عنوان پایان‌نامه
توموگرافی دو بعدی فاکتور کیفیت با استفاده از فاز Lg Coda برای نیمه شمالی ایران
- رشته تحصیلی
- ژئوفیزیک - زلزله شناسی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70016;کتابخانه موسسه ژئوفیزیک شماره ثبت: 1150
- تاریخ دفاع
- ۲۱ خرداد ۱۳۹۳
- دانشجو
- فائزه شیرمحمدی
- استاد راهنما
- ظاهرحسین شمالی
- چکیده
- هدف از این پژوهش، تخمین فاکتور کیفیت و بررسی تغییرات جانبی آن با استفاده از فاز Lg coda برای نیمه شمالی ایران محصور به عرض جغرافیایی °40-°32 درجه شمالی و طول جغرافیایی°62-°44 درجه شرقی است و از نظر تقسیم¬بندی ایالت¬های لرزه¬زمینساختی شامل ایالت لرزه¬زمینساختی البرز-آذربایجان، کپه¬داغ، بخشی از ایران مرکزی، بخشی از زاگرس و همچنین بلوک دریای خزر می-باشد. در این پژوهش، از لرزه¬نگاشت¬های 409 زمین¬لرزه رخ داده در بازه زمانی سال 2006 تا 2013 میلادی، با بزرگی بیشتر از 4، استخراج شده از مرکز لرزه¬نگاری موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران استفاده شده است. از میان 12021 لرزه¬نگاشت¬ ثبت شده، 2829 لرزه¬نگاشت که دارای شکل موج مناسبی برای محاسبه فاکتور کیفیت بودند و همچنین با توجه به آستانه ثبت فازLg در فاصله رومرکزی 1500-100 کیلومتر قرار داشتند، به منظور محاسبه فاکتور کیفیت انتخاب شدند. فاکتور کیفیت در فرکانس یک هرتز (Q0) و وابستگی فرکانسی آن (?) با استفاده از روش نسبت طیفی برانبارش شده در بازه فرکانسی 5.0-0.2 هرتز تخمین زده شد. بیشترین مقادیر Q0 در بازه 500-100 و بیشترین مقادیر ? در بازه 1-0 قرار دارد. رابطه Q=(347±34) f^((0.7±0.1)) به عنوان رابطه فاکتور کیفیت برای کل منطقه مورد بررسی پیشنهاد می¬شود. به منظور بررسی تغییرات جانبی، نقشه توموگرافی دو بعدی فاکتور کیفیت با استفاده از روش تصویرسازی معکوس به دست آمد. پایین¬ترین مقادیر فاکتور کیفیت مربوط به منطقه آذربایجان است و به رابطه به دست آمده برای البرز نزدیک است. همچنین مقادیر به دست آمده برای فاکتور کیفیت و وابستگی فرکانسی برای زاگرس و کپه¬داغ نزدیک به هم می¬باشد از این رو می¬توان نتیجه گرفت در مناطقی که شباهت¬های ساختمانی و تکتونیکی وجود دارد مقادیر فاکتور کیفیت و وابستگی فرکانسی یکسانی مورد انتظار است. مقادیر فاکتور کیفیت برای ایالت لرزه¬زمینساختی البرز وآذربایجان پایین¬تر از مقادیر به دست آمده برای ایالت لرزه¬زمینساختی زاگرس و کپه¬داغ است. اختلاف مقادیر فاکتور کیفیت برای مناطق ذکر شده، ¬می¬تواند به دلیل حضور آتشفشان¬های دماوند، سهند و سبلان در منطقه البرز و آذربایجان باشد. به طور کلی می¬توان بیان کرد، مناطق آتشفشانی فعال که از زمان فعالیت آتشفشانی آن¬ها زمان زیادی نمی¬گذرد مقادیر فاکتور کیفیت پایینی نشان می¬دهند و همچنین در مناطق فعال تکتونیکی، به علت به¬هم¬ریختگی پوسته، وجود شکستگی¬ها و در نتیجه پراکنش انرژی امواجLg coda، مقادیر فاکتور کیفیت کاهش می¬یابد. نتایج این پژوهش نشان می¬دهد بیشترین مقدار فاکتور کیفیت مربوط به بلوک دریای خزر است.
- Abstract
- In many seismological applications, the Earth is considered as a perfectly elastic, homogeneous and isotropic body. Although this assumption is approximately valid, it is known that seismic waves pass through the real Earth that is anelastic, inhomogeneous and anisotropic body. We consider four processes that can reduce wave amplitude, i.e.: geometrical spreading, scattering, multi-pathing and anelasticity. The first three are elastic processes, in which the energy in the propagating wave field is conserved. By contrast, anelasticity, sometimes also called intrinsic attenuation, results because the kinetic energy of elastic wave motion is lost to heat by permanent deformation of the medium (Stein and Wysession, 2003). Intrinsic attenuation as one of the factor affecting the attenuation of seismic wave during propagation is discussed in terms of quality factor. Estimation of quality factor is valuable for seismic hazard assessment, ground motion simulation, attenuation relationships and other seismological studies. Regional variations in crustal Q are often studied using Lg waves.It is variously described as a superposition of higher mode surface waves or trapped post-critical S waves. We applied the stack spectral ratio (SSR) method originally developed by Xie and Nuttli (1988) to obtain Q0 (Q at 1 Hz) and its frequency dependence (?) of each path integral between different station-event pairs in frequency range of 0.2-5.0 Hz for the northern part of Iran (lat. 32-40 °N and long. 44-62 °E). This part consists of Kopeh Dagh, Alborz-Azarbayejan, Some part of Zagros, some part of Central Iran and the Caspian Sea block. The use of the stacking procedure is a major development in obtaining stable Q(f). The dataset used in this research consist of seismograms from 409 events with magnitude (MN) greater than 4 occurred during the period of 2006-2013. According to the results obtained in this study, the maximum Q0 values are in the range of 100-500 and maximum frequency dependence values are in the range of 0-1. In addition, if it is assumed that Q=Q_0 f^?, the average values of these two parameters are given by Q=(346.79±34.35) f^((0.67±0.10)) for the entire region. According to the tectonic evidences and seismicity pattern, the study region is tectonically active. So, for active regions, attenuation of seismic waves is increased and the values of Q0 are reduced because of crust heterogeneity, fractures and energy scattering in fractures. Analysis of quality factor shows that the lowest values of Q0 characterize the Azarbayejan region and these values are closed to the Alborz region. Also Q0-values of Zagros and Kopeh Dagh regions are similar to each other. Structurally, Kopeh Dagh is homologous to Zagros. So, similar values of Q0 and ? are expected for similar tectonic regions. The low Q0-values for the Alborz and the Azarbayejan regions compared to Zagros and Kopeh Dagh regions may be due to volcanic mountains in this region. It confirms that for regions with recent volcanic activities, the low Q0 values are expected. For the Central Iran in our study region, the moderate to high Q0 values are obtained. Because this province is an intraplate environment between Zagros and Kopeh Dagh, thus it can be suggested that for this kind of region, moderate to high Q0 values are obtained because of difference in seismicity pattern. The highest Q0 is for the Caspian Sea that consists of a thin oceanic crust. For this region the number of surface waves modes is reduced and the Lg phase can not propagate sufficiently. Variation of frequency dependence versus quality factor shows different behavior for different seismotectonic provinces. For the Alborz and the Azarbayejan with large Q0 values, frequency dependence is reduced. For Zagros and Kopeh Dagh, Frequency dependence increases with increasing Q0 values. Overall, we can conclude that similar tectonic regions show the same variations frequency dependence versus the quality factor. The quality factor values are plotted versus epicentral distance. It shows a direct relationship between these two parameters and with increasing epicentral distance, the quality factor increases. Generally expected with increasing distance from the seismic source, the attenuation of seismic waves is increased. But several factors such as regional tectonic conditions, rate of seismicity, sediment thickness and thermal conditions, etc. can affect the value of the quality factor. Since regional tectonic condition has the most important role in determining the quality factor, we can not solely assess variations of quality factor versus epicentral distance.
