تصویربرداری سه‌بُعدی پوسته البرز مرکزی با استفاده از زمین‌لرزه‌های محلی به روش توموگرافی

Abstract

در این تحقیق با استفاده از توموگرافی زمین‌لرزه‌های محلی، تصاویر سه‌بُعدی زیرسطحی مطلوبی از پوسته البرز مرکزی به‌دست آمده است. تصاویر به‌دست آمده نه فقط با تحلیل‌های زمین‌ساختی منطقه همخوانی دارند، بلکه توپوگرافی موهو و ساختار پوسته زیرین کوه آتشفشانی دماوند را تفسیر می‌کنند. برای به تصویر کشیدن پوستة البرز مرکزی بیش از 11000 زمین‌لرزه محلی با بزرگای بیشتر از 7/1 مربوط به لرزه‌نگار‌هایِ سه‌‌مؤلفه‌ایِ دوره کوتاهِ شبکه‌هایِ تهران، مازندران و سمنان، مورد بهره‌برداری قرارگرفته است که در بازه زمانی 1996 تا 2006 و در گستره 34 تا 37 درجه عرض شمالی و 7/49 تا 54 درجه طول شرقی ثبت شده‌اند. این زلزله‌ها، از یک‌سو برای وارون‌سازی یک‌بُعدی با rms خروجی برابر با 15/0 ثانیه برای تعیین میدان سرعتی Vp و رسم نمودار سرعتی برحسب عمق استفاده شده‌اند و از سوی دیگر پس از تعیین موقعیت مجدد، درحکم داده‌های ورودی وارون‌سازی سه‌بُعدی به‌کار گرفته شده‌اند. بعد از تعیین مدل سه‌بُعدی اولیه و محاسبه مدل مستقیم به روش تفاضل متناهی، زمان‌سیرهای شکستی و بازتابی زاویه‌باز، وارون‌سازی سه‌بُعدی صورت گرفت و براساس نتایج آن، مقاطع افقی و قائم از ساختار زیرین ناحیه موردنظر ‌و ناپیوستگی‌های لایه‌های پوسته و موهو رسم و تحلیل شد. وضوح قابل‌‌قبول تصاویر خروجی براساس مدل آزمون شطرنجی، اعتبار نتایج را به اثبات می‌رساند. در تصاویر به‌دست آمده از توموگرافی سه‌بُعدی صورت گرفته روی حجم مدل پوسته زیر شبکه ایستگاه‌ها ، علاوه بر لایه رسوبی، سه لایه فوقانی، میانی و تحتانی به‌ترتیب از بالا به پایین تا مرز موهو قابل مشاهده است. خروجی‌های نهایی نشان‌دهنده آن هستندکه مدل پوسته به‌دست آمده با مقاطع قائم زمین‌شناسی در تحقیقات اخیر مطابقت دارد. در این خروجی‌ها مشاهده می‌شود که لایه فوقانی از دو لایه میانی و تحتانی ضخیم‌‌تر است به‌طوری‌که در زیر ارتفاعات البرز و حتی در بعضی نواحی دیگر، دو لایه میانی و تحتانی نازک‌تر شده و یا کاملاً از بین رفته‌اند. در زیر قله دماوند در عمق‌های بیش از 48 کیلومتر، سرعت موج لرزه‌ای نسبت به محیط اطراف کاهش می‌یابد و درعین‌حال از عمق 6 تا 18 کیلومتر، محل مجرای آتشفشان دماوند از محیط مجاور پُرسرعت‌تر و نسبت به محیط اطراف خود سردتر است. کم‌‌سرعت بودن محفظه آتشفشان دلیل بر گرم بودن این ناحیه نسبت به اطراف است.