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.

حرکت رو به شمال صفحه عربی نسبت به صفحه اوراسیا باعث ایجاد تغییر شکل در قسمت های مختلف ایران از جمله زاگرس، البرز، کپه داغ و نواحی برشی شرق ایران شده است. این تغییر شکل ها به صورت کوهزایی و گسلش در ناحیه برخوردی شمال شرق ایران رشته کوه های کپه داغ و بینالود و سیستم گسلی بخردان- قوچان را به عنوان عوارض مهم قابل مشاهده در سطح زمین ایجاد کرده است. اثرات این برخورد قاره ای در پوسته و گوشته بالایی ناحیه شمال شرق ایران تاکنون مورد مطالعه قرار نگرفته و شناخته نشده است. عدم انجام مطالعه ساختارهای عمیق در این ناحیه باعث شده تا رژیم تکتونیکی این منطقه همچنان نامعلوم باقی بماند. برای مثال مشخص نیست که فرورانش یا زیرراندگی قاره ای در این ناحیه به سمت شمال است یا به سمت جنوب. مکان ناحیه بخیه در گوشته بالایی کجاست؟ و یا هندسه پوسته و ارتباط آن با توپوگرافی سطحی چگونه است؟ برای پاسخ به چنین سوالاتی، 19 ایستگاه باندپهن از محدوده شهر یزد واقع در ایران مرکزی تا محدوده شهر سرخس در منتهی الیه شمال شرقی ایران و در مجاورت مرز ترکمنستان و در قسمت ایرانی صفحه توران نصب شد و به مدت 19 ماه، از مرداد 85 تا بهمن 86، به داده برداری پیوسته مشغول گردید. روش های انتخابی در این رساله برای مطالعه پوسته و گوشته بالایی، توموگرافی امواج p دورلرز، محاسبه توابع گیرنده، برگردان همزمان توابع گیرنده با منحنی های پاشش امواج سطحی و مدل سازی مستقیم داده های گرانشی است. نتیجه این مجموعه مطالعات نشان می دهد که رشته کوه های مهم شمال شرق ایران، یعنی رشته کوه های کپه داغ و بینالود، فاقد ریشه هستند و ضخیم شدگی پوسته، مشاهده شده در جنوب رشته کوه بینالود، در جایی واقع شده که توپوگرافی مرتفعی در مقایسه با نواحی اطراف وجود ندارد و در نتیجه ناشی از اثرات ایزوستازی نیست. به علاوه، وجود یک لیتوسفر ضخیم تر در زیر مناطق کپه داغ و بینالود در مقایسه با ایران مرکزی (به دست آمده از برگردان همزمان تابع گیرنده و منحنی پاشش) و مشاهده یک آنومالی پرسرعت در زیر بینالود (بدست آمده از توموگرام محاسبه شده به روش توموگرافی دورلرز) وجود زیرراندگی صفحه توران به زیر ایران مرکزی را محتمل می سازد. محل ناحیه بخیه در گوشته بالایی در زیر دره اترک، دره واقع در بین رشته-کوه های کپه داغ و بینالود، قرار گرفته که منطبق با ناحیه بخیه مشاهده شده در سطح زمین توسط مطالعات زمین شناسی است. وجود یک پوسته بسیار نازک با ضخامت حدود 35 کیلومتر در زیر ناحیه طبس و یک آنومالی بسیار کم سرعت و کم چگال در گوشته بالایی ایران مرکزی نیز از نتایج جالب توجه دیگری است که از مدل های به دست آمده در این رساله قابل مشاهده است. تاکنون در هیچ نقطه ای از صفحه ایران پوسته ای به این نازکی مشاهده نشده است.