ریز پهنه بندی خطر زمین لرزه تحت تاثیر فعالیت گسل قوچان

فهرست مطالب

چکیده……………………………………………………………………………………………. ج

 

فصل اول:کلیات

1-1-مقدمه……………………………………………………………………………………… 2

1-2- حدود موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه…………………………………………….. 3

1-3- وضعیت اقلیمی منطقه مورد مطالعه………………………………………………………. 4

1-4- تاریخچه مطالعات قبلی……………………………………………………………………. 6

1-5- تعریف مسئله و دلایل انتخاب موضوع…………………………………………………… 6

1-6- هدف از مطالعه و روش تحقیق…………………………………………………………… 7

 

فصل دوم: زمین شناسی عمومی

2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………. 10

2-2-کوه های چین خورده-رانده شده کپه داغ………………………………………………….. 10

2-3-  محیط رسوبی کپه داغ…………………………………………………………………………………….. 12

2-4-  چینه شناسی…………………………………………………………………………………………………. 14

2-4-1- پالئوزوئیک……………………………………………………………………………………………….. 14

2-4-1-1- سازند لالون …………………………………………………………………………………………… 14

2-4-1-2- سازند ميلا …………………………………………………………………………………………….. 14

2-4-1-3-  نهشته‌هاي معادل سازندهاي نيور و پادها…………………………………………………….. 15

2-4-1-4- سازند بهرام …………………………………………………………………………………………… 15

2-4-1-5- پرموکربنیفر…………………………………………………………………………………………… 16

2-4-1-6- سري دگرگونه رسوبي- اولترابازيك پرمين…………………………………………………… 16

2-4-2- رسوبات مزوزوئيك در رشته کوه بینالود………………………………………………………….. 17

2-4-2-1- فيليت مشهد …………………………………………………………………………………………… 17

2-4-2-2- عضو كنگلومرايي ژوراسيك……………………………………………………………………… 18

2-4-2-3- سازند آغنج…………………………………………………………………………………………….. 18

2-4-2-4- كنگلومراي كرتاسه………………………………………………………………………………….. 19

2-4-2-5- سنگ‌ آهك كرتاسه…………………………………………………………………………………… 20

2-4-3- رسوبات سنوزوئیک در رشته کوه كپه داغ………………………………………………………. 20

2-4-3-1- شيل و ماسه‌هاي ترياس…………………………………………………………………………….. 20

2-4-3-2-سازند کشف رود………………………………………………………………………………………. 20

2-4-3-3-سازند چمن بید…………………………………………………………………………………………. 21

2-4-3-4-سازند مزدوران………………………………………………………………………………………… 21

2-4-3-5-سازند شوریجه…………………………………………………………………………………………. 21

2-4-3-6- سازند تیرگان………………………………………………………………………………………….. 22

2-4-3-7- سازند مارني سرچشمه……………………………………………………………………………… 22

2-4-3-8- سازند شيلي سنگان………………………………………………………………………………….. 23

2-4-3-9- سازند آواري آيتامير………………………………………………………………………………… 23

2-4-3-10- سازند آب‌دراز……………………………………………………………………………………… 23

2-4-3-11- سازند شيلي آب تلخ……………………………………………………………………………….. 23

2-4-3-12- سازند ماسه سنگي نيزار………………………………………………………………………… 24

2-4-3-13- سازند آهكي كلات…………………………………………………………………………………. 24

2-4-4- سنوزوئيك در رشته کوه بینالود……………………………………………………………………… 24

2-4-4-1-پالئوژن…………………………………………………………………………………………………… 24

2-4-4-2- نئوژن…………………………………………………………………………………………………… 25

2-4-5-  سنوزوئيك در رشته کوه کپه داغ……………………………………………………………………. 25

2-4-5- 1- سازند پسته ليق……………………………………………………………………………………… 25

2-4-5- 2- سازند آهكي چهل كمان……………………………………………………………………………. 25

2-5- جایگاه تکتونیکی رشته کوه کپه داغ……………………………………………………………………. 26

2-5-1- تحولات حوضه رسوبی کپه داغ…………………………………………………………………….. 27

2-5-2-مدل تکتونیکی حاکم بر رشته کوه کپه داغ…………………………………………………………. 28

2-6- گسل های اصلی گستره مورد مطالعه………………………………………………………………….. 30

2-6-1- گسل طوس (شمال مشهد)……………………………………………………………………………… 32

   2-6-2- گسل کشف رود………………………………………………………………………………………. 34

2-6-3- گسل جنوب چناران…………………………………………………………………………………….. 35

2-6-4- گسل جنوب مشهد……………………………………………………………………………………….. 35

2-6-5- سیستم گسل شاندیز……………………………………………………………………………………… 36

2-6-6- گسل بینالود……………………………………………………………………………………………….. 37

2-6-7- گسل فشاری نیشابور…………………………………………………………………………………… 38

2-6-8- گسل فشاری شمال نیشابور…………………………………………………………………………… 40

2-6-9- گسل سرخ ده…………………………………………………………………………………………….. 40

2-6-10- گسل امروداك………………………………………………………………………………………….. 41

2-6-11- گسل اصلی کپه داغ………………………………………………………………………………….. 41

2-6-12-  زون گسلی بخاردان- قوچان………………………………………………………………………. 42

2-6-12- 1- گسل قوچان………………………………………………………………………………………… 44

2-6-12- 2-گسل باغان………………………………………………………………………………………….. 45

 

فصل سوم:تاریخچه لرزه خیزی منطقه موردمطالعه

3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………… 48

3-2- لرزه خیزی تاریخی………………………………………………………………………………………… 49

3-2-1- زمین لرزه 1145 میلادی ، نیشابور………………………………………………………………. 50

3-2-2- زمین لرزه 1209 میلادی، نیشابور……………………………………………………………….. 50

3-2-3- زمین لرزه 7  اکتبر 1270 میلادی، نیشابور…………………………………………………… 50

3-2-4- زمین لرزه فوریه 1389 میلادی ، نیشابور……………………………………………………… 51

3-2-5-  زمينلرزه 23 نوامبر 1405 ميلادي، نيشابور…………………………………………………… 51

3-2-6-  زمينلرزه می  1619 ميلادي ، دوغ آباد………………………………………………………….. 51

3-2-7-  زمينلرزه 30 ژوئيه 1673 ميلادي، مشهد……………………………………………………….. 52

3-2-8- زمین لرزه های دوگانه 1871 و 1872 قوچان………………………………………………… 52

3-2-9-  زمین لرزه های دوگانه 1893 و 1895 قوچان……………………………………………….. 53

3-3- لرزه خیزی دستگاهی……………………………………………………………………………………… 54

3-3-1- زمین لرزه 25 می 1923 میلادی، کاج درخت………………………………………………… 54

3-3-2- زمین لرزه 1 می 1929 باغان……………………………………………………………………… 55

3-3-3- زمین لرزه 4 آوریل 1970 میلادی ………………………………………………………………. 57

3-4- استانهای لرزه زمین ساختی……………………………………………………………………………… 57

3-4-1- استان لرزه زمین ساختی ایران مرکزی…………………………………………………………… 59

3-4-1- 2- استان لرزه زمین ساختی کپه داغ………………………………………………………………. 60

3-5- ژرفای کانونی زمین لرزه ها……………………………………………………………………………. 61

3-6- برآورد پیشینه  بزرگای منتسب به گسلهای موجود در گستره طرح…………………………… 62

 

فصل چهارم: آماده سازی کاتالوگ لرزه ای

4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………… 66

4-2- ثبت زمین لرزه ها در پیرامون شهر قوچان…………………………………………………………. 66

4-3- توزیع زمانی و بزرگی زمین لرزه ها………………………………………………………………… 70

4-4- چگالی رویداد زمین لرزه ها در پیرامون شهر قوچان……………………………………………. 70

4-5-  مقیاس اندازه گیری بزرگی……………………………………………………………………………… 71

4-6- شناسایی و حذف انفجارها………………………………………………………………………………… 72

4-7- شناسایی و حذف پیش لرزه ها و پس لرزه ها………………………………………………………. 74

4-8- محاسبه بزرگی کاملی (Magnitude of Completeness) در پیرامون شهر قوچان………….. 77

4-9- شناسایی تنشگاه ها (Asperity) در پیرامون گسل قوچان…………………………………………. 80

4-9-1-محاسبه بزرگای کاملی (Magnitude of Completeness)………………………………………. 82

 

فصل پنجم: ارزیابی پارامترهای لرزه ای

5-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………… 85

5-3- پارامترهای حرکت زمین…………………………………………………………………………………. 92

5-3-1-برآورد خطر زمین لرزه……………………………………………………………………………….. 93

5-3-2-برآورد بیشینه شتاب گرانش افقی به روش تحلیلی(Deterministic Approach)…………. 93

4-2-بعد فرکتالی……………………………………………………………………………….. 99

 

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات

6-1- نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………….. 104

6-2- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………….. 105

فهرست منابع………………………………………………………………………………………………………… 106

References………………………………………………………………………………………………………….. 107

 

فهرست شکلها

شکل1-1  نقشه موقعیت محدوده مورد مطالعه و راه های دسترسی- اقتباس از Google map….. 3

شکل 1-2- موقعیت جغرافیایی منطقه بر روی نقشه توپوگرافی1:250000 (سازمان جغرافیای ارتش)   4

شکل 2-1– رگه های سرپانتینیت درداخل اولترابازیکهای پرمین در شمال شاندیز……………….. 17

شکل 2-2- فیلیت های مشهد در مجاور روستای ازغد……………………………………………………. 18

شکل 2-3-  بیرونزدگی کنگلومراهای سازند آقنج (ژوراسیک) در شمال روستای آقنج…………. 19

شکل 2-4- نمایش نقشه ساده شده گسلهای شمال شرق ایران……………………………………………. 27

شکل 2-5- تاریخچه تحولات تکتونیکی حوضه کپه داغ (Lyberis and Manby, 1999)………… 28

شکل 2-6-  مدل تکتونیکی رشته کوه های  کپه داغ / بینالود و جنوب شرق دریای خزر (Bretis et al., 2012).    29

شکل 2-7- موقعیت گسلهای فعال در شعاع 100 کیلومتری شهر قوچان…………………………….. 31

شکل2- 8 – نقشه ا:100000 منطقه مورد مطالعه…………………………………………………………………………………32

شکل 2-9- پرتگاه ناشی از حرکت احتمالی گسل طوس (شمال مشهد) در شمال شهر طوس…… 33

شکل 2-10-  پهنه های کلان لرزه ای زمین لرزه های بزرگ منطقه نیشابور – بینالود ……….. 38

شکل 2-11- موقعیت گسلهای اصلی زون بخاردان- قوچان  (Shabanian et al. 2009)………….. 43

شکل 2-12- موقعیت گسلها و رویدادهای لرزه ای مهم در پهنه زون بخاردان – قوچان  (Hollingsworth, et al., 2006)……………………………………………………………………………………………………………………………. 45

شکل 3-1- محدوده حداکثر خسارت مهمترین زمین لرزه های محدوده مورد مطالعه (Hollingsworth, et al., 2006)……………………………………………………………………………………………………………………………. 53

شکل 3-2- محدوده حداکثر خسارت زمین لرزه 1929 باغان و پسلرزه فاروج  نسبت به گسل باغان

 گرماب…………………………………………………………………………………………. 56

شکل 3-3- تصویر ماهواره ای SPOD5 از جابجایی رودخانه ها و نهشته های آبرفتی در پیرامون گسل  باغان   56

شکل 3-4- تقسیم بندی زمین ساختی- لرزه زمین ساختی ایران (Berberian, 1976) محدوده مورد بررسی با مربع سیاه مشخص شده است…………………………………………………………………………………………………… 58

شکل 4-1-توزیع رومرکز کلیه زمین لرزه های ثبت شده در شعاع 50 کیلومتری شهر قوچاز سال 2006 تا 2014 میلادی………………………………………………………………………………………….. 67

شکل 4-2- توزیع فراوانی رویداد زلزله از سال 2006 تا ماه آگوست 2014 میلادی در شعاع 50 کیلومتری شهر قوچان…………………………………………………………………………………………………………………… 69

شکل 4-3- نمودار تجمعی بزرگی زمین لرزه ها بر حسب تعداد.  (b)……………………………….. 70

شکل 4-4- نقشه چگالی زمین لرزه ها در شعاع 50 کیلومتری شهر قوچان……………………….. 71

شکل 4-5- پنجره های زمانی (a) – مکانی (b) متغیر به کار رفته برای خذف پیشلرزه ها و پسلرزه های شعاع 50 کیلومتری  شهر قوچان  با استفاده از الگوریتم  Gardner & Knopoff (1974)…………………….. 77

شکل 4-6- محاسبه بزرگالی کاملی Mc بر اساس نمودار فراوانی بزرگی زمین لرزه ها در شعاع 50 کیلومتری شهر قوچان…………………………………………………………………………………………………………………… 79

شکل 4-7- نقشه تغییرات ضریب b  در منطقه مورد مطالعه…………………………………………… 81

شکل 4-8- موقعیت تنشگاه اصلی در شمال گسل قوچان…………………………………………………. 81

شکل 4-9- نمودار توزیع فراوانی زمین لرزه های گستره مورد بررسی در برابر بزرگی و محاسبه بزرگای کاملی (Mc) …………………………………………………………………………………………………………………… 83

شکل 5-1- توزیع پراکندگی رویدادهای لرزه ای به دوره های کامل، ناقص و نبود لرزه ای بر اساس مدل Soft Bounds Model  (Kijko and Sellevoll, 1992)…………………………………………………………….. 87

شکل 5-1- نقشه تغییرات شتاب افقی در سایتهای خاکی شهرستان قوچان تحت تاثیر فعالیت گسل

  قوچان…………………………………………………………………………………………. 98

شکل 5-2- نقشه تغییرات شتاب افقی در سایتهای خاکی شهرستان قوچان تحت تاثیر فعالیت گسل

قوچان…………………………………………………………………………………………… 99

شکل 5- 3 –  نمودار ارزیابی بعد فرکتالی زمین لرزه ها در گستره پیرامون گسل قوچان……… 102

 

فهرست جداول

 

جدول 1- 1- آب و هوای قوچان طی سال های 2005-1951 برگرفته از پژوهشکده اقلیم شناسی         5

جدول 3- 1-  برآورد توان لرزه زایی گسلهای مهم گستره طرح……………………………………….. 63

جدول 3- 2-  بزرگترین زمین لرزه های روی داده در گستره طرح………………………………….. 64

جدول 5- 1- دوره بازگشت رویداد زمین لرزه های شهرستان قوچان  بر اساس مدل کیجکو….. 92

جدول 5- 2- مهمترین روابط موجود برای محاسبه شتاب حرکت زمین……………………………… 96

جدول 5- 3- شتاب زمین لرزه در  سایتهای سنگی محدوده شهر قوچان……………………………… 98