روشي جديد براي توموگرافي ضريب كيفيت موج برشي: مطالعه‌ي موردي در شمال‌غرب ايران

A new method for quality factor tomography: a case study in NW Iran

در اين پژوهش، با الهام از توموگرافي زمان‌سير، روشي مشابه براي توموگرافي ضريب كيفيت موج برشي پيشنهاد مي‌شود. در اين روش مشابه توموگرافي زمان‌سير، از مقادير باقيمانده‌ي دامنه به‌دست آمده از روابط كاهندگي، به عنوان داده ورودي استفاده مي‌شود. به‌ منظور ارزيابي عملكرد اين روش، تغييرات ضريب كيفيت موج برشي در شمال‌غرب ايران با استفاده از داده‌هاي ثبت شده توسط 35 ايستگاه‌ لرزه‌نگاري محاسبه شده است. از ميان پرتوهاي ثبت شده، 2901 پرتو از 302 زلزله مورد استفاده قرار گرفته و تفاضل بين لگاريتم دامنه‌ي مشاهده‌اي و لگاريتم دامنه‌ي پيش‌بيني شده براي انجام توموگرافي دو‌بعدي ضريب كيفيت استفاده شده است. نتايج توموگرافي ضريب كيفيت، بي‌هنجاري‌هايي با ضريب كيفيت كمتر از ميانگين در راستاي گسله‌ي شمال تبريز نشان مي‌دهد كه احتمالاً مرتبط با حوضه‌هاي رسوبي جوان در اين منطقه است. همچنين بي‌هنجاري با ضريب كيفيت بالاتر از ميانگين در 50 كيلومتري شمال گسله‌ي شمال تبريز و موازي آن ديده مي‌شود كه منطبق بر رخنمون سنگ‌هاي آتشفشاني كرتاسه با سن حدود 100 ميليون سال است. در زير كوه‌هاي تالش و در شرق سبلان دو بي‌هنجاري مشاهده مي‌شود كه با سازندها و ساختارهاي سطحي مطابقت ندارد ولي از آنجا كه اين بي‌هنجاري‌ها بعد حذف زلزله‌هاي عميق (با عمق بيش از 15 كيلومتر) از توموگرام حذف مي‌شود مي‌توان حدس زد كه منشايي عميق (عميق‌تر از 15 كيلومتر) دارد. ما بي‌هنجاري عميق با ضريب كيفيت كمتر از ميانگين در شرق سبلان را به اثرات دمايي مرتبط با فوران‌هاي اخير آتشفشان سبلان، و بي‌هنجاري عميق با ضريب كيفيت در زير تالش را به وجود پوسته‌ي سرد و چگال در زير اين ناحيه (احتمالاً پوستهي خزر جنوبي) مرتبط مي‌دانيم. همخواني خوب آنومالي‌هاي سطحي با نقشه‌هاي زمين‌شناسي و آنومالي‌هاي عميق با نتايج مطالعات ژئوفيزيكي موجود، تائيدي بر توانايي روش پيشنهادي براي تشخيص تغييرات جانبي ساختارها از طريق بررسي تغييرات ضريب كيفيت موج برشي در منطقه مورد مطالعه است.

In this paper, we suggest a simple procedure for quality factor tomography inspired from local earthquake travel time tomography. Amplitude residuals (as input data) are calculated from difference between logarithm of observed amplitude and logarithm of predictive amplitude taken from ground motion equations. The averaged residuals on a station-by-station basis illustrate significant systematic variations in NW (northwest) Iran. Here, we assume that the variations are generated by lateral change of anelasticity (i.e. model parameter), created by change of rock properties. After formulating the relationship between data and model parameters, we carry out a two-dimensional (2-D) tomography for the NW of Iran as a case study using 2901 rays recorded by 35 seismic stations. The obtained tomogram shows anomalies that have been recognized before by travel time tomographies. Thus, we propose that the tomography of amplitude residuals is a proper method for resolving structural heterogeneities responsible for large amplitude variations across seismic regions. This may help to have more realistic seismic hazard assessments.