فهرست مطالب
نشریه پژوهش های ژئوفیزیک کاربردی
سال هفتم شماره 2 (پیاپی 14، تابستان 1400)
- تاریخ انتشار: 1400/08/30
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 143-158
با وجود توسعه بسیاری از شهرهای استان مازندران (از جمله خلیل شهر و بهشهر در بخش خاوری استان) بر روی شاخه های کواترنری گسل خزر، شناخت کامل ساز و کار گسل و نیز آشکارسازی امتدادهای گسل های فرعی در مناطق حساس شهری حایز اهمیت است. از طرفی به سبب پوشیده شدن برخی مناطق به وسیله رسوبات هولوسن و نبود رخنمون گسل در بسیاری از مناطق، رویکرد اساسی برای بررسی گسلش، استفاده از روش های اکتشافات زیرسطحی به ویژه روش های ژیوفیزیکی است. در این مطالعه نخست با بهره گیری از روش مدل سازی پیشرو مقاومت ویژه الکتریکی و رادار نفوذی به زمین (GPR)، پاسخ پارامترهای فیزیکی(گذردهی، هدایت و مقاومت ویژه الکتریکی) انواع گسل، درزه و ساختارهای زمین شناسی منطقه خلیل شهر مورد بررسی قرار گرفت. همچنین خطوط برداشت داده های واقعی مقاومت ویژه و GPR در جهت عمود بر امتداد احتمالی گسل خزر در منطقه خلیل شهر طراحی شد و در نهایت داده های مقاومت ویژه پس از انجام تصحیحات، با استفاده از روش های وارون سازی مختلف از جمله بهینه سازی حداقل مربعات غیر خطی لونبرگ-مارکوارت، اکام و... مورد پردازش قرار گرفت و در نهایت پس از تلفیق نتایج حاصل با پروفیل های پردازش شده GPR و همچنین اطلاعات زمین شناسی منطقه و تفسیر مقاطع، پارامترهای شیب و امتداد شاخه های گسل خزر در نرم افزار Streonet به نمایش درآمد. پس از تلفیق نتایج حاصل از روش های رادار و مقاومت ویژه، سه شاخه ی جدید کواترنری گسلی در طول مقاطع مقاومت ویژه مشاهده شد. این شاخه ها F1، Fji و Fnm نامگذاری شدند. شاخه-های فرعی، نشان دهنده حرکات تکتونیکی جوان گسل خزر بوده که به سبب کشیده شدن امتداد گسل به داخل رسوبات عهد حاضر این حرکات از دید پنهان مانده است. شاخه های گسل خزر در منطقه خلیل شهر دارای امتداد تقریبی خاوری-باختری (N80E) بوده و جهت شیب به سمت جنوب و میزان شیب 45 تا 80 درجه SE برآورد شده است.
کلیدواژگان: شاخه های گسل خزر، کواترنری، مقاومت ویژه الکتریکی، رادار نفوذی به زمین، خلیل شهر -
صفحات 159-172
روش های الکترومغناطیس (EM) نقش مهمی در مدلسازی مخازن هیدروکربنی زیردریایی ایفا می کنند. از جمله این روش ها، روش های الکترومغناطیس دریایی با چشمه کنترل شده (MCSEM) می باشد. در مقایسه با روش های لرزه نگاری سه بعدی که توانایی مدلسازی با دقت بالا را دارند، روش MCSEM به دلیل کاهش هزینه های بالای محاسباتی، مقرون به صرفه می باشد. رسانایی بالای آب دریا موجب کاهش ولتاژ جریانات مگنتوتلوریک (MT) می شود، لذا تصویرسازی مخازن زیردریایی با استفاده از روش MT فاقد تفکیک پذیری مناسب است. اغلب برای این مخازن از روش MCSEM استفاده می شود. در این تحقیق برای مدلسازی پیشرو یک مخزن هیدروکربنی مصنوعی با ساختار هندسی منظم و نامنظم از روش های انتگرالی استفاده شده است. توانایی داده های CSEM با گذر زمان، برای بررسی تغییرات بر رسانندگی الکتریکی بوسیله تزریق آب درون مخزن جهت ایجاد فشار برای استخراج نیز مورد بحث قرار گرفته است. هدف از انجام این تحقیق، توسعه تقریب های جدید به منظور حل معادلات انتگرالی (IE) سه بعدی داده های مصنوعی CSEM و اجتناب از حل معادلات انتگرالی کامل می باشد. برای حل معادلات انتگرالی کامل نیاز به کامپیوترهایی با حافظه و قدرت بالا می باشد، از این رو هزینه های محاسباتی افزایش می یابد، به همین دلیل برای حل معادلات انتگرالی در شرایط فرکانس پایین، از تقریب های متعددی از جمله تقریب ماتریس تی (TMA)، تقریب بورن توسعه یافته (EBA) و تقریب بورن (BA) استفاده می شود. روش های ذکر شده به صورت عددی، برای مدلسازی پیشرو داده-های مصنوعی MCSEM، در نرم افزار متلب پیاده سازی، و سپس نتایج با تقریب ماتریس تی مقایسه می شوند. با توجه به نتایج، روش ماتریس تی، دقت بهتر و دامنه کاربردی وسیع تری از نظر رسانایی الکتریکی دارد، بنابراین برای تباین های بالا دقیق تر می-باشد. TMA، تقریبا راه حل کامل معادله انتگرالی را برای میدان EM تقریب می زند. انتظار می رود EBA در مقایسه با BA، نتایج میدان های EM را برای محدوده ی وسیع تری از تباین رسانندگی بین مدل مخزن و زمینه بهبود بخشد، اما نتایج BA نشان می دهد که این روش نیز توانسته با موفقیت مخازن مورد نظر را با تباین رسانندگی نسبتا بالا مدلسازی کند.
کلیدواژگان: MCSEM، معادلات انتگرالی، تابع گرین، تقریب های خطی و غیر خطی -
صفحات 173-183
دراین تحقیق ضخامت پوسته و ناپیوستگیهای لرزه ای در البرز غربی با استفاده از برگردان همزمان توابع گیرنده و منحنیهای پاشندگی سرعت گروه مد اصلی امواج رایلی مورد مطالعه قرار گرفته است. توابع گیرنده با استفاده از پردازش پنج سال داده دورلرز ثبت شده در 5 ایستگاه باند پهن شبکه لرزه نگاری کشوری (IRSC) با بزرگای بیشتر از 5 و روش واهمامیخت تکراری در حوزه زمان تعیین گردید. منحنیهای پاشندگی سرعت گروه مد اصلی موج رایلی از مطالعه ساختار پوسته و گوشته بالایی فلات ایران تامین شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که در ایستگاه رشت (RST1) که در حاشیه جنوب غربی دریای خزر قرار دارد ضخامت پوسته 38 کیلومتر می باشد و با پیشروی به سمت شمال غرب در زیر ایستگاه کاسپین (CSN1) ضخامت پوسته نیز 38 کیلومتر می باشد. ضخامت کم پوسته در قسمت جنوب غربی دریای خزر نشان می دهد که پوسته خزر نازک می باشد. با پیشروی به سمت جنوب، در ایستگاه الموت (QALM) که در حاشیه شرقی منطقه مورد مطالعه نزدیک به البرز مرکزی قرار دارد، عمق موهو 52 کیلومتر برآورد گردید. با حرکت به سمت غرب در زیر ایستگاه سنتر (QCNT) بر عمق موهو افزوده می شود و به حدود 54 کیلومتر می رسد. با پیشروی به سمت غرب، در زیر ایستگاه سیردان (QSDN) عمق موهو کاهش یافته و به 50 کیلومتر می رسد. روش برگردان همزمان با 2 کیلومتر خطا همراه می باشد. نتایج نشان می دهد ضخامت پوسته در البرز غربی نسبت به حاشیه جنوبی دریای خزر بیشتر می باشد.
کلیدواژگان: البرز غربی، ساختار پوسته ای، توابع گیرنده، برگردان همزمان، پاشندگی -
صفحات 185-200
مساله وارون سازی داده های میدان پتانسیل، گرانی سنجی و مغناطیس سنجی، دارای عدم یکتایی بالایی است. یکی از روش های موثر برای کاهش عدم یکتایی مساله، وارون سازی توامان این داده ها می باشد. این بدان مفهوم است که داده های مختلف به طور همزمان در یک الگوریتم وارون سازی وارد شده، سپس، با توجه به وابستگی مستقیم و یا غیر مستقیم بین پارامترهای مدل های مختلف، الگوریتم با محدود کردن فضای مدل به سمت حصول نتایجی رود که داده ها و نیز ارتباط بین پارامترهای مدل را مورد نظر قرار داده باشد. در تحقیق حاضر وارون سازی توامان داده های گرانی و مغناطیس با استفاده از قید گرامیان مورد نظر است. قید گرامیان بر اساس کمینه کردن دترمینال ماتریس گرام یک سیستم از پارامترهای مدل مختلف می باشد. کاربرد قید گرامیان ارتباط خطی بین پارامترهای مدل های مختلف، و یا تبدیلات این پارامترها، برقرار می سازد. در واقع در وارون سازی توامان با استفاده از قید گرامیان نیازی به ورود اطلاعات اولیه در مورد همبستگی بین پارامترهای مدل های مختلف وجود ندارد بلکه این همبستگی در طی فرآیند وارون سازی فراهم می شود که یک مزیت مهم برای این روش است. یک تابع هدف کلی در نظر گرفته می شود که باید کمینه شود. کمینه شدن این تابع هدف بدان مفهوم است، که قید گرامیان کمینه شود (دترمینال ماتریس گرام به سمت صفر می رود). بنابراین همبستگی خطی بین پارامترهای مدل اعمال خواهد شد.علاوه بر این، به منظور حصول مدل های تنک با مرزهای شارپ و گسسته، پایدار کننده نرم یک در الگوریتم حاضر مورد استفاده قرار گرفته است. الگوریتم وارونسازی توامان ارایهشده بر روی مدلهای مصنوعی و یک نمونه داده واقعی به کار رفته است.
کلیدواژگان: وارون سازی توامان، قید گرامیان، گرانی، مغناطیس -
صفحات 201-216
انحراف محلی میدان تنش منطقه ای می تواند بر سازوکار زمین لرزه ها در مقیاس محلی تاثیر گذار باشد. در بخش مرکزی، خاوری و جنوب خاوری ایران راستای بیشینه تنش افقی (σ1) منطقه ای NE-SW است. در حاشیه ی جنوبی بلوک لوت، محدوده ریگان، دو زمین لرزه با بزرگای 5/6 و 2/6 به ترتیب در آذر و بهمن ماه سال 1389 در راستای دو گسله ی کور رخ داده اند. زمین لرزه اول با سازوکار راستالغز راست بر در طول گسله ی با راستای NE-SW خاور چاه قنبر و زمین لرزه دوم با سازوکار راستالغز چپ بر در طول گسله ی با راستای NW-SE جنوب چاه قنبر اتفاق افتاده اند. برخلاف زمین لرزه اول، سازوکار زمین لرزه دوم با سازوکار قابل انتظار در رژیم تنش منطقه ای گستره خاور و جنوب خاور ایران قابل توجیه نیست. برای بررسی این تفاوت، وضعیت تنش محلی در گستره ریگان و پیرامون بلوک لوت با وارون سازی سازوکار کانونی 74 زمین لرزه (1397-1312) با بزرگای 8/4Mw≥ به-دست آمد. نتایج نشان داد راستای محور بیشینه تنش افقی در طول پهنه گسله نهبندان از شمال به جنوب 33 درجه در جهت عقربه های ساعت چرخیده و در محدوده ریگان به °E077 N می رسد. این تغییرات با الگوی قابل انتظار برای انحراف محلی تنش در بخش های کششی پایانه گسله های راستالغز همخوان است. در صورتی که در پهنه تراستی شهداد در باختر ریگان، راستای محور بیشینه تنش افقی °E026-013 Nاست. بنابراین، منطقه ریگان از نظر ساختاری بخشی از پایانه جنوبی سامانه گسلی نهبندان درنظر گرفته می شود. بنابراین مطالعه، از میان عوامل موثر در تغییر تنش محلی و درنتیجه سازوکار زمین لرزه ها در گستره ریگان، بیشترین نقش را می توان به فعالیت پهنه گسله پی سنگی نهبندان اختصاص داد.
کلیدواژگان: زمین لرزه ریگان، گلسه نهبندان، رژیم تنش محلی، وارونسازی سازوکار کانونی زمین لرزه ها، بلوک لوت -
صفحات 217-226
در این پژوهش تحلیل خطر زمین لرزه برای میادین گازی جنوب غرب ایران انجام شده است. از آنجا که ذخایر هیدروکربنی از جمله منابع انرژی مهم در زندگی روزمره بشر می باشند و نقش به سزایی در صنعت و اقتصاد یک کشور دارند تحلیل خطر زمین لرزه در میادین هیدروکربنی می تواند برای ساخت تاسیسات و پالایشگاه ها در میادین هیدروکربنی مفید باشد.در گام نخست به منظور تحلیل خطر ساختگاه مورد مطالعه، فهرست نامه مربوط به زمین لرزه های تاریخی و دستگاهی منطقه تهیه شده و گسل های منطقه مشخص شد. سپس به تعیین چشمه های لرزه زا پرداخته شد که در این مطالعه دو نوع چشمه خطی و سطحی تعیین شده و بیشینه بزرگای باورپذیر و پارامترهای لرزه خیزی برای یکایک چشمه ها محاسبه شد. در مرحله بعد، روابط تضعیف مناسب برای جنبش نیرومند زمین انتخاب گردید. روابط تضعیف مورد استفاده در این مطالعه رابطه ی بور و اتکینسون (2008) و کمپل و بزرگنیا (2008)، که بر اساس کار تحقیقاتی شجاع طاهری و همکاران (2010)، با داده های شبکه ی شتاب نگاری ایران بیشترین هم خوانی را نشان داده اند. در ادامه نقشه پهنه بندی خطر زلزله برای پریودهای مختلف و دوره بازگشت 475 سال برآورد گردید. با تحلیل ویژه ساختگاه مورد مطالعه، نسبت بیشینه شتاب ساختگاه به شتاب ثقل 476/0 به دست آمده که نشان می دهد ساختگاه مورد مطالعه در دسته پهنه با خطر نسبی بسیار زیاد قرار می گیرد. این شتاب در مقایسه با نسبت شتاب مبنای طرح به شتاب ثقل که در آیین نامه 2800، برای پهنه با خطر نسبی بسیارزیاد 35/0 ذکر شده، بیشتر است. این اختلاف به دلیل وجود گسلهای قیر و فیروزآباد در نزدیکی ساختگاه و همچنین تفاوت در نگرش آیین نامه 2800 با تحلیل ویژه ساختگاه قابل توجیه می باشد.
کلیدواژگان: تحلیل خطر زمین لرزه، چشمه های خطی، چشمه های پهنه ای، زلزله مهندسی، میادین گازی جنوب غرب ایران
-
Pages 143-158
Basic approach for investigation of Khazar fault, due to covered areas by quaternary deposits and absence of the fault outcrop in some of areas in the region, is to use the subsurface exploration methods, and especially, high resolution geophysical methods. In this study, we calculated the subsurface geometric parameters of Khazar fault, geological model, and especially, the Khazar fault borders in Khalilshahr region by comparison of GPR and resistivity profiles, and combining the results with geological results, and then, we made forward and inverse modeling of the resistivity and GPR data.
Keywords: Geometric parameters, Khazar fault, RES2DINV, GPR, resistivity, inverse modeling, Khalilshahr -
Pages 159-172
Electromagnetic induction (EMI) methods have an important role in modeling hydrocarbon reservoirs embedded in marine sediments. One of these methods is marine control source electromagnetic (MCSEM) technique. In comparison with other geophysical techniques like seismic methods, which model hydrocarbon reservoir with high accuracy, The MCSEM technique is comparatively less accurate but due to much less costs, this method may be recommended for modeling hydrocarbon reservoirs embedded in marine sediments. In addition, the sea water reduces the voltage resulting from magnetotelluric (MT) currents, thus the MT method is not efficient, and is not suitable for imaging marine hydrocarbon reservoirs. Hence, the MCSEM method is used for these reservoirs. In this research, for threedimensional (3D) forward modeling of a hydrocarbon reservoir with regular and irregular geometrical shape, and also, for four-dimensional (4D) forward modeling of a regular geometrical reservoir, integral equation (IE) method is used. The aim of the present study is to develop and apply several approximations to simulate the electromagnetic problems and to solve integral equation for 3D MCSEM synthetic data in order to avoid solving full integral equations, and also, to decrease the computational costs. In order to monitor small changes in electrical conductivity among increasing pressure inside the reservoir, the capability of time-lapse CSEM data has been discussed. It has been found that this method can detect the changes in the reservoir due to the fluid injection. In this study, T-matrix approximation (TMA), born approximation (BA) and extended born approximation (EBA) are applied to approximate 3-4D integral equations in the MCSEM method at low frequencies.
Keywords: MCSEM, Integral equations, Green’s function, Born approximation, Extended born approximation, T-matrix approximation -
Pages 173-183
Crustal velocity structure in the Western Alborz have been investigated using joint inversion of receiver functions and Rayleigh wave group velocity dispersion curves. To determine the receiver functions, time domain iterative deconvolution and teleseismic events, which are recorded at five broadband seismic stations of the Iranian Seismological Center (IRSC), were used. The fundamental mode Rayleigh wave group velocity dispersion curves were provided by the study on the structure of crust and upper mantle of the Iranian Plateau. The results show that the average thickness of the crust in the southern margin of the Caspian Sea beneath of the CSN1 and RST1 stations is 38 km. Toward south, the depth of Moho increases up to 52, 54 and 50 km beneath the QALM, QCNT and QSDN stations. The low thickness of the crust in the southern shore of the Caspian Sea indicates that the Caspian crust is thin. Moreover, the moderate thickness of the crust in western Alborz, which is not in balance with its elevation, indicates the lack of root in Alborz.
Keywords: Crustal structure, Receiver function, dispersion, Joint inversion -
Pages 185-200
The inversion of potential field data, gravity and magnetic, is a non-unique problem. An efficient approach to reduce the non-uniqueness of the problem, and to produce more reliable subsurface models, is based on the joint inversion of these datasets. This means gravity and magnetic data are simultaneously inserted into an inversion algorithm and, then, by relying on direct or indirect parameter interdependence, joint inversion can restrict the model space and produce results that satisfy the datasets and cross-linked characteristics of the model parameters. Here, we apply the joint inversion of gravity and magnetic data using Gramian constraints, which are based on the minimization of the determinant of the Gram matrix of a system of different model parameters. Application of the Gramian constraint enforces the linear relationships between the different model parameters, and/or their transforms. In fact, the joint inversion using Gramian constraints does not require a priori knowledge of the correlation between different model parameters, and instead provides this correlation during the inversion process, which is an important advantage for the algorithm. Furthermore, to produce sparse models with sharp boundaries, the L1-norm stabilizer is used in the presented algorithm. We applied the joint inversion algorithm on synthetic models and real data case.
Keywords: Joint Inversion, Gramian constraint, Gravity, Magnetic -
Pages 201-216
Within the central and eastern parts of the Iranian plateau, active deformations follow the present-day NE-direction of compression. During 2010-2011, two earthquakes with the sinistral and dextral kinematics occurred in Rigan located at the southern edge of the Lut Block in eastern Iran. They were related to the activation of two strike-slip faults with no previous surface rupture. These two faults are NE-SW East Chah-Ghanbar and NW-SE South Chah-Ghanbar faults. Based on the dominant regional stress regime through eastern Iran, a reverse movement rather than sinistral kinematic is suggested along the NWstriking South Chah-Ghanbar fault. To investigate such an inconsistency, we studied the state of local stresses along the major fault systems surrounding the Lut Block, by the inversion of 99 focal mechanism solutions related to 74 earthquakes (1933 to 2018, Mw ≥ 4.8). The inversion results indicate a gradual deflection in the direction of the maximum horizontal compression (σ1) along the Nehbandant fault system, from north to south that includes the Dasht-e-Bayaz: N044°E, the Nehbandan: N051°E, the Kahurak: N066°E, and the Rigan: N077°E. However, there is a sharp change between the state of stress within the Rigan area and that of the Sahdad – Bam area (N013-26°E) at its western part. Based on the obtained stress pattern, it seems that among different controllers on the deflection of the regional stress, the southern splays of the active deepseated strike-slip Nehbandan fault system have a significant role. The obtained stress pattern suggests that the Rigan area is structurally part of the southern termination of the East Lut fault system. This study highlights the role of the deep-seated Nehbandan fault and its termination on the deflection of the regional stress and accommodation of deformation in eastern Iran.
Keywords: Rigan earthquake sequence, Nehbandan fault, Local stress state, Inversion of the focal mechanism of earth quakes, Lut Block -
Pages 217-226
This paper presents the results of seismic hazard analysis Investigation performed on south-west gas fields in Iran. Hydrocarbon reservoirs are among the most important energy resources in human life and in the industry, and thus, in the economy of every country. Seismic hazard analysis in hydrocarbon fields can be useful for the construction of refineries in hydrocarbon fields. To achieve this goal, in the first step, the historical and instrumental catalogs of earthquakes and faults of the proposed area were prepared. Then, two types of seismic sources, namely linear and area sources, were determined in this study. The maximum magnitude and seismic parameters were calculated for each source and appropriate attenuation relationship was chosen for strong ground motion. The attenuation equations used in this study are Boore & Atkinson. (2008), samervile (2001), Abrahamson and Silva (1997), Campbel and Bozorgnia (2003). The results of the seismic hazard analysis in this study show that peak ground acceleration (PGA) of the proposed area is in the range of very high-risk level. According to the seismic hazard zonation map of Iran (standard 2800), the site is located in a region with high risk and base acceleration of 0.35g that has been estimated to be 0.476g in this study. This difference is due to the existence of the near-site fault (that has the highest impact in the region seismicity according to the investigations conducted in this study) and the difference regulation of standard 2800 by the site-specific analysis.
Keywords: Seismic hazard, Assessment, Linear source, Area source, Attenuation equation, Qir fault, Firoozabad fault
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.