ارائه الگوي لرزه زمين ساختي بر اساس مطالعۀ تطبيقي توزيع تنش كولمب با پارامترهاي لرزه‌اي در زوج زمين‌لرزه اهر-ورزقان

Seismotectonic model based on comparative study of Coulomb stress change and seismic parameters of Ahar-Varzaghan earthquake doublet

زوج‌ زمين‌لرزه اهر- ورزقان به صورت دو رخداد پياپي در فاصلۀ زماني و مكاني نسبتا كوتاهي از هم، در تاريخ 21 مرداد ماه 1391 (11 آگوست 2012) باعث ايجادگسيختگي سطحي بطول 12 كيلومتر و لرزش مناطقي شد كه قبلا هيچ گسل فعالي در آن شناسايي نشده بود. با توجه به نظريۀ انتقال تنش و احتمال متأثر بودن رخداد دوم از رخداد اول، تغييرات تنش كولمب براي وضعيت‌هاي هندسي مختلف از صفحات گرهي دو رخداد مورد بررسي قرار گرفت و با توزيع مكاني پس‌لرزه‌ها مطابقت داده شد. با بررسي الگوي توزيع تنش كولمب در محيط اطراف و در نظر گرفتن پديده برهم كنش، مشخصات °82، °89 و °164 براي امتداد، شيب و ريك گسل مسبب رخداد اول با سازوكار راست لغز و °7، °49 و °31 براي امتداد، شيب و ريك گسل مسبب رخداد دوم با سازوكار معكوس همراه با مؤلفۀ كوچك امتداد لغز در نظر گرفته شد. نتايج بدست آمده از الگوي توزيع تنش مطابقت زيادي با نقشه‌هاي تغييرات مكاني مقدار b (b-value) در داده‌هاي قبل از زلزله دارد. پارامترb در واقع شيب رابطۀ گوتنبرگ-ريشتر است كه مرتبط با ساختار زمين ساختي منطقه بوده و وابسته به تنش موجود در منطقه مي‌باشد. با توجه به منطقۀ حداقل مقدار b در داده‌هاي قبل از زلزله، الگوهاي توزيع تنش كولمب براي گسل‌هاي منشاء، گيرنده و گسل‌هاي با جهت بهينه، نحوه انتشار گسيختگي نسبت به كانون رخداد اول و تظاهر سطحي آن و نيز سازوكار مختلف قطعات سيستم گسلي، ساختار خم فشارشي در حال توسعه براي منطقه متأثر از زوج زمين‌لرزه اهر-ورزقان پيشنهاد مي‌گردد. اين مدل ساختاري پيشنهادي مي‌تواند به ارزيابي خطر لرزه‌اي در مناطق محتمل براي شكستگي‌هاي آتي كمك كند.

On 11 August 2012, an earthquake doublet (Mw 6.4 and 6.2) occurred near the city of Ahar and Varzaghan, northwest Iran. Both events were only 6 km and 11 minutes apart, producing a surface rupture of about 12 km in length. It occurred on a so far unknown structure having sparse historical and modern seismicity in the area. According to the earthquake interaction phenomenon and stress transfer during the earthquake, the Coulomb stress changes was resolved on four different binary combination of nodal planes of the first and second mainshocks to specify “optimally oriented” nodal planes for defined orientation of the principal axes of the regional stress field and an assumed friction coefficient. Those binary nodal planes were chosen having the best fit to the most positive Coulomb failure stress changes and good correlation with the spatial distribution of the aftershocks greater than 3 for 3 months after the earthquake doublet. The results led to the values of 82°, 89°, and 164° respectively for strike, dip, and rake angles of the first earthquake source fault with right-lateral strike slip mechanism and the values of 7°, 49°, and 31° respectively for strike, dip, and rake angles of the second earthquake source fault with oblique reverse mechanism. There is also an excellent correlation between the spatial variation of b-value before the Ahar-Varzaghan earthquake and the stress increased regions along the optimally oriented source faults. The b-value parameter is actually the slope of the Gutenberg-Richter law and depends on tectonics and stress distribution in the region. Based on the Coulomb stress changes calculation, the spatial changes of the b-value before the Ahar-Varzaghan earthquake, the manifestation of the surface rupture caused by the earthquake, field observations, and the dominant trend of afterschocks revealing structural dependency of two source faults, we proposed a restraining bend structure and a complex style of deformation causing the earthquake. The proposed structural model can help to estimate the seismic hazard risk of future potential failure areas.