عناوین پایان‌نامه و سمینارهای کارشناسی ارشد
رشته ژئوفیزیک – زلزله شناسی

دوره دوم سال تحصیلی ۱۳۸۸-۱۳۸۷

کوروش قيصري
شبيه سازي پالس هاي حوزه نزديک گسل براي شهر تهران با استفاده از مدل گسيختگي گسل مشاء – فشم

تجربه زلزله‌هاي گذشته به خصوص زلزله‌هاي اخير نشان مي‌دهد كه جنبش زمين در نزديك گسل داراي خصوصيات ويژه‌اي مي‌باشد كه با حركات زمين در مناطق دور از گسل متفاوت است. در مناطق نزديك گسل، حركات زمين شديداً تحت تاثير مكانيزم شكست، جهت گسترش گسلش نسبت به ساختگاه و تغييرمكان ماندگار زمين قرار دارد. ‌اين عوامل در مجموع سبب ايجاد دو پديده جهت‌پذيری گسيختگي و تغييرمكان ‌ماندگار (گام جهشي تغييرمكان) شده که براي تخمين حركت زمين در نزديكي گسل‌هاي فعال مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
در فصل اول معرفی مختصری از جهت‌پذيری آورده شد. در ادامه برای آگاهی دقيق‌تر از مفهوم جهت‌پذيری و نقش عمده آن در جنبش نيرومند زمين در حوزه نزديک، توضيحات بيشتری در مورد اين پديده و انواع آن آورده شده ‌است. با در نظر گرفتن موقعيت ساختگاه و جهت انتشار گسيختگی و لغزش بر روی گسل، می‌توان جهت‌پذيری را به سه گروه جهت‌پذيری پيش‌رونده، جهت‌پذيری پس‌رونده و جهت‌پذيری خنثی تقسيم‌بندی نمود. شکل (۲-۱) چگونگي رخداد پديده‌هاي جهت‌پذيری پيش‌رونده و جهت‌پذيری پس‌رونده را نشان مي‌دهد. پديده جهت‌پذيری پيش‌رونده هنگامي اتفاق مي‌افتد كه گسيختگي به سمت ساختگاه گسترش يافته و جهت لغزش گسل نيز به سمت آن ‌باشد. در‌اين صورت به دليل نزديك بودن سرعت گسيختگي گسل به سرعت امواج برشي زلزله (سرعت گسيختگي كمي ‌كمتر از سرعت امواج برشي است)، هنگامي كه جبهه گسيختگي از کانون به سمت ساختگاه انتشار مي‌يابد امواج آزاد شده در اثر لغزش‌هاي متوالي نواحي مختلف گسل در نزديكي جبهه گسلش (قسمت جلوي مسير گسيختگي در گسل) جمع مي‌شوند. در نتيجه در پديده جهت‌پذيری پيش‌رونده جبهه موج دفعتاً و به صورت يك شوك قوي به ساختگاه مي‌رسد، كه ‌اين شوك به صورت يك پالس قوي حركت در جهت عمود بر لغزش و در ابتداي نگاشت زلزله قابل تشخيص است. بنابراين شرايط جهت‌پذيری پيش‌رونده از روي مدت دوام كم و پالس‌هايي با دامنه بزرگ و پريودهاي متوسط تا بلند قابل شناسايي است.
اگر ساختگاه در موقعيتي باشد كه گسترش گسيختگي موجب دور شدن جبهه گسلش از ساختگاه ‌شود، امواج زلزله به آرامي ‌و به صورت توزيع شده در طول زمان به ساختگاه مي‌رسند. به ‌اين شرايط اصطلاحاً جهت‌پذيری پس‌رونده گفته مي‌شود كه مشخصه آن نگاشتهايي با دامنه كم و مدت دوام طولاني مي‌باشد. در صورتي كه ساختگاه در موقعيتي قرار گيرد بنحوي كه گسيختگي نه از آن دور گردد و نه به سمت آن باشد، جهت‌پذيري خنثي رخ مي‌دهد.
شكل (۱-۲) نشان دهنده اثر جهت‌پذيری در جابه‌جايي‌هاي زمين در زلزله لوما‌پريتا (۱۹۸۹) مي‌باشد. با ‌اينكه دو‌ايستگاه كوراليتوس و برانسيفورت درايو چه در جهت عمود بر گسل و چه در جهت موازي گسل به علت پديده جهت‌پذيری پس‌رونده خيلي قوي نيستند ولي نگاشتهاي مولفه عمود بر گسل ‌ايستگاه‌هاي سد لكسينگتون و هوليستر كه در دو انتهاي گسل قرار دارند به دليل پديده جهت‌پذيری پيش‌رونده بسيار قوي مي‌باشند. بنابراين مشاهده مي‌شود كه عموماً پالس‌هاي قوي ناشي از پديده جهت‌پذيري در جهت انتشار گسيختگي و دور از رومركز و در امتداد عمود بر گسل تشكيل مي‌گردند.

در بعضي موارد جهت بررسي تفاوت بين مولفه‌هاي افقي زمين، از دياگرام‌هاي جهت ماكزيمم سرعت استفاده مي‌شود. شكل (۱-۳) كليه ‌ايستگاه‌هاي با فاصله كمتر از km5 از گسل چلونگپو در زلزله
چي‌چي (۱۹۹۹) تايوان را نشان مي‌دهد. لوب‌هاي نشان داده شده در اطراف هر ‌ايستگاه نشان دهنده ماكزيمم سرعت ثبت شده در هر ‌ايستگاه در جهت‌هاي مختلف مي‌باشد. چنانكه مشاهده مي‌شود عموماً و ( نه الزاماً )جهت ماكزيمم سرعت منطبق بر جهت عمود بر گسل مي‌باشد.
پديده جهت‌پذيری هم در گسل‌هاي امتداد لغز و هم در گسل‌هاي شيب لغز اتفاق مي‌افتد. در مكانيزم شكست راستالغز و همچنين گسلش معكوس به علت پراكنش شعاعي تغيير مكان برشي روي آن، موجب مي‌شود كه پالس حركت عمود بر جهت لغزش باشد. درگسل‌هاي شيب‌لغز نيز شرايط جهت‌پذيری پيش‌رونده براي‌ايستگاه‌هايي كه در قسمت فوقاني صفحه گسلش قرار دارند، مهيا مي‌گردد.

خصوصيت ديگر نگاشت زلزله‌هاي جديد مانند زلزله‌هاي سال ۱۹۹۹ تركيه و تايوان، تغييرمكان دائمي‌ زمين در اثر تغيير شكل استاتيك آن در مناطق نزديك گسل مي‌باشد.‌اين تغييرمكان استاتيك كه تغيير مكان ماندگار (گام جهشي تغييرمكان) نيز ناميده مي‌شود، در بازه زماني چند ثانيه‌اي لغزش گسل اتفاق مي‌افتد. ‌اين تغييرمكان ماندگار درجهت لغزش گسل اتفاق افتاده و مستقل از حركت پالسي زمين كه در امتداد عمود بر راستاي لغزش اتفاق مي‌افتد، مي‌باشد.شكل (۱-۵) جهت پالس حركت زمين و تغيير مكان ماندگار را براي گسل‌هاي راستالغز و شيب‌لغز به صورت شماتيك نشان مي‌دهد. چنانكه مشاهده مي‌شود در گسلش راستالغز پالس جهت‌پذيری در راستاي عمود بر جهت لغزش اتفاق مي‌افتد در حالي كه تغييرمكان ماندگار در جهت لغزش گسل رخ مي‌دهد، ولي در گسلش شيب‌لغز هم پالس جهت‌پذيری و هم تغييرمكان ماندگار درجهت عمود برلغزش رخ مي‌دهد. تاريخچه زماني پالس جهت‌پذيری و تغييرمكان ماندگار براي گسل‌هاي راستالغز و شيب‌لغز در شكل (۱-۴) نشان داده شده است.

مهدي غلامي
شناسايي گسل هاي پنهان و فعال بااستفاده از داده هاي لرزه نگاري بازتابي و تاثير آن بر مخازن هيدروكربني در ميدان رگ سفيد

ارزیابی خطر لرزه ای نیازمند داشتن اطلاعات لرزه ای گسل های فعال می باشد. در نواحی لرزه خیزی مانند زاگرس، که الگوی لرزه خیزی پراکنده ای دارند و گسل های فعال پی سنگ، توسط پوشش رسوبی فانروزوئیک(بخشي از زمان زمين شناسي که نماينده آن سنگهاي با محتواي فسيلي فراوان است. اين ابر دوران از انتهاي ابر دوران پروتروزوييک (۵۴۰ ميليون سال قبل) تا زمان حال ادامه دارد) پوشیده شده اند، شناسایی گسل های فعال دشوار می باشد. با استفاده از داده هاي لرزه اي بازتابي كه عمق نفوذي تا حد چندين كيلومتر به داخل زمين را دارند، مي توان به وجود گسل هاي پنهان پي برد و در نتيجه آنها را مورد شناسايي قرار داد. دقت داده هاي لرزه اي در اين موارد خيلي بيشتر از داده هاي زلزله اي (در صورت نبود ایستگاه های محلی و متراکم) و لرزه زمين ساختي مي باشد، بطوريكه مي توان ادعا كرد هنگام تفسير داده هاي لرزه اي بسياري از پديده هاي زمين شناسي مانند گسل ها و تاقديس ها و ناوديس ها، تا حد زيادي قابل مشاهده مي باشند كه اگر داده هاي لرزه اي موجود به صورت سه بعدي برداشت شده باشند، قدرت تفكيك و شناسايي و ضريب اطمينان آن بالاتر خواهد رفت . پس مي توان از يك طرف، با مشاهده و تفسير داده هاي لرزه اي بازتابي، وجود گسل هاي يك منطقه را به اثبات رساند و اگر در تفسير؛ اين گسل تا سطح ادامه داشته باشد ميتوان ادعا كرد كه گسل مورد نظر فعال مي باشد. از طرف ديگر با داشتن اطلاعات زلزله اي منطقه ي مورد مطالعه و مربوط دانستن زلزله ها به گسل مورد نظر، اطمينان در مورد فعال بودن گسل مربوطه؛ به مقدار بسيار زيادي بالاتر خواهد رفت.
در حوضه هاي رسوبي حاوي مخازن هيدروكربني؛ انرژي لرزه اي (رويداد زمين لرزه)، مي تواند تغييراتي در مشخصات مخازن را موجب گردد. اگر زمان وقوع يك زلزله ي خاص دريك منطقه؛ در دست باشد و از طرف ديگر، اطلاعات برداشت و توليد نفت از مخزن نفتي منطقه ي مذكور؛ كمي قبل و بعد از وقوع زلزله، موجود باشد، مي توان تاثير و ارتباط احتمالي بين وقوع زمين لرزه هاي منطقه ي مورد مطالعه بر روي ميزان توليد هيدروكربن در چاه هاي توليدي ميدان مذكور را مورد مطالعه قرار داد. اگر ميزان توليد چاه هاي مذكور بعد از وقوع زمين لرزه، افزايش يابد، مي توان انرژي زمين لرزه را به عنوان يكي از روش هاي ازدياد برداشت از مخازن هيدروكربني، در نظر گرفت.
در اين مطالعه، پس از بررسي و بازشناسايي گسل رگ سفيد با استفاده از داده هاي لرزه نگاري بازتابي، زمين لرزه هاي مربوط به منطقه ي مورد مطالعه با گسل ياد شده، انطباق داده شده است. ولي به علت خوشه اي بودن چاه هاي توليدي، اثرات زمين لرزه در توليد، دست يابي نبوده است.

رضا عليخانزاده
پهنه بندی خطر زمین لرزه و تهیه نقشه های شتاب طیفی برای سنگ بستر در محدوده ˚۵۳ تا ˚۴/۶۳ طول جغرافیایی و ˚۲۵ تا ˚۴/۳۸ عرض جغرافیایی

هدف از این تحقیق پهنه بندی خطر زمین لرزه برای نیمه شرقی ایران و تهیه نقشه های شتاب طیفی برای سنگ بستر می باشد. در این تحقیق از تحلیل خطر زمین لرزه به روش احتمالی استفاده شده است و چشمه های لرزه زا بصورت خطی و سطحی در نظرگرفته شده اند. در مورد چشمه های لرزه زا از مقیاس ۱:۲۵۰۰۰۰۰ استفاده شده است و کاتالوگ زمین لرزه ها نیز از ترکیب و همگن سازی چهار کاتالوگ مختلف بدست آمده اند.کاتالوگ نتیجه شده شامل ۶۳۲۷ زمین لرزه تاریخی و دستگاهی است که مربوط به سالهای ۷۳۴ تا ۲۰۰۹ میلادی می باشند که پس از حذف پیش لرزه ها و پس لرزها و همچنین حذف بزرگاهای گشتاوری کمتر از ۴ مورد استفاده قرار گرفت.
نتیجه این تحقیق شامل نقشه های شتاب حداکثر(PGA ) و نقشه های شتاب طیفی برای دوره بازگشت های مختلف برای نیمه شرقی ایران و همچنین نمودارهای شتاب طیفی است که برای مراکز استانها در ناحیه مورد مطالعه آورده شده است.

زينب جدي
تعيين ساختار سه بعدي پوسته در منطقه بم به روش توموگرافي زمين لرزه هاي محلي

مسائل توموگرافی نوع خاصی از مسائل معکوس می باشند، بطوریکه در آن، نخست اندازه گیری هایی از انتشار نوعی انرژی درون محیط، صورت می گیرد، آنگاه ویژگی دریافت شدۀ این انرژی (دامنه موج، شکل موج، زمان سیر) جهت پی بردن به پارامترهای درونی محیط که با این ویژگی ارتباط دارند، مورد استفاده قرار می گیرند. توموگرافی بازسازی تصویری پارامترهای فیزیکی یک جسم در مقطعی از آن جسم با انجام اندازه گیری هایی در سطح خارجی جسم می باشد.
َتوموگرافی لرزه ای در گسترۀ وسیعی از مطالعۀ درون زمین در مقیاس جهانی تا مطالعات با قدرت تفکیک بالا در ژئوفیزیک اکتشافی، بکار گرفته شده است. در مقیاس جهانی، هدف، بررسی ساختارهای هسته، جبه و پدیده های تکتونیکی بزرگ مقیاس می باشد. در مقیاس کوچکتر، هدف بررسی ساختار های محلی می باشد.
باید اشاره کرد که یکی از وظایف زلزله شناسان مطالعات دقیق تعیین نقاط تهدید و جلوگیری از خطرات احتمالی می باشد. تعیین محل زمین لرزه های رویداده در هر منطقه در شناسایی پتانسیل لرزه خیزی و گسل های پنهان و تحلیل های خطر پذیری در آن منطقه کمک شایان توجهی می نماید و یکی از عوامل مهم برای تعیین محل زمین لرزه ها شناخت ساختار سرعتی زمین بخصوص پوسته زمین می باشد.
با انجام توموگرافي محلي در یک منطقه، سعی داریم ساختار سرعتي آنجا را به دست آوريم. با كنار هم قرار دادن نتايج حاصل از توموگرافي و مطالعات زمين شناسي انجام شده در منطقه، ساختار زمين شناسي، تكتونيكي و… منطقه به تصوير كشيده مي شود و اين تصاوير مي تواند محل دقيق رويدادها و نحوۀ لرزه خيزي منطقه و روندهاي گسلي و … را براي مطالعات زلزله شناسي و جنس سنگ ها و … را براي اهداف زمين شناسي و مهندسي به دست دهد.
در اين تحقيق تعيين تصوير سه بعدي ساختار سرعتي منطقۀ بم مد نظر است. نتايج اين تحقيق مي تواند در به نقشه در آوردن و به تصوير كشيدن گسل بم-بروات و بويژه چگونگي ادامۀ آن در عمق مؤثر باشد. با توجه به وجود اين پرتگاه گسلي در مجاورت شهر بم و ابهامات زيادي كه عليرغم انجام مطالعات گسترده در نسبت دادن لرزه خيزي به اين گسل فعال وجود دارد، در تحقيق حاضر سعي بر اين است تا با به نقشه در آوردن تصوير سه بعدي ساختار سرعتي منطقه، تصوير اين گسل در عمق و در صورت امكان نقش آن در ايجاد زمين لرزۀ دي ماه ۱۳۸۲ مورد بررسي قرار گيرد.
براي اين منظور از داده هاي مربوط به مطالعۀ پس لرزه های زمین لرزۀ بم، كه شبکه ای متشکل از ۲۳ ایستگاه ۳ مؤلفه ای در اطراف ناحیۀ رو مرکزی زمین لرزۀ بم در هشتم دی ماه، سه روز پس از زمین لرزۀ اصلی و برای حدود یک ماه توسط پژوهشگاه بين المللي زلزله شناسي و مهندسي زلزله (IIEES) و لابراتوار تكتونيك و ژئوفيزيك ژوزف فوريه فرانسه (LGIT) بر پا گردید، استفاده شده است.
براي تعيين ساختار سه بعدي منطقه و هندسۀ گسل فعال بم، داده هاي زمان سير پس لرزه هاي زمين لرزۀ بم بطور همزمان براي ساختار سرعت سه بعدي و كانون زمين لرزه ها با استفاده از نرم افزار simulps14 وارون سازي شده اند.
تغييرات سرعت سه بعدي موج P براي اعماق كمتر از ۲۰ كيلومتر در اين مطالعه بدست آمده است، زير اعماق ۱۰ كيلومتر سرعت كمي در منطقه حاكم است و در عمق ۱۴ كيلومتري در قسمت غربي يك آنومالي با سرعت بالا ديده مي شود. تفاوت در سرعت مشاهده اي در دو طرف گسل بم در اعماق ۱۰-۲۰ كيلومتري در تصاوير توموگرافي و مقاطع عرضي ترسيمي بطور واضح ديده مي شود. اين تفاوت سرعتي به گسل معكوس بم-بروات نسبت داده مي شود. به نظر مي رسد گسل بم-بروات ساختار فعال اصلي منطقه طي زمين لرزۀ مخرب ۵ دي ماه ۱۳۸۲ بوده است.