بررسی ساختار سه‌بُعدی سرعت برشی در گوشته بالایی و تغییرات عمق موهو در منطقه مکران

Abstract

زون مکران در حاشیه جنوب شرقی ایران و جنوب پاکستان، محل فرورانش پوسته اقیانوسی صفحه عربستان (در دریای عمان) به زیر صفحه اوراسیا است. این زون فرورانش از دیدگاه‌های متفاوتی رفتار غیرعادی از خود نشان می‌‌دهد. از جمله اینکه بخش‌های شرقی و غربی آن الگوی لرزه‌خیزی بسیار متفاوتی دارند. همچنین، آتشفشان‌های کواترنری در بخش شرقی مکران دورافت (offset) بیشتری از پیش‌‌کمان خود نسبت به بخش غربی دارند. درک این موضوع که آیا فرایند فرورانش در غرب مکران با لرزه‌خیزی همراه است و یا اینکه قفل‌شدگی (lock) شدید بین صفحات فرورانش عامل نبود زمین‌لرزه‌‌های بزرگ بین‌‌صفحه‌‌ای در غرب مکران است، همواره از چالش‌های بزرگ در لرزه‌‌زمین‌ساخت این منطقه است. در این تحقیق سعی می‌‌شود که با استفاده از روش وارون‌‌سازی افرازی شکل موج (PWI, Partitioned Waveform Inversion)، تصاویر دقیق‌تری از ساختار سرعت موج برشی گوشته بالایی در زون فرورانش مکران به‌دست آید و ارتباط آن با لرزه‌خیزی و کمان‌های آتشفشانی موجود در منطقه مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور، از همه شکل‌‌موج‌های مولفه قائم ثبت شده در ایستگاه‌های باندپهن ایران با نسبت سیگنال به نوفه زیاد از زمین‌لرزه‌هایی با بزرگی 5.5 تا 7.7 استفاده شده است. علی‌‌رغم پوشش ایستگاهی بسیار محدود در اطراف منطقه مکران، توانایی روش PWI این امکان را به ما می‌دهد که با گزینش زمین‌لرزه‌‌های مناسب، پوشش آزیموتی و در نتیجه تلاقی‌‌های مسیر(paths crossing) را افزایش دهیم. نتایج ما نشان‌دهنده افزایش تدریجی ضخامت پوسته از جنوب به شمال در عرض زون مکران است که این افزایش تدریجی تا محل خمش صفحه فرورونده در زیر کمان‌های آتشفشانی ادامه می‌‌یابد. به‌طورِکلی پوسته در غرب مکران ضخیم تر از شرق آن‌ است و بیشینه مقدار آن (2±50 کیلومتر) در منطقه مکران در زیر آتشفشان تفتان قرار دارد. گسل میناب به‌منزلة حاشیه غربی منطقه مکران، پوسته ضخیم تنگه هرمز را از پوسته کم‌‌ضخامت پیش‌‌کمان مکران جدا کرده است. این کاهش شدید و تغییرات ناگهانی در ضخامت پوسته از تنگه هرمز به سمت مکران ناشی از تغییر جنس پوسته صفحه عربستان از قاره‌‌ای ضخیم به اقیانوسی نازک دانست که گسل میناب حدفاصل این تغییرات است. بررسی ساختار سرعت برشی گوشته بالایی در زون مکران با استفاده از روش PWI نشان می‌‌دهد که فرورانش در بخش غربی با زاویه شیب کم از حدود 8 درجه آغاز شده و سپس با افزایش تدریجی به بیشنه مقدار خود در حدود 55 درجه در صفحه فرورونده به درون سست‌‌کره در زیر دشت لوت می‌‌رود، می‌‌رسد. در شرق مکران، صفحه فرورونده با زاویه شیب کم در حدود 8 درجه در حال فرورانش است و به‌تدریج این شیب افزایش می‌یابد تا اینکه در صفحه فرورونده به درون سست‌‌کره در زیر کمان آتشفشانی خمیده می‌‌شود، مقدار شیب حدود 20 درجه است. بهرحال، روشن است که خمیدگی صفحه فرورانش با شیب کمتر و در فاصله دورتری از ساحل شرقی مکران در مقایسه با ساحل غربی آن رخ می‌‌دهد که این امر می‌‌تواند دلیل دورافت‌های متفاوت در کمان آتشفشانی در امتداد زون فرورانش مکران را توضیح دهد.