ساختارهای الاستیک و غیرالاستیک منطقه ای برای پوسته و گوشته بالائی ایران

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.