مجله ژئوفیزیک ایران

مجله ژئوفیزیک ایران

بررسی ناهنجاری‌های طیفی فرکانس پایین داده‌های لرزه‌ای غیرفعال ناحیه دهدشت و پایداری زمانی آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی‌

نویسندگان
1 گروه علوم زمین، واحد علوم و تحقیقات ، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران ، ایران
2 مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران
3 گروه علوم زمین، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران،ایران
چکیده
روش‌های لرزه‌ای غیرفعال به دلیل هزینه‌ی پایین عملیات میدانی در مقایسه با روش های فعال و عدم نیاز به چشمه‌های مصنوعی، توجه بسیاری را در اکتشاف منابع هیدروکربوری به خود جلب کرده‌اند. گزارش‌هایی از وجود ناهنجاری‌های طیفی در محدوده فرکانس ۱ تا ۵ هرتز بر روی مخازن هیدروکربوری ارائه شده است، اما منشأ فیزیکی، همبستگی مکانی و پایداری زمانی این ناهنجاری‌ها همچنان مورد بحث است. در این مطالعه، با استفاده از داده‌های پیوسته لرزه‌ای غیرفعال به مدت هشت ماه (۱۳۹۵-۱۳۹۶) از یک آرایه شامل ۱۰۶ ایستگاه سه‌مولفه‌ای در ناحیه دهدشت/ جنوب غرب ایران به بررسی این ویژگی‌ها پرداخته شده است. پس از پیش‌پردازش دقیق شامل تصحیح اثر دستگاهی، حذف رخدادهای لرزه‌ای و انتخاب بازه‌ زمانی شبانه، چگالی طیف توان، توان انتگرال‌گیری شده در باند فرکانسی و نسبت طیفی قائم به افقی محاسبه شد. نتایج نشان می‌دهد که توان طیفی مطلق دارای بیشینه‌ای منطبق بر محدوده شهر دهدشت است که نشان‌دهنده تأثیر شدید نوفه‌های انسان‌ساخت است. در مقابل، نقشه‌های نسبت طیفی قائم به افقی ناهنجاری‌های مکانی ناهمگنی را نشان می‌دهند که در سه بازه زمانی حدوداً ۸۰ روزه پایدار باقی می‌مانند. تحلیل وابسته به فرکانس نشان می‌دهد که نسبت‌های بالاتر عمدتاً ناشی از کاهش انرژی مؤلفه افقی در باند ۲-۳ هرتز است تا افزایش انرژی قائم. الگوی ناهنجاری همبستگی روشنی با تله‌های ساختاری شناخته شده یا روندهای زمین‌ساختی زاگرس ندارد و احتمالاً تحت تأثیر اثرات ساختگاهی، ناهمگنی‌های نزدیک‌سطح و نوفه‌های انسان‌ساخت است. با وجود پایداری زمانی نسبت‌های طیفی، منشأ غیریکتای این ویژگی‌ها کاربرد مستقل آنها را به عنوان نشانگر هیدروکربوری با محدودیت مواجه می‌سازد. با وجود این، این مطالعه چارچوبی جامع برای ارزیابی تکرارپذیری ناهنجاری‌های طیفی داده‌های غیرفعال ناحیه دهدشت ارائه می‌دهد و بر اهمیت تشخیص نوفه‌های انسان‌ساخت، اثرات ساختگاهی و زیرسطحی در مناطق با پیچیدگی ساختاری تأکید می‌کند
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigating Low-Frequency Spectral Anomalies in Passive Seismic Data from the Dehdasht Area and Their Temporal Stability

نویسندگان English

Ahmad Kamayestani 1
Habib Rahimi 2
Reza Heidari 3
Zaher Hossein Shomali 2
1 Department of Earth Sciences, SR.C., Islamic Azad University
2 Institute of Geophysics, University of Tehran
3 هیئت علمی
چکیده English

Passive seismic approaches have gained traction in hydrocarbon exploration following reports of low-frequency spectral anomalies that may be linked to fluid-bearing subsurface systems. Yet their underlying physics, spatial coherence, and temporal persistence remain contentious. Here we examine these issues using an eight-month continuous dataset recorded by a dense array of 106 three-component borehole stations deployed in the Dehdasht area of the Zagros sedimentary basin (SW Iran).

Dehdasht is situated within the Zagros fold-and-thrust belt, where detachment folding and thrusting are accompanied by pronounced along-strike variability in structural style. This variability is strongly controlled by evaporite-dominated décollement levels, most notably within the Gachsaran Formation. Thick evaporitic successions and complex three-dimensional geometry substantially degrade conventional reflection-seismic imaging, motivating evaluation of passive seismic attributes as complementary observables.

The array operated continuously during 2016–2017, with a dense network spanning ~400 km² at ~2 km station spacing. Each site comprised a triaxial borehole seismometer installed at ~10 m depth and recorded by a Spidernano data logger. After instrument-response removal, STA/LTA-based transient and event detection and excision, and selection of quiescent nighttime interval, we estimated power spectral densities (PSDs) using Welch’s method, computed band-integrated energies, and formed vertical-to-horizontal (Z/H) spectral ratios over 1–5 Hz. Spectral ratios were smoothed using Konno–Ohmachi logarithmic smoothing, and station-level statistics were summarized by the median of daily estimates.

Absolute power maps show a strong spatial maximum co-located with the city of Dehdasht, with amplitudes ~2 orders of magnitude above surrounding levels, demonstrating pervasive anthropogenic contamination that precludes direct hydrocarbon interpretation. The tight correspondence between vertical and horizontal power patterns indicates that cultural sources energize the full three-component wavefield, consistent with broadband urban noise.

By contrast, Z/H ratio maps exhibit laterally variable anomalies that recur across three consecutive ~80-day intervals, indicating quasi-stationary behavior with moderate temporal modulation. Frequency-resolved diagnostics show that elevated Z/H values are primarily associated with diminished horizontal-component energy in the 2–3 Hz band rather than enhanced vertical energy, favoring mechanisms that suppress or attenuate horizontal motion (e.g., site/near-surface effects) over direct reservoir-generated emission.

The resulting anomaly distribution shows no compelling alignment with mapped structural traps or regional Zagros tectonic trends, implying that near-surface heterogeneity, site response, and/or cultural noise dominate the observed signatures. Although the repeatability of the Z/H anomalies confirms the presence of a stable wavefield component, their non-unique origin limits their utility as standalone hydrocarbon indicators. Overall, the study provides a practical framework for quantifying the repeatability of passive-seismic spectral anomalies and highlights the necessity of rigorously separating anthropogenic and site-related contributions from any deeper subsurface signal in structurally complex basins.

کلیدواژه‌ها English

Passive seismic
Spectral anomaly
Spectral ratio
Temporal stability
Zagros basin

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 13 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 19 مرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 23 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 13 مهر 1405
  • تاریخ اولین انتشار 13 مهر 1405
  • تاریخ انتشار 13 مهر 1405