نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تکتونیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، گروه زمین شناسی، تهران- ایران

2 استادیار تکتونیک، گروه زمین شناسی، دانشگاه سیستان وبلوچستان، زاهدان، ایران

3 کارشناسارشد تکتونیک، شرکتملی نفت، اهواز، ایران

4 کارشناس بخشاکتشاف، سازمان صنعت، معدن، تجارت استان سیستان و بلوچستان

چکیده

بیشترین فعَالیت­های لرزه­ای درشمال شرق ایران، در اطراف سیستم­های گسلی اصلی که اکثراً در راستایی تقریباً NW-SE توزیع یافته­اند، مشاهده می­شود. تحلیل­های فرکتالی به روش مربع شمار در شرق ایران انجام شد که برای این منظور منطقه مطالعاتی را به (12) محدوده مجزا تقسیم و هر محدوده را بطور جداگانه تحلیل نمودیم. بعد فرکتالی بین مقادیر 0 تا 2 تغییر می­کند اگر بعد فرکتال نزدیک به صفر باشد، نشان دهنده این است که گسلها و  زمین لرزه­ها در یک نقطه متمرکز شده­اند و اگر بعد به عدد 2 نزدیک باشد نشان دهنده­ی پراکندگی گسلها و زمین­لرزها در کل محدوده است. در واقع این روش مقایسه­ایی بین مناطق همجوار از لحاظ نرخ فعَالیت لرزه­ایی     می­باشد. براساس نتایج بدست آمده با فاصله گرفتن از سیستم گسلی اصلی در منطقه که دارای روند NW-SE بوده، از میزان بعد فرکتال و در نتیجه لرزه­خیزی کاسته می­شود که این امر نشان دهنده وجود ناپیوستگی در سیستم­های گسلی اصلی در منطقه می­باشد. مقدار بالای بعد فرکتال در محدوده­های قائن، بشرویه و تربت­حیدریه و هم­چنین کاهش در مقدار بعد فرکتال محدوده­های بیرجند، گزیک و تایباد، پیشنهاد می­کند که منطقه انتهایی سیستم­های گسلی اصلی در شرق در منطقه­ی محدوده­­­های بیرجند و تایباد باشد. براساس تحلیل فرکتالی گسل­های منطقه و بررسی داده­های لرزه­ای، عمده فعالیت لرزه­ای درشمال شرق ایران با الگوی زمین­لرزه­های درون    قاره­ای با عمق کم (اکثرا بین 10- 20 کیلومتر) بوده و در ارتباط با چشمه­های خطی (گسل­های) اصلی در منطقه و یا شاخه­های فرعی آنها رخ می­دهد. هم­چنین توزیع ابعاد فرکتالی حجمی و سطحی شمال شرق ایران نشان دهنده فعَالیت لرزه­ای بالاتر در بخش­های مرکزی و  غربی آن نسبت به سایر مناطق مجاور می­باشند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Fractal Geometry of Faults and Seismicity of the North-East of Iran

نویسندگان [English]

  • Mohsen jami 1
  • Aliasghar Moridi Fariman 2
  • Mojtaba mehrpouyan 3
  • Gholam Reza Mazlum 4

چکیده [English]

  Most of the seismic activities in  north-east of Iran are observed around the major fault systems which have mostly been distributed along the approximate direction of NW-SE. Fractal analysis was performed in north-eastern Iran by the method square-counting for the sake of which the study area was classified into 12 regions and each region was analyzed separately. Fractal dimension is ranged between 0 and 2. If Fractal dimension is approximate 0, it will indicate that the faults and earthquakes have been centered in one place. If Fractal dimension is approximate 2, it will indicate that the faults and earthquakes have been dispersed in the area. In fact, this comparative method is a vibrated action among neighbor areas. Based on the results by distancing from the main fault systems in the region that possesses the trend of NW-SE, The fractal dimension of seismicity is reduced .This indicates the existence of discontinuity in the major fault systems in the region. The high rate of fractal dimension of the regions of same Qaen, Boshruyeh and Torbat – e –Heydarieh as well as the reduction in the rate of the fractal dimension of the blocks of  Birjand, Gazik and Taybad, suggest that the terminal area of the major fault systems  in the east is  located in the area of Taybad and Birjand blocks. On the basis of Fractal analysis of the fault zone and  the study of  the seismic data, most of the seismic activity in the north - East of Iran is based on the pattern of intercontinental earthquakes of  low depth (mostly between 10-20 km) and  occurs in relation to the primary linear sources (faults) in the area or their secondary branches. The distribution of voluminal and superficial fractal dimension of the East of Iran Also, indicates the higher seismic activity in the central and western parts in regard to other adjacent.
  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fault systems
  • Fractal dimension
  • Seismicity
  • SeismicLinear springs
  • NE iran

1-   آقانباتی سید علی.،1383 ، زمین شناسی ایران، سازمان زمین شناسی کشور.

2-   بربریان مانوئل.، 1973، نقشه مقدماتی رو مرکز و عمق کانونی زلزله ها، انتشارات سازمان زمین شناسی ایران.

3-   قاسمی محمد رضا.، 1383- چشمه های لرزه زا، گسله ها و انواع آن، سمینار آموزشی مبانی لرزه زمین ساخت و تحلیل خطر نسبی زمین لرزه، تهران، ایران.

4-   Ambraseys, N.N., Melville, C.P. (1982), A history of Persian earthquakes, Cambridge University Press, Cambridge, PP 236.

5-   Aki, K. (1981), A probabilistic synthesis of precursors phenomena. In Earthquake Prediction (Simpson, D. W., and Richards, P. G., Eds.) (American Geophysical Union, Washington, D.C.).

6-   Angulo-Brown, F., Ramirez-Guzman, A. H., Yepez, E., Rudoif-Nvarro, A., and Paviamiller, C. G. (1998), Fractal Geometry and Seismicity in the Mexican Subduction Zone, Geofisica International 37, 29–33.

7-   Berberian M. & Arshady S., )1976(, On the evidence of the youngest activity of The North Tabriz fault and the seismicity of Tabriz city, Geology Survey of Iran, Vol 39, PP 397- 418.

8-   Berberian M., (1981), Active faulting and tectonics of Iran, Geodynamics Series, V 3.

9-   Copley, A. & Jackson, J., (2006), Active Tectonics of Turkish-Iranian Plateau, Tectonics, Vol 25, TC6006, doi: 10.1029/2005TC001906.

10-    Dewey, J. F., &. Hempton M. R., & Kidd, W. S. F., &Saroglu F., &. Sengor A. M. C., (1986) Shortening of continental lithosphere: The tectonics of eastern Anatolia - A young collision zone, Geol. Soc. Spec. Publ., 19 – 36.

11-    Gonzato, G., Mulargia, F., and Marzocchi, W. (1998), Practical Application of Fractal Analysis: Problems and Solutions, Geophys. J. Int. 132, 275–282.

12-    Hirata, T. (1989), Fractal Dimension of Fault Systems in Japan: Fractal Structure in Rock Fracture Geometry at Various Scales, Pure appl. geophys. 131, 157–170.

13-    Idziak,َ A. and Temper, L. (1996), Fractal Dimension of Faults Network in the Upper Silesian Coal Basin (Poland): Preliminary Studies, Pure appl. geophys. 147, 239–247.

14-    Kanamori, H., and Anderson, D. (1975), Theoretical Basis for Some Empirical Relations in Seismology, Bull. Seismol. Soc. Am. 65, 1073–1095.

15-    King, G. (1983), The Accommodation of Large Strains in the Upper Lithosphere of the Earth and Other Solids by Self-similar Fault System: The Geometrical Origin of b-6alue, Pure appl. geophys. 121, 761–815.

16-    Korvin, G., (1992), Fractal Models in the Earth Sciences (Elsevier, Amsterdam, The Netherlands).

17-    Lee, C. F., YE, Hong, and Zhou, Qing (1997), On the Potential Seismic Hazard in Hong Kong, Episodes 20, 89–94.

18-    Lomnitz c., 1976- Global tectonics and earthquake risk, Elsevier.

19-    McQuarrie, N., & Stock J. M, & Verdel C., & Wernicke B. P., 2003- Cenozoic evolution of Neotethys and implications for the causes of plate motions, Geophys. Res. Lett., 30(20), 2036, doi:10.1029/ 2003GL017992.

20-    Mandelbrot, B. B., The Fractal Geometry of Nature (Freeman, New York 1983).

21-    Maus, S., and Dimri, V. P. (1994), Scaling Properties of Potential Fields due to Scaling Sources, Geophys. Res. Lett. 21, 891–894.

22-    Okubo, P. G., and Aki, K., (1987), Fractal Geometry in the San Andreas Fault System, J. Geophys. Res.92, B1, 345–355.

23-    Schwartz, D., and Coopersmith, K. J. (1984), Fault Beha6ior and Characteristic Earthquakes: Examples from the Wasach and San Andreas Faults, J. Geophys. Res. 89, 5681–5698.

24-    Sengor, A. M. C., (1990), A new model for the late Palaeozoic-Mesozoic tectonic evolution of Iran and implications for Oman, in The Geology and Tectonics of the Oman Region, Geology Society Science, No 49, PP 497-831.

25-    Suk Moon, S., Zen, M. T., Kadir, W. G. A., Hendrajaya, L., Santoso, D., and Dubios, J. (1996), Fractal Geometry of the Sumatra Acti6e Fault System and its Geodynamical Implications, J. Geodyn.22, 1–9.

26-    Turcotte, D. L., (1992), Fractals and Chaos in Geology and Geophysics (Cambridge University Press, Cambridge).