برآورد ضریب کیفیت امواج برشی و کدا در ناحیه هرمزگان، جنوب ایران

نوع مقاله: مقاله تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

1 مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران

2 پژوهشگاه بین‏المللی زلزله‏شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

3 دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، ایران

چکیده

برآورد کاهیدگی امواج زمین‏لرزه در تحقیقات زلزله‏شناسی مهندسی مانند شبیه‏سازی جنبش نیرومند زمین، برآورد خطر زمین‏لرزه، تعیین روابط کاهیدگی و نیز در دیگر تحقیقات زلزله‏شناسی مانند بررسی تغییرات حرارتی درون زمین، حائز اهمیت است. پژوهش‌های بسیاری برای برآورد کاهیدگی امواج حجمی و کدا در مناطق گوناگونی از جهان ازسوی تعدادی از محققان صورت گرفته است. کاهیدگی امواج زمین‏لرزه‏ای که به دلیل فرایندهای پراکنش (Scattering) و جذب ذاتی (Intrinsic Absorption) صورت می‌پذیرد، با لرزه‏خیزی و پیچیدگی‏های زمین‏ساختی هر منطقه در ارتباط است و به‌‌صورت عکس ضریب کیفیت بیان می‏شود. روش‏های گوناگونی برای برآورد ضریب کیفیت امواج P، S و کُدای زمین‏لرزه‏های محلی وجود دارد. ناحیه مورد بررسی در این پژوهش، منطقه هرمزگان در جنوب ایران است که در منتهی‏الیه جنوب شرقی زاگرس قرار دارد. در این تحقیق، ضریب کیفیت امواج مستقیم S به روش نرمال‌سازی کدا و نیز ضریب کیفیت امواج کدای S به روش تک‌‌پراکنش به عقب، در هفت باند بسامدی 0/2-0/1، 0/4-0/2، 0/6-0/3، 0/8-0/4، 0/12-0/6، 0/16-0/8 و 0/24-0/12 هرتز با بسامد‏های مرکزی 5/1، 0/3، 5/4، 0/6، 0/9، 0/12 و 0/18 هرتز در ناحیه هرمزگان برآورد شده است. طبق نتایج به‌دست آمده، رابطه وابستگی بسامدی امواج مستقیم S برای مؤلفه افقی شمالی-جنوبی (N-S) به‌‌صورت  و برای مؤلفه افقی شرقی-غربی (E-W) به‌‌صورت  است. همچنین، رابطه وابستگی بسامدی به‌‌دست آمده برای امواج کدا از روی مؤلفه قائم (U-D) به‌‌صورت  به ازای پنجره گذشتِ زمانی 20 ثانیه تا  به ازای 60 ثانیه تغییر می‏کند. در همه روابط به‌دست آمده، مقدار ضریب کیفیت در بسامد مرجع 0/1 هرتز، کمتر از 200 است. این امر نشان‌‌دهنده آن است که ناحیه مورد بررسی علاوه بر اینکه از نظر زمین‏ساختی و لرزه‏خیزی کاملاً فعال است، دارای کاهیدگی و ناهمگنی زیادی نیز هست. نتایج به‌دست آمده با ساختار رسوبی و وجود گنبدهای نمکی در ناحیه هرمزگان مطابقت دارد. رابطه وابستگی بسامدی ضریب کیفیت امواج برشی به روش نرمال‌سازی کدا در ناحیه هرمزگان همانند روابط به‌دست آمده برای نواحی اردبیل و آوج در شمال غرب ایران و مشابه برخی مناطق جهان مانند ناحیه تنگه مِسینا در جنوب ایتالیا است. همچنین، روابط وابستگی بسامدی ضریب کیفیت امواج کدا به روش تک‌‌پراکنش به عقب برآورد شده در ناحیه هرمزگان با روابط به‌دست آمده برای زاگرس و البرز مطابقت دارد و مشابه برخی مناطق جهان ازجمله ناحیه شمال غرب هیمالیا است. همه این مناطق از نظر زمین‏ساختی و لرزه‏خیزی فعال هستند.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of the quality factor of shear waves and Coda waves in the Hormuzgan region of southern Iran

نویسندگان [English]

  • Mehdi Rastgoo 1
  • Hossein Hamzehloo 2
  • Mehdi Rezapour 1
  • Habib Rahimi 3
چکیده [English]

The attenuation of seismic waves is one of the basic physical parameters used in seismological studies and earthquake engineering, and is closely related to the seismicity and regional tectonic activity of a particular area. Seismic wave attenuation is caused by two major factors: scattering at heterogeneities in the earth and intrinsic absorption by anelasticity of the earth. The inverse of quality factor represents the attenuation. There are different methods for estimating the quality factor of Shear and Coda waves. In this study, the quality factors of Shear waves (QS) and Coda waves (QC) have been estimated in the Hormuzgan regionin the south of Iran. This region is located in the southeastern Zagros seismotectonic region. Several faults exist in this region, including the Main Zagros Reverse Fault (MZRF), High Zagros Fault (HZF), Zagros Foredeep Fault (ZFF), Mountain Front Fault (MFF) and Minab Fault. Recordings from the Bandar-Abbas (BNDS) station (located in the Hormuzgan region, 27.40º N_56.17º E) of the Iranian National Seismic Network (INSN) of local earthquakes with signal-to-noise ratios greater than 3were used for this study. These events were recorded from June 2004 through August 2009 and registered magnitudes of between 2.5 and 5.1 (ML), epicentral distances of less than 100 km and average focal depths of about 15 km. In this study, the Coda Normalization Method (Aki, 1980) and the Single Back-Scattering Method (Aki & Chouet, 1975) are used for the estimation of QS  and QC at the seven central frequencies of 1.5, 3.0, 4.5, 6.0, 9.0, 12.0 and 18.0 Hz. The Shear waves on 183 North-South (N-S) components and 142 East-West (E-W) components, and the Coda waves on 200 Vertical (U-D) components, have been analyzed to estimate QS and QC, respectively. Time windows of the Shear waves were determined by the Kinoshita algorithm and the velocity of the Shear waves was estimated at 3.5 km/s. The estimated frequency-dependent relationships of QS on N-S and E-W components are  and , respectively. The QC values were computed at five lapse time windows (20, 30, 40, 50 and 60 sec), starting at double the time of the primary Shear wave from the time of origin. The frequency-dependent relationships of QC vary from  at 20 sec to  at 60 sec lapse time window. The results show an increase in QC value with increasing lapse time windows. The estimated QC at a greater lapse time window indicates attenuation at a greater depth. In the Hormuzgan region, the values of Q at 1.0 Hz are less than 200 for the frequency-dependent relationships of QS and QC. Therefore, the Hormuzgan region is a highly tectonically and seismically active region; also, the medium is highly heterogeneous. The results reflect sedimentary deposits and salt domes in the Hormuzgan region. The QS frequency-dependent relationship in the Hormuzgan region is similar to that of the Ardabil and Avaj regions in northwestern Iran, and of the Strait of Messina in the south of Italy. Moreover, the QC frequency-dependent relationship in the Hormuzgan region is similar to that of the Alborz and Zagros regions in Iran and in the northwest of the Himalayan region. These regions are all tectonically and seismically active.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • coda normalization method
  • Hormuzgan region
  • shear and Coda waves
  • single back-scattering method
  • Quality factor