4f^(1/03±0/02) و برای گروه دوم دادهها در پنجره زمانی 5 ثانیه q_c=34±2f^(1/26±0/03) و در پنجره زمانی 50 ثانیه q_c=124±1f^(0/97±0/05) بدستآمد. در تمامی روابط بدست آمده مقدار ضریب کیفیت در فرکانس مرجع(یک هرتز)کمتر از 200 می باشد، این امر نشاندهنده ی آنست که ناحیهی مورد مطالعه علاوه بر اینکه از نظر زمینساختی و لرزهخیزی کاملا فعال است دارای کاهندگی و ناهمگنی بالایی نیز میباشد.