ناپیوستگی های پوسته، لرزه زمین ساخت و ویژگی های لرزه ای البرز خاوری- میانی، ایران، بررسی ساختار رزگون برای هندسه ژرفی گسل ها

رشته کوه البرز که به دنبال برخورد پهنه های عربی و اوراسیا در تریاس پسین شکل گرفته و آهنگ کنونی این برخورد 21 میلی متر در سال است، گستره ای چین خورده، گسل خورده و یکی از گستره های کوتاه شدگی پوسته زمین در ایران است. ایالت لرزه زمین ساختی البرز از شمال به گسل خزر، از جنوب به گسل های مشا، طالقان، شمال قزوین، شمال تهران، شمال سمنان وآستانه، از غرب به کوه های طالش و از شرق به ایالت لرزه زمین ساختی کپه داغ کران دارد. جابه جایی البرز شرقی به دو جابه جایی راندگی گسل خزر و جابه جایی راستالغز چپ گرد سامانه گسلی شاهرود با راستای شمال شرقی - جنوب غربی افراز (Partitioning)‎ می شود. گسل های سامانه گسلی شاهرود و سازوکار زمین شناسی همگی آنها در روی زمین شناخته شده است، اگرچه هندسه آنها در ژرفا شناخته شده نیست. این گستره لرزه خیز پیش تر مورد بررسی های لرزه خیزی قرار نگرفته است.
به جز زمین لرزه 20-01-1990 با سازو کار راستالغز چپ گرد (هاروارد، 2011) و وابسته به گسل فیروزکوه، زمین لرزه دیگری با سازوکار معلوم در گستره یادشده وجود ندارد. بنا به دلایل بالا راه اندازی شبکه های محلی برای بررسی ساختار سرعتی پوسته در البرز شرقی و پراکندگی خردلرزه ها برای بررسی جنبایی گسل ها در این گستره، گریز ناپذیر بود. پاره شرقی سامانه گسلی شاهرود در گستره البرز خاوری در این نوشتار پژوهشی بررسی شده است. این سامانه گسلی بخش مهمی در نقشه لرزه زمین ساختی این گستره به شمار می رود. زمین لرزه تاریخی سال 856 کومس را که بزرگت رین زمین لرزه درون قاره ای ایران است می توان به سامانه گسلی شاهرود وابسته دانست. همچنین زمین لرزه تاریخی سال 1301 با بزرگی 7‎/6 و زمین لرزه های دستگاهی 1890 و 1935 به شماره با بزرگی های 2‎/7 و 8‎/5 در نزدیکی گستره بررسی شده روی داده اند که می توان آنها را نیز به سامانه گسلی شاهرود وابسته دانست.
در این بررسی دو شبکه لرزه نگاری محلی (سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور) با ایستگاه های نزدیک به هم در مدت زمان 9 ماه پیرامون این سامانه گسلی راه اندازی شدند و داده برداشت کردند. همچنین هم زمان از خردلرزه های برداشت شده با شبکه های لرزه نگاری موسسه ژئوفیزیک نیز بهره جستیم. پراکندگی زمین لرزه هایی که به تنهایی با ایستگاه های شبکه های لرزه نگاری موسسه ژئوفیزیک برداشت شده اند، به دلیل فاصله زیاد میان ایستگاهی، هم خوانی خوبی با هندسه سطحی و ژرفی گسل ها ندارند. پس از ویرایش و پردازش داده ها، با به کارگیری روش واداتی (1933) وابستگیVP/VS با ضریب همبستگی 98‎/0 مقدار 71‎/1، و بازه 4 لایه ای سرعت پرتو لرزه ایP میان 4‎/5 تا 0‎/8 کیلومتر بر ثانیه از سطح تا گوشته بالایی نیز به دست آمد. رومرکز زمین لرزه های هر دو شبکه محلی با رخنمون سامانه گسلی نامبرده به ویژه مهم ترین پاره گسلی آن (گسل آستانه) هم پوشانی داشتند.
با سنجش آماری دو دسته زمین لرزه برداشت شده با شبکه های محلی و شبکه های لرزه نگاری موسسه ژئوفیزیک، به سادگی می توان کمتر بودن خطاها را در زمین لرزه های شبکه محلی دریافت. در این بررسی ستبرای نهشته های رویی نزدیک به 4 کیلومتر، مرز لایه بلورین رویی در 13 کیلومتری، پهنای لایه لرزه زا 24 کیلومتر و یک برآورد اولیه از ژرفای موهو 34 کیلومتر به دست آمد. ژرفای ناپیوستگی های موهو و لایه لرزه زا با به کارگیری پردازش زمان سیر پرتوهای شکسته مرزی گذرنده از زیر ناپیوستگی ها به دست آمده اند.
همچنین برای ژرفای لایه لرزه زا از پراکندگی ژرفی زمین لرزه ها استفاده شده است. دو شیب تند و یک شیب رو به شمال به شماره، برای گسل های آستانه، چاشم و شمال سمنان پیشنهاد شد. ژرفای بیشتر زمین لرزه ها از 4 تا 14 کیلومتری است. این پراکندگی نشان می دهد که بیشتر زمین لرزه ها در درون لایه بلورین رویی رخ داده اند. با اینکه شیب همه گسل های جنوبی گستره (مانند گسل های گرمسار و شمال سمنان) رو به شمال و شیب همه گسل های شمالی گستره (مانند گسل های خزر و شمال البرز) رو به جنوب هستند، به دلیل ستبرای کم لایه لرزه زا نمی توان بر وجود ساختار رزگون (گلی) در البرز شرقی پافشاری کرد. دلیلی نیز برای کمتر شدن شیب آنها در ژرفا در دست نداریم تا در لایه لرزه زا به هم برسند.
راستای بردارهای تنش لرزه ای، که از سازوکار خردلرزه ها برگرفته شده اند، با راستاهای جابه جایی اندازه گیری شده با GPS هم خوانی دارند. این بردارها نیروی کششی را در راستای شمال غربی- جنوب شرقی و راستای فشار را عمود بر آن نشان می دهند. از پارامترهای لرزه خیزی، b-Value که وابسته به عکس توان لرزه ای گستره و متناسب با نسبت احتمال رخداد زمین لرزه های کوچک به بزرگ است، نزدیک به 9‎/0 به دست آمد. ازآنجاکه این پارامتر وابسته به بزرگی نیست پس می توان آن را برای لرزه خیزی زمینه نیز به دست آورد.