ناحیه البرز خاوری و کپه داغ یکی از نواحی لرزه خیز ایران و با تراکم جمعیتی بالا است، که نیازمند مطالعه و بررسی های دقیق زلزله شناسی است. با توجه به این که تعیین مکان دقیق زمین لرزه ها زیربنای بررسی های زلزله شناسی از قبیل مطالعات لرزه خیزی و لرزه زمینساخت، توموگرافی، تحلیل خطر و دروه بازگشت زمین لرزه ها است؛ لذا هدف این مطالعه در بهبود مکان زمین لرزه های البرز خاوری و کپه داغ خلاصه می شود. به منظور دستیابی به این هدف از روش غیر خطی برای تعیین مکان زمین لرزه ها استفاده شده است، که آزمایش مصنوعی انجام گرفته بر اساس داده مصنوعی نیز نشان دهنده عملکرد مطلوب روش غیر خطی در تعیین مکان کانونی زمین لرزه در شرایطی مانند پوشش آزیموتی نامناسب و نبود ایستگاه های نزدیک به رو مرکز زمین لرزه ها است. در این مطالعه با استفاده از برنامه مورد استفاده در روش غیر خطیnonlinloc و با استفاده از مدل سرعتی پوسته روبرت و دولویی (2003)، کاویانی (2004) و تاتار (2001)، مکان یابی زمین لرزه های با بزرگای mn?? در ناحیه البرز خاوری و کپه داغ و در بازه زمانی 2006-2010 انجام گرفته است. از مجموع 1290 زمین لرزه مکان یابی شده، تعداد 815 زمین لرزه در خارج از شبکه و تعداد 475 زمین لرزه درون شبکه مکان یابی شده اند. در کل تعداد 111 زمین لرزه با خطای رومرکزی و عمقی کمتر از 6 کیلومتر مکان یابی شده اند. با توجه به مکان یابی زمین لرزه ها و توزیع لرزه خیزی در ناحیه مورد مطالعه مشاهده می شود که بیشتر فعالیت های لرزه ای در نزدیکی گسل های فعال ناحیه قرار داشته و احتمالا در اثر فعالیت این گسل ها به وقوع پیوسته اند. بررسی مقاطع عرضی نیز روند گسل ها و در مواردی شیب آنها را نشان می دهد.

پارامتر مقدار b به عنوان یکی از پارامترهای بسیار متداول در مطالعات زلزله شناسی مقیاس مناسبی از نرخ لرزه خیزی یک منطقه به دست می دهد. پارامتر b که از رابطه گوتنبرگ –ریشتر (logn=a-bm) به دست می آید معرف شیب نمودار فراوانی– بزرگای زمین لرزه هاست. تغییرات مکانی ضریب b به عنوان ابزار زلزله شناسی جهت سنجش تنش در یک زون گسلی مطرح می باشد و در مواردی زونهای با مقادیر کم این ضریب با اسپریتیهای شناسایی شده با دیگر روشها یا محل وقوع زمین لرزه های بعدی همخوانی خوبی نشان داده است. جستجوی ارتباط بین ناهنجاریها با تغییرات فیزیکی ساختار و تغییرات میدان تنش مانند وجود اسپیریتی هدف اصلی این تحقیق می باشد. آنچه در این مطالعه مورد توجه قرار گرفته است، نقشه تغییرات مقدار b در جزیره قشم است. برای پردازش و تهیه نقشه پارامتر b از برنامه zmap 6/0 که تحت نرم افزار matlab اجرا می گردد، استفاده شده است. هدف اصلی از این مطالعه به تصویر کشیدن تغییرات مکانی ضریب b و بررسی ارتباط آنها با اسپریتی ها و زمین لرزه های دیگر رخداده در منطقه پس از زمین لرزه 6 آذر 1384 بویژه زمین لرزه سال 1387 می باشد. نتیجه حاصل از نقشه تغییرات پارامتر b در جزیره قشم (بازه1/12/2005 تا 52006/2/2) بیانگر آن است که در بازه زمانی مورد نظر بخش مرکزی پسلرزه ها در نزدیکی رومرکز آن زمین لرزه تنش کمتری را نشان می دهند. بخش شرقی پسلرزه ها نیز منطقه ای با مقادیر بیشتر b را نشان می دهد و بخش غربی منطقه پسلرزه ها مقدار کم پارامتر b را نشان می دهد که می تواند ناشی از تجمع تنش بیشتر در این منطقه باشد. با فرض تغییرات مکانی مشاهده شده در ضریب b به علت تغییرات مقدار تنش در منطقه پسلرزه ها، منطقه با مقدار زیاد ضریب b می تواند محلی باشد که بیشترین افت تنش در اثر زمین لرزه اصلی در آن اتفاق افتاده باشد.

امروزه تلاش های زیادی در جهت کاهش تلفات و خسارات ناشی از زمین لرزه انجام گرفته است. با این وجود هر از گاهی، زمین لرزه ها در گوشه و کنار دنیا، تلفاتی سنگین و خساراتی جبران ناپذیر به جای می گذارند. ایران نیز بواسطه ی قرار گرفتن در یکی از لرزه خیزترین مناطق جهان، از این قاعده مستثنی نیست. تاکنون روش های متعددی برای کاهش اثرات این پدیده ی طبیعی پیشنهاد شده است که یکی از جذاب ترین جنبه های آن، موضوع پیش نشانگری زمین لرزه است. در این پژوهش، سعی شده است تا کارایی گاز رادون، به عنوان یکی از پیش نشانگرهای زمین لرزه تایید شده از جانب iaspei، بررسی گردد. از این رو، با انتخاب استان کرمان بعنوان یکی از لرزه خیزترین استان های ایران، ساختار زمین شناسی آن بررسی گردید و با در نظر گرفتن پارامترهای متعدد محیطی، ایستگاه پایش پیوسته ی گاز رادون در چشمه ی آبگرم جوشان – در مجاورت گسل فعال گلباف – راه اندازی شد. با برداشت منظم میزان رادون محلول در این آب و نیز برخی از پارامترهای محیطی برای مدت چندماه، تلاش گردیده است تا ارتباطی منطقی میان تغییرات سطح این گاز و رویداد زمین لرزه ها برقرار گردد. از آنجایی که برداشت های میدانی، همواره تحت تاثیر عوامل محیطی واقع می شوند، می بایست برای نیل به تفسیرهای منطقی، این گونه اثرات حذف گردند. از این رو، برای نخستین بار، از فیلتر قدرتمند کالمن برای حذف نوفه از سیگنال های برداشت شده استفاده گردید. در ادامه، از خروجی این فیلتر برای برقراری ارتباط با برخی از پارامترهای لرزه خیزی منطقه، استفاده گردید.

یکی از راه های بررسی دگرشکلی های بین لرزه ای استفاده از تعیین نرخ لغزش گسل با استفاده از مطالعات زمین شناسی، دیرینه لرزه شناسی و گاهی استفاده از مدل های تجربی است که با ایجاد ارتباط بین پارامترهای گسل و داده های جمع آوری شده از ایستگاه های gps به تخمین پارامترهایی مانند نرخ لغزش و ضخامت کشسان پوسته و ... می پردازد. از جمله این مدل ها، مدل ساوج و بورفورد (1970) و ساوج و پریسکوت (1978) می باشد. در این مطالعه اثر مدل های ذکر شده روی داده های ژئودتیک مربوط به گسل شمال تبریز بررسی شده است. با استفاده از روش نمونه گیری تصادفی بوت استرپ در مدل ساوج و بورفورد با برنامه نویسی در محیط نرم افزاری r وmatlab ، مقادیر نرخ لغزش و عمق قفل شدگی در قطعه شمال غربی گسل به ترتیب 11-7 میلی متر در سال و 20-0 کیلومتر و در قطعه جنوب شرقی به ترتیب 13-6 میلی متر در سال و 35-10 کیلومتر تخمین زده شده است. ترکیب یک تابع توزیع پیشین از نتایج بررسی های دیرینه لرزه شناسی با توزیع بدست آمده از این مدل با استفاده از قانون بیزین ، نتایج بهتری را برای پارامترها ایجاد خواهد کرد، به طوری که نرخ لغزش و عمق قفل شدگی گسل در قطعه شمال غربی را به ترتیب به 5/6-4 میلی متر در سال و 17-12 کیلومتر و در قطعه جنوب شرقی به ترتیب به 5/5-5/3 میلی متر در سال و 20-0 کیلومتر محدود می کند. استفاده از نمونه گیری بوت استرپ در مدل ساوج و پریسکوت محدوده 10-5 میلی متر در سال برای نرخ لغزش گسل، 25-5 کیلومتر برای ضخامت کشسان پوسته، 185-160 سال برای زمان بازگشت پذیری آستنوسفر، 950-650 سال برای دوره بازگشت زمین لرزه ها و 2500-500 سال برای زمان سپری شده از آخرین رویداد زمین لرزه را برای قطعه شمال غربی گسل و محدوده 10-4 میلی متر در سال برای نرخ لغزش گسل، 16-8 کیلومتر برای ضخامت کشسان پوسته، 340-220 سال برای زمان بازگشت پذیری آستنوسفر، 1050-750 سال برای دوره بازگشت زمین لرزه ها و 3000-500 سال برای زمان سپری شده از آخرین رویداد زمین لرزه را برای قطعه جنوب شرقی گسل بدست می دهد.

حضور نوفه ها در لرزه نگاری امری اجتناب ناپذیر است و تاثیر نامطلوبی روی داده های لرزه ای می گذارد. یکی از مسائل مهمی که در پردازش داده های لرزه ای دارای اهمیت فراوانی است، تضعیف این نوفه ها به شکل مطلوب و حفظ سیگنال اصلی است. حضور نوفه در داده و تضعیف نامطلوب آن ها مانع از ایجاد تصویری صحیح از ساختارهای زمین شناسی منطقه و تفسیر صحیح داده های لرزه ای می شود، اما در بعضی از گیرنده ها نوفه ها مقادیر آشفته ای دارند و دامنه بزرگ آن ها در ارتباط با دیگر گیرنده ها، موجب شگفتی می شوند و از توزیع گاوسی پیروی نمی کنند. این نوفه ها را نوفه های آشفته می گویند. روش های مرسوم برای تضعیف نوفه های تصادفی با فرض اینکه توزیع نوفه ها گاوسی هستند عمل می کنند. نوفه های آشفته و غیر گاوسی بر اثر وزش باد، وارونگی قطبی ناصحیح و... بوجود می آیند. حضور این نوفه ها عملکرد فیلتر کاهش مرتبه را کاهش می دهد و نتایج ضعیفی بدست می آید. به منظور رفع این مشکل، فیلتر جدید بر پایه کاهش مرتبه ماتریس را جهت تضعیف این نوفه ها معرفی می کنیم. در این روش بعد از انتقال داده ها به حوزه فرکانس، برای هر برش فرکانس ثابت ماتریس هنکل می سازیم. سپس با استفاده از تجزیه مقدار تکین (svd) رتبه ماتریس را کاهش می دهیم و با استفاده از الگوریتم تکراری، تا زمانی که همگرایی مطلوبی حاصل شود، شروع به وزن دادن مقادیر مختلط بدست آمده از ماتریس اولیه و ماتریس رتبه کاهیده می کنیم. مزیت این روش نسبت به دیگر روش های کاهش رتبه، قابلیت تضعیف نوفه های آشفته و در عین حال نوفه های تصادفی است. این روش قابل اعمال به داده های دو بعدی و سه بعدی با شیب های متفاوت می باشد. عملکرد این فیلتر بر روی داده های واقعی و مصنوعی بررسی شد و توانمندی آن در تضعیف نوفه های آشفته و تصادفی نشان داده شد.

در این مطالعه سازند ایلام مربوط به چاه a1 در مجاور چاه b1 در مرز دو میدان نفتی (هیدروکربنی) اکتشافی a و b، درجنوب غربی ایران با استفاده از نرم افزارgeolog 7 به روش پتروفیزیک احتمالی multimine در دو بخش ایلام بالایی و ایلام اصلی مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به ارزیابی پتروفیزیکی انجام شده در این پایان نامه، سازند ایلام در این ناحیه از سنگ آهک، سنگ دولومیت و شیل تشکیل شده است. در ستون لیتولوژی به دست آمده با افزایش عمق، حجم شیل در بخش ایلام بالایی کاهش یافته و به مقدار سنگ آهک در بخش ایلام اصلی افزوده می شود. تخلخل در هر دو چاه بیش از مقدار میانگین تخلخل در میدان های نفتی a و b است. سازند ایلام در چاه a1 دارای تخلخل تقریبا یکنواخت در کل سازند و اشباع آب بالا است. اما در بخش ایلام اصلی چاه b1، به تدریج تخلخل کاهش و اشباع آب در قسمت پایین افزایش می یابد، هم چنین از عمق 2964 تا 3000 متری دارای پتانسیل نفتی است. نتایج آنالیز تزریق جیوه تنگ شدن گلوگاه ها و افزایش اشباع آب کاهش نیافتنی، در پایین سازند ایلام اصلی را تأیید می کند. آزمایش آنالیز چاه ها نیز تأیید کننده ی نتایج پتروفیزیکی به دست آمده است. جهت اعتبارسنجی و ارزیابی بیشتر، نگارهای تخلخل، حجم شیل و امپدانس صوتی محاسبه شده از داده های چاه نگاری با نتایج تفسیر مقطع نشانگر مقاومت صوتی به دست آمده از داده های لرزه نگاری در نرم افزار hampson-russell، مورد مقایسه قرار¬گرفت. علاوه بر هم خوانی نتایج، در مقطع مقاومت صوتی با پیشروی از چاه b1 به سمت چاهa1، از تخلخل لایه ی مخزنی کاسته می شود. گزارش های زمین شناسی منطقه نیز، تغییر جنس لایه از سنگ آهک به سنگ رس در محدوده بین دو چاه را عنوان کرده اند. بر¬ این ¬اساس تغییر رخساره رسوبی و یک سیل جانبی بین چاه های a1 و b1 می تواند وجود داشته باشد. این سیل می تواند به دلیل عملکرد گسل هایی در اعماق بیشتر حوضه رسوبی باشد که با تشدید نمودن تغییرات رخساره ای توانسته بر مسیر مهاجرت و سیستم تخلخل مخزن تأثیرگذار بوده و مانع از حرکت نفت به سمت چاه a1 شود.

مگنتوتلوریک (mt) یک روش اکتشاف الکترومغناطیسی است که منشأ آن امواج الکترومغناطیسی طبیعی ایجاد شده در مگنتوسفر زمین می¬باشد. در این روش با ثبت مولفه های افقی عمود بر هم نوسانات میدان¬های مغناطیسی و الکتریکی در سطح زمین، می¬توان توزیع رسانایی الکتریکی زمین مورد مطالعه را به دست آورد. تانسوری که مولفه های افقی میدان مغناطیسی را به مولفه¬های افقی میدان الکتریکی مرتبط می¬کند تانسور امپدانس نامیده می¬شود که از این تانسور می¬توان پارامترهای مقاومت ویژه ظاهری و فاز امپدانس را به منظور تفسیر داده های مگنتوتلوریک استخراج کرد. در حالت مدل یک¬بعدی و هم¬چنین مدل دو¬بعدی، مولفه¬های قطر اصلی تانسور امپدانس مقدار صفر دارد. در حالت مدل دو¬بعدی معادلات امواج الکترومغناطیسی به دو مد قطبش مستقل te (میدان الکتریکی در راستای امتداد لایه¬ها) با طبیعت القایی و tm (میدان مغناطیسی در راستای امتداد لایه¬ها) با طبیعت گالوانیکی تفکیک می¬شود. به منظور بررسی ذخایر زمین¬گرمایی منطقه سبلان، داده¬های 27 ایستگاه mt با ارتفاع 2400 تا 3830 متر و با دوره تناوب 003/0 تا 300 ثانیه که از جنوب مشکین¬شهر (دره موئیل) در سال 2007 برداشت شده بودند، مورد بررسی قرار گرفتند. از آن¬جا که اندازه¬گیری ها همیشه تحت تاًثیر نوفه¬های موجود در محیط قرار می¬گیرند، پس از حذف این نوفه¬ها تحصیح جابجایی ایستا بر اساس اطلاعات زمین¬شناسی منطقه و با کمک نرم¬افزار winglink هم¬زمان با مدل¬سازی بر روی داده¬ها اعمال شد. مدل¬سازی یک¬بعدی داده¬ها با استفاده از رهیافت اوکام بر روی داده¬های یک ایستگاه (ایستگاه شماره 27) صورت گرفت و سپس مدل¬سازی دو¬بعدی براساس رهیافت معکوس¬سازی مکی، در امتداد پنج پروفیل و با ترکیب هر دو مد قطبش te و tm صورت گرفت که نتایج این مدل سازی¬ها تطابق خوبی با واقعیت¬های زمین¬شناسی منطقه داشت. مدل¬های به دست آمده بیانگر شکل¬گیری و حضور یک سیستم زمین گرمایی دمابالا در منطقه سبلان می¬باشند، به طوری که سنگ¬پوش، مخزن حاوی سیال و منبع حرارت زمین-گرمایی در این مدل ها قابل مشاهده و تشخیص می¬باشند. مناطق کم مقاومت (کم¬تر از 10 اهم متر) در پوسته و در اعماق کم در مدل¬ها، به عنوان مخزن سیستم زمین¬گرمایی محلی تفسیر می¬شوند. با توجه به ماهیت بی¬هنجاری¬های زمین¬گرمایی، مدل¬سازی دو¬بعدی، در مقایسه با مدل سازی یک¬بعدی نتایج بهتری به دست می¬دهد. کلمات کلیدی: انرژی زمین¬گرمایی، مگنتوتلوریک، معکوس سازی دوبعدی، منطقه سبلان.

امروزه بکارگیری روش های ژئوفیزیکی در شناسایی آلودگی های زیست محیطی و به ویژه شناسایی و بررسی آلودگی آب های زیرزمینی ازاهمیت زیادی برخوردار می باشد. از جمله مهمترین و دقیقترین روش های قابل استفاده در ردیابی آلودگی آبهای زیرزمینی، استفاده از روش ژئوالکتریک است که به لحاظ هزینه نیز بسیار مقرون به صرفه است. در این پایان نامه به منظور ردیابی آلودگی حاصل از تزریق محلول نمک طعام در زون اشباع منطقه پایین دست سد لتیان، برداشت ژئوالکتریکی به صورت شبکه ای از پروفیل های طولی و عرضی با آرایه دوقطبی – دوقطبی انجام شده است. به منظور شناسایی و تفکیک عمقی لایه ها در ابتدا برداشت سونداژ الکتریکی با آرایه شلومبرژره در منطقه انجام شد. پس از تعیین تفکیک عمقی زمین، ابتدا برداشت زمان صفر که به عنوان برداشت زمینه در نظر گرفته شد، صورت گرفت و در مرحله بعد، محلول آب نمک به عنوان ابر آلودگی در چاه شماره یک در بالادست شبکه تزریق شد و ردیابی آن با 5 برداشت دیگر طی روزهای متوالی دنبال شد. مدل ساز ی و تفسیر داده های حاصل از برداشت سونداژ الکتریکی، که با استفاده از نرم افزار ipi2win انجام شده، حاکی از وجود چند لایه ژئوالکتریکی در زیر سطح زمین است. این لایه های ژئوالکتریکی را می توان از نظر زمین شناسی به چند بخش شامل روباره سطحی از نوع آبرفت (زون اشباع نشده) و لایه آبدار (زون اشباع) که در زیر آن سنگ کف قرار دارد، تفکیک کرد. پروفیل های برداشت شده با استفاده ازنرم افزارهای res2dinv، surfer و voxler مدل سازی، تفسیر و به نمایش درآمده اند.نتایج حاصل از مدل سازی این پروفیل ها توانسته است تأثیر نفوذ آلودگی حاصل از تزریق محلول آب نمک، از طریق چاه موجود در منطقه، به داخل آب زیر زمینی را نشان دهد؛ که این آلودگی باعث کاهش مقاومت ویژه در سطح گسترده ای شده است. از طرفی این آلودگی به مرور زمان به سمت جنوب شرقی گسترش پیدا کرده است که ارتباط مستقیمی با جهت حرکت آب زیرزمینی دارد. به دلیل ناهمسانگردی و ناهمگن بودن لایه ها و برخی موانع برداشت داده، نتایج حاصل آنچنان که انتظار می رفت نتوانسته وضعیت آلودگی را در برخی پروفیل ها نشان دهد. در میان پروفیل های برداشت شده، پروفیل های x5 و x9 نتایج بهتری را در بر داشته است.