قرار گرفتن ایران در یکی از مناطق لرزه‌خیز جهان، کمربند آلپ – هیمالیا و احتمال وقوع زلزله‌های مخرب در اکثر نقاط کشور، شناخت سرشت لرزه‌ای ایران را از دیدگاه لرزه‌خیزی و لرزهزمینساختی با اهمیت ساخته است. مطالعه ساختمان سرعتی پوسته و گوشته بالایی در فلات ایران، درک بهتری از تکامل و تاریخچه تکتونیکی زونهای لرزهزمینساختی آنرا در اختیار می‌گذارد. امروزه با نصب ایستگاههای لرزه‌نگاری به صورت دائم و یا موقت، در نقاط مختلف کشور ضمن محاسبه دقیق مشخصات زمین‌لرزه‌ها (محل، زمان، بزرگا، عمق و … )، به مطالعه و تحقیق در خصوص وضعیت لرزه‌خیزی، شناسائی گسلهای فعال و لرزه‌زا و فرابینی پهنه‌های لرزه‌خیز ایران پرداخته می‌شود. در تمامی این مطالعات، وجود اطلاعات کافی و دقیق از ساختار سرعتی پوسته و گوشته فوقانی و یا تعیین آن، از ضروریات تحقیق بشمار می‌رود. لذا هدف از این تحقیق مطالعه ساختار پوسته فلات ایران براساس تحلیل تابع گیرنده و پاشش امواج سطحی می باشد. توابع گیرنده سریهای زمانی حاصل از لرزه‌نگاشتهای سه مؤلفه‌ای هستند که از واهمامیخت مؤلفه عمودی با مؤلفه‌های شعاعی و مماسی لرزه‌نگاشت جهت جداسازی اثرات ساختار زیر گیرنده از دیگر اطلاعات موجود در شکل موج P یا S دورلرز بدست می‌آیند. وارون این توابع می‌تواند اطلاعات مفیدی در مورد ساختار پوسته و گوشته بالایی به ما بدهد.
بدلیل تغییر سرعت گروه و فاز امواج سطحی با عمق برای دوره تناوبهای مختلف و ایجاد پاشندگی در این امواج و حساس بودن منحنی پاشندگی این امواج به سرعت موج برشی، برگردان منحنی پاشندگی این امواج نیز روشی مفید جهت تعیین متوسط سرعت مطلق موج برشی در محدوده وسیعی از عمق بین دو ایستگاه لرزه‌ای می‌باشد (تاکشی و سایتو ۱۹۷۲). توابع‌گیرنده به تغییر سرعت موج برشی و زمان سیر عمودی حساس بوده و می‌توانند تباین سرعت را در لایه‌های ساختار زیر گیرنده نشان دهند، ولی بین سرعت بدست آمده و عمق مورد نظر هماهنگی وجود ندارد (آمون، ۱۹۹۱). منحنی پاشندگی امواج سطحی هم به متوسط سرعت مطلق موج حساس بوده، ولی به ناپیوستگی های سرعت و تباین سرعت نسبت به تابع‌گیرنده حساسیت کمتری دارد. لذا استفاده از این روشها به تنهایی برای تعیین ساختار زمین باعث عدم قطعیت بالایی می گردد. اما ترکیب این دو و برگردان همزمان آنها می تواند مدل بهتر و دقیقتری از ناپیوستگیهای سرعت در زیر یک ایستگاه لرزه‌ای را نتیجه دهد. جهت تعیین توابع گیرنده روشهای مختلفی در حوزه های زمان و فرکانس وجود دارد. در این تحقیق جهت تعیین توابع گیرنده از روش واهمامیخت تکراری در حوزه زمان لیگوریا و آمون (۱۹۹۹) استفاده گردیده است. همچنین منحنیهای پاشندگی سرعت فاز مد اصلی امواج رایلی با استفاده از روش دو ایستگاهه تعیین گردیده و اطلاعات مربوط به منحنیهای پاشندگی سرعت گروه از تصاویر توموگرافی مطالعه مد اصلی امواج رایلی منطقه‌ای در ایران در دوره تناوب ۱۰ تا ۱۰۰ ثانیه (رام، ۲۰۰۹) گرفته شده است. جهت برگردان همزمان توابع گیرنده و منحنیهای پاشندگی سرعت گروه و فاز مد اصلی امواج رایلی و تعیین مدل سرعتی پوسته و مرز ناپیوستگی موهو در زیر ایستگاههای باند پهن شبکه ملی لرزه‌نگاری کشور (INSN) نرم افزار هرمن و آمون (۲۰۰۳) مورد استفاده قرار گرفت. ایستگاههای باند پهن شبکه ملی لرزه‌نگاری کشور در زونهای لرزهزمینساختی و در مناطق لرزه‌خیز و فعال کشور پراکنده می‌باشند. بررسی مدل سرعتی پوسته در زیر این ایستگاهها و تعمیم آن به زونهای لرزه‌زمین ساختی مختلف در کشور می‌تواند شناخت بهتری از عمق ناپیوستگی موهو و ساختمان سرعتی پوسته در زیر فلات ایران در اختیار قرار دهد.
در این رساله سعی شده است، در ابتدا با انتخاب بیش از یک سال داده دورلرز ثبت شده در ایستگاههای باند پهن شبکه ملی لرزه‌نگاری کشور و پردازش آنها، توابع گیرنده تعیین و سپس با برگردان همزمان آنها با منحنیهای پاشندگی سرعت گروه امواج رایلی، مدل دقیقی از ساختار سرعتی پوسته، در زیر این ایستگاهها بدست آید. همچنین با استفاده از سه سال داده دورلرز ثبت شده در ایستگاههای لرزه‌ای مفروض منحنیهای پاشندگی سرعت فاز امواج رایلی از روش دو ایستگاهی محاسبه و سپس مدل سرعتی پوسته در زیر این ایستگاهها، نیز با برگردان همزمان آنها با توابع گیرنده مربوط به هر ایستگاه بدست آمد. علاوه بر آن عمق ناپیوستگی موهو و نسبت VP/VS با استفاده از روش ژو وکاناموری (۲۰۰۰) به عنوان یک روش تکمیلی دیگر، بدست آمد و با نتایج حاصل از دو روش بالا مقایسه گردید. نهایتاً با تلفیق این نتایج با اطلاعات حاصل از کارهای قبلی انجام گرفته، به ارائه مدلی برای فلات ایران تعمیم داده شد.
نتایج حاصل از این رساله نشان می‌دهد که عمق موهو در قسمت غربی زاگرس در زیر ایستگاه شوشتر ۴۷-۴۶ کیلومتر می‌باشد، که به سمت شرق افزایش می‌یابد و در زیر ایستگاه قیر به ۴۸-۴۶ کیلومتر می‌رسد، از آنجا تا زون سنندج سیرجان در زیر ایستگاه سنندج تا عمق ۵۶-۵۵ کیلومتری دوباره افزایش می‌یابد، تا به ماکزیمم مقدار خود می‌رسد و تا زیر ایران مرکزی در ایستگاه آشتیان تا عمق ۴۹-۴۸ کیلومتری کاهش می‌یابد. در جنوب شرقی زاگرس در منطقه گذار از زاگرس به مکران در ایستگاه بندرعباس، موهو دارای عمق ۵۲-۵۱ کیلومتر و ضخامت پوسته بلورین ۴۵ کیلومتر می‌باشد. در حاشیه جنوبی البرز مرکزی در زیر دو ایستگاه لرزه‌نگاری دماوند و تهران پوسته بلورین به طور متوسط دارای ضخامت ۴۶-۴۴ کیلومتر و موهو دارای عمق ۵۶-۵۳ کیلومتری می‌باشد. در دو ایستگاه گرمی و ماکو واقع در شمال غرب ایران عمق موهو ۴۳-۴۰ بدست آمد. ایستگاههای آشتیان، نایین و کرمان به ترتیب در شمال غرب، غرب و در جنوب ایران مرکزی و ایستگاه زاهدان در زون شرق ایران قرار گرفته‌اند. بر اساس نتایج این تحقیق عمق موهو در ایستگاههای حواشی ایران مرکزی از ۴۸-۴۹ کیلومتر در زیر ایستگاه آشتیان تا ۵۸-۵۶ کیلومتر در زیر نایین و ۴۸-۴۷ کیلومتر در زیر ایستگاه کرمان تغییر می کند. عمق موهو در زیر ایستگاه زاهدان نیز ۴۰ کیلومتر می باشد.
بنابراین نتایج کلی این تحقیق را اینگونه می توان خلاصه نمود که عمق موهو در زیر فلات ایران از ۴۳-۴۰ کیلومتر در شمال غرب ایران زیر ایستگاههای ماکو و گرمی تا ۵۸-۵۶ کیلومتر در زیر ایستگاه نایین واقع در ایران مرکزی تغییر می‌کند. متوسط عمق موهو در قسمتهای جنوبی البرز مرکزی (ایستگاههای دماوند و تهران) ۵۶-۵۳ کیلومتر می‌باشد. ضخامت پوسته برای ایستگاههای واقع در مرکز ایران (کرمان و آشتیان)، جنوب غربی ایران (قیر) و قسمت جنوبی ایران (بندرعباس) از ۴۸ الی ۵۲ کیلومتر تغییر می کند.
مطالعه ساختار پوسته قاره‌ای فلات ایران بر اساس تحلیل تابع گیرنده و پاشش امواج سطحی/نصرآبادی افسانه
/توسط Arash Eslamiقرار گرفتن ایران در یکی از مناطق لرزه‌خیز جهان، کمربند آلپ – هیمالیا و احتمال وقوع زلزله‌های مخرب در اکثر نقاط کشور، شناخت سرشت لرزه‌ای ایران را از دیدگاه لرزه‌خیزی و لرزهزمینساختی با اهمیت ساخته است. مطالعه ساختمان سرعتی پوسته و گوشته بالایی در فلات ایران، درک بهتری از تکامل و تاریخچه تکتونیکی زونهای لرزهزمینساختی آنرا در اختیار می‌گذارد. امروزه با نصب ایستگاههای لرزه‌نگاری به صورت دائم و یا موقت، در نقاط مختلف کشور ضمن محاسبه دقیق مشخصات زمین‌لرزه‌ها (محل، زمان، بزرگا، عمق و … )، به مطالعه و تحقیق در خصوص وضعیت لرزه‌خیزی، شناسائی گسلهای فعال و لرزه‌زا و فرابینی پهنه‌های لرزه‌خیز ایران پرداخته می‌شود. در تمامی این مطالعات، وجود اطلاعات کافی و دقیق از ساختار سرعتی پوسته و گوشته فوقانی و یا تعیین آن، از ضروریات تحقیق بشمار می‌رود. لذا هدف از این تحقیق مطالعه ساختار پوسته فلات ایران براساس تحلیل تابع گیرنده و پاشش امواج سطحی می باشد. توابع گیرنده سریهای زمانی حاصل از لرزه‌نگاشتهای سه مؤلفه‌ای هستند که از واهمامیخت مؤلفه عمودی با مؤلفه‌های شعاعی و مماسی لرزه‌نگاشت جهت جداسازی اثرات ساختار زیر گیرنده از دیگر اطلاعات موجود در شکل موج P یا S دورلرز بدست می‌آیند. وارون این توابع می‌تواند اطلاعات مفیدی در مورد ساختار پوسته و گوشته بالایی به ما بدهد.
بدلیل تغییر سرعت گروه و فاز امواج سطحی با عمق برای دوره تناوبهای مختلف و ایجاد پاشندگی در این امواج و حساس بودن منحنی پاشندگی این امواج به سرعت موج برشی، برگردان منحنی پاشندگی این امواج نیز روشی مفید جهت تعیین متوسط سرعت مطلق موج برشی در محدوده وسیعی از عمق بین دو ایستگاه لرزه‌ای می‌باشد (تاکشی و سایتو ۱۹۷۲). توابع‌گیرنده به تغییر سرعت موج برشی و زمان سیر عمودی حساس بوده و می‌توانند تباین سرعت را در لایه‌های ساختار زیر گیرنده نشان دهند، ولی بین سرعت بدست آمده و عمق مورد نظر هماهنگی وجود ندارد (آمون، ۱۹۹۱). منحنی پاشندگی امواج سطحی هم به متوسط سرعت مطلق موج حساس بوده، ولی به ناپیوستگی های سرعت و تباین سرعت نسبت به تابع‌گیرنده حساسیت کمتری دارد. لذا استفاده از این روشها به تنهایی برای تعیین ساختار زمین باعث عدم قطعیت بالایی می گردد. اما ترکیب این دو و برگردان همزمان آنها می تواند مدل بهتر و دقیقتری از ناپیوستگیهای سرعت در زیر یک ایستگاه لرزه‌ای را نتیجه دهد. جهت تعیین توابع گیرنده روشهای مختلفی در حوزه های زمان و فرکانس وجود دارد. در این تحقیق جهت تعیین توابع گیرنده از روش واهمامیخت تکراری در حوزه زمان لیگوریا و آمون (۱۹۹۹) استفاده گردیده است. همچنین منحنیهای پاشندگی سرعت فاز مد اصلی امواج رایلی با استفاده از روش دو ایستگاهه تعیین گردیده و اطلاعات مربوط به منحنیهای پاشندگی سرعت گروه از تصاویر توموگرافی مطالعه مد اصلی امواج رایلی منطقه‌ای در ایران در دوره تناوب ۱۰ تا ۱۰۰ ثانیه (رام، ۲۰۰۹) گرفته شده است. جهت برگردان همزمان توابع گیرنده و منحنیهای پاشندگی سرعت گروه و فاز مد اصلی امواج رایلی و تعیین مدل سرعتی پوسته و مرز ناپیوستگی موهو در زیر ایستگاههای باند پهن شبکه ملی لرزه‌نگاری کشور (INSN) نرم افزار هرمن و آمون (۲۰۰۳) مورد استفاده قرار گرفت. ایستگاههای باند پهن شبکه ملی لرزه‌نگاری کشور در زونهای لرزهزمینساختی و در مناطق لرزه‌خیز و فعال کشور پراکنده می‌باشند. بررسی مدل سرعتی پوسته در زیر این ایستگاهها و تعمیم آن به زونهای لرزه‌زمین ساختی مختلف در کشور می‌تواند شناخت بهتری از عمق ناپیوستگی موهو و ساختمان سرعتی پوسته در زیر فلات ایران در اختیار قرار دهد.
در این رساله سعی شده است، در ابتدا با انتخاب بیش از یک سال داده دورلرز ثبت شده در ایستگاههای باند پهن شبکه ملی لرزه‌نگاری کشور و پردازش آنها، توابع گیرنده تعیین و سپس با برگردان همزمان آنها با منحنیهای پاشندگی سرعت گروه امواج رایلی، مدل دقیقی از ساختار سرعتی پوسته، در زیر این ایستگاهها بدست آید. همچنین با استفاده از سه سال داده دورلرز ثبت شده در ایستگاههای لرزه‌ای مفروض منحنیهای پاشندگی سرعت فاز امواج رایلی از روش دو ایستگاهی محاسبه و سپس مدل سرعتی پوسته در زیر این ایستگاهها، نیز با برگردان همزمان آنها با توابع گیرنده مربوط به هر ایستگاه بدست آمد. علاوه بر آن عمق ناپیوستگی موهو و نسبت VP/VS با استفاده از روش ژو وکاناموری (۲۰۰۰) به عنوان یک روش تکمیلی دیگر، بدست آمد و با نتایج حاصل از دو روش بالا مقایسه گردید. نهایتاً با تلفیق این نتایج با اطلاعات حاصل از کارهای قبلی انجام گرفته، به ارائه مدلی برای فلات ایران تعمیم داده شد.
نتایج حاصل از این رساله نشان می‌دهد که عمق موهو در قسمت غربی زاگرس در زیر ایستگاه شوشتر ۴۷-۴۶ کیلومتر می‌باشد، که به سمت شرق افزایش می‌یابد و در زیر ایستگاه قیر به ۴۸-۴۶ کیلومتر می‌رسد، از آنجا تا زون سنندج سیرجان در زیر ایستگاه سنندج تا عمق ۵۶-۵۵ کیلومتری دوباره افزایش می‌یابد، تا به ماکزیمم مقدار خود می‌رسد و تا زیر ایران مرکزی در ایستگاه آشتیان تا عمق ۴۹-۴۸ کیلومتری کاهش می‌یابد. در جنوب شرقی زاگرس در منطقه گذار از زاگرس به مکران در ایستگاه بندرعباس، موهو دارای عمق ۵۲-۵۱ کیلومتر و ضخامت پوسته بلورین ۴۵ کیلومتر می‌باشد. در حاشیه جنوبی البرز مرکزی در زیر دو ایستگاه لرزه‌نگاری دماوند و تهران پوسته بلورین به طور متوسط دارای ضخامت ۴۶-۴۴ کیلومتر و موهو دارای عمق ۵۶-۵۳ کیلومتری می‌باشد. در دو ایستگاه گرمی و ماکو واقع در شمال غرب ایران عمق موهو ۴۳-۴۰ بدست آمد. ایستگاههای آشتیان، نایین و کرمان به ترتیب در شمال غرب، غرب و در جنوب ایران مرکزی و ایستگاه زاهدان در زون شرق ایران قرار گرفته‌اند. بر اساس نتایج این تحقیق عمق موهو در ایستگاههای حواشی ایران مرکزی از ۴۸-۴۹ کیلومتر در زیر ایستگاه آشتیان تا ۵۸-۵۶ کیلومتر در زیر نایین و ۴۸-۴۷ کیلومتر در زیر ایستگاه کرمان تغییر می کند. عمق موهو در زیر ایستگاه زاهدان نیز ۴۰ کیلومتر می باشد.
بنابراین نتایج کلی این تحقیق را اینگونه می توان خلاصه نمود که عمق موهو در زیر فلات ایران از ۴۳-۴۰ کیلومتر در شمال غرب ایران زیر ایستگاههای ماکو و گرمی تا ۵۸-۵۶ کیلومتر در زیر ایستگاه نایین واقع در ایران مرکزی تغییر می‌کند. متوسط عمق موهو در قسمتهای جنوبی البرز مرکزی (ایستگاههای دماوند و تهران) ۵۶-۵۳ کیلومتر می‌باشد. ضخامت پوسته برای ایستگاههای واقع در مرکز ایران (کرمان و آشتیان)، جنوب غربی ایران (قیر) و قسمت جنوبی ایران (بندرعباس) از ۴۸ الی ۵۲ کیلومتر تغییر می کند.