بررسي ساختار سرعتي پوسته فوقاني در ناحيه شمال خاور ايران در محدوده گسل هاي كشف‌رود و بينالود

Determination of upper crustal velocity structure in North Eastern part of Iran between Kashaf Roud and Binaloud faults

منطقه شمال خاور ايران در ايالت لرزهزمين‌ساختي كپهداغ قرار دارد كه بخشي از كمربند كوهزايي آلپ هيماليا است. اين منطقه در 20 سال اخير ميزبان زمينلرزههاي زيادي بوده است؛ لذا ميتوان با بررسي زمينلرزههاي منطقه و مكانيابي بهينه زمينلرزههاي رخ داده، مطالعات لرزهخيزي را به درستي انجام داد. براي دستيابي به دقت مناسب در مكانيابي زمينلرزهها ساختار سرعتي نقش كليدي دارد. با توجه به كم ژرفا بودن زمينلرزههاي منطقه ميتوان ساختار بالايي را تعيين كرد؛ لذا در اين مطالعه با استفاده از دادههاي ثبت شده در شبكههاي لرزهنگاري مشهد و قوچان ساختار سرعتي تعيين ميشود. ابتدا به منظور مطالعه ساختار سرعتي پوسته، نسبت سرعت امواج لرزهاي Vp/Vs به دو روش Wadati و اختلاف زمان رسيد برابر 1/72 تعيين و سپس با اعمال فيلترهاي مختلف و انتخاب تعدادي زمينلرزه مدل سرعتي يك بعدي تعيين شد. نتايج به دست آمده حاكي از وجود دو ناپيوستگي در ژرفاهاي 4 و 14 كيلومتر است. همچنين سرعت امواج تراكمي در لايه اول 5/9 كيلومتر بر ثانيه و لايه دوم 6/17 كيلومتر بر ثانيه تعيين شد. در مرحله بعد اين مدل يك بعدي به عنوان مدل اوليه براي تعيين ساختار سرعتي سه بعدي به كار رفت. به منظور اين مطالعه از كد لوتوس استفاده شد. نتايج، حاكي از تغييرات بارز سرعتي در مجاورت شهر مشهد است. نواحي پرسرعت در دو طرف شهر مشهد ديده ميشود كه ناشي از آبرفت انباشته شده مابين گسل هاي كشف رود و بينالود است. در ناحيه شمالي مشهد تغييرات سرعتي كم مشاهده ميشود كه ناشي از گسل توس است. در بخشي از جنوب مشهد يك ناپيوستگي بارز سرعتي ديده ميشود. اين تغيير سرعت در ژرفاي چهار كيلومتر مشاهده ميشود؛ اما در ژرفاي 8 كيلومتر ديده نميشود. احتمالاً اين تغييرات سرعتي ناشي از انباشت رسوبات آبرفتي در منطقه است كه روي سنگ بستر با ضخامت متفاوت قرار دارد. همچنين با توجه به نتايج توموگرافي، ناحيه منطبق بر سيستم گسلي شانديز نسبت به طرفين خود سرعت كمتري نشان ميدهد.

Northeastern part of Iran islocated in the Kopeh Dagh seismotectonic province. This province is part of the Alpine-Himalayan orogenic belt. In the last two decades, a number of earthquakes occurred in this region. Therefore, investigating and relocating these earthquakes with adequate precise play a great role in seismicity research of the study area. Adequate crustal structure velocity has a key role in relocating the earthquakes. Since the earthquakes in this region are shallow earthquakes, the upper part of crustal structure can be acquired. So in this study, Mashhad and Quchan seismological networks data were used to determine the crustal structure velocity. In order to determine the velocity structure, Vp/Vs was first determined using the methods of Wadati and travel time of1.72 .Then by applying various filters and selection of several earthquakes 1D velocity structure of the arrival times was determined. Results reveal two velocity discontinuities approximately at 4 and 14 km depths. The resulting model consists of a 4-km-thick layer with VP = 5.9 kms−1 overlying a 10-km-thick layer with VP = 6.17 kms−1. Then the initial 1D velocity model was used to determine the three-dimensional velocity structure using LOTOS code. The results show significant changes in the vicinity of Mashhad. Two zones with higher velocity are observed in the north and south of Mashhad due to Kashaf Roud and Binaloud Faults. In the north of Mashhad, a change in velocity is observed, which might be due to the Tous fault. In the south of Mashhad, a sharp velocity discontinuity at the depth of 4 km is probably due to an alluvium cover above a bedrock of varying thickness. Also, the tomography results indicate that the area of Shandiz fault system in the south of Mashhad is associated with a lower velocity zone compared to its adjacent areas.