Yerel deprem tomografisi yöntemi ile Alban tepeleri volkanik bölgesinin üç boyutlu hız yapısının belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Alban Tepeleri Bölgesinin (Orta İtalya) detaylı üç boyutlu P-dalga hız yapısı (Tomografik Görüntüleri) yerel depremlerin yayılma zamanlarının ters çözümü yöntemi üe beürlenmiştir. Bu amaçla seçilmiş 163 lokal depreme ait 1314 P-dalgası vanş zamanının, sönümlü en küçük kareler anlamında `Yerel Deprem Tomografisi Yöntemi` ile ters çözümü yapılmıştır. Bu teknikte bir başlangıç modeli seçilmekte ve kabul edilebilir bir sonuca erişilinceye kadar tekrarlı çözüm yapılarak başlangıç değerine göre model parametre düzeltmeleri hesaplanmaktadır. Ters çözüm işleminde kullanılan başlangıç modelleri sabit hızlı dört farklı tabakadan ibaret olup her model farklı grid aralıklarına sahiptir (2.0 km, 1.5 km, 1.0 km). Her ters çözüm işleminde uygun bir sönüm parametresi değerinin seçimi, model ve veri varyanslan arasında çizilen ödünleşme eğrisinin dikkatlice incelenmesiyle yapılmıştır. Ters çözüm işlemleri sonucunda elde edilen 3-Boyutlu modellerin hangisinin daha gerçekçi olduğunu belirlemek için detaylı ayrımlılık analizleri yapılmıştır. Bu çalışma sonucunda volkanik bölgenin 1-4 km derinliklerinde karmaşık hız anomalileri bulunmuştur. Düşük hız anomalileri genelde bölgede hakim olup kaldera merkezinde ve çevresinde gözlenmektedir. İki yüksek hızlı anomali ilk tabakalardan (l km ve 2 km derinlikteki tabakalar) itibaren kalderanın yaklaşık doğu ve baü kısımlarında görülmekte olup 4 km derinlikte birbiriyle birleşmektedir. Daha derinde kayda değer bir hız değişimi tespit edilmemiştir. Bölge ve çevresine ait jeolojik bilgilere ve yüzey verisine dayanılarak boynuz şeklindeki yüksek hızlı yapının, daha derinlerde yer alan mağmatik bir kaynak ile ilişkili olan soğumuş sokulumlar veya dayk gibi yapılardan ileri geldiği düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Sismik Tomografi, Yerel Deprem Tomografisi, Ters Çözüm, Volkanik Sismoloji, Kuvaterner Volkanlar, Alban Tepeleri.

A detailed P-wave tomographic image of the Alban Hills Volcano (Central Italy) has been determined by inverting local earthquake arrival times. 1314 P wave arrival times from 163 selected events have been inverted by using Local Earthquake Tomography Technique with a normal approach. Starting models used in the inversion consist of four constant velocity layers with different grid spacings (2 km, 1.5 km, 1.0 km). For each inversion a suitable damping parameter is chosen by investigating data and model variance txade-off curves. Detailed resolution analysis has been performed to determine which model is more reliable. This study reveals the complex velocity anomalies beneath the volcano at l to 4 km depths. Lower velocity anomalies are dominant in the center and surround the caldera. Two high velocity anomalies are located in the western and the easthern parts of the caldera rim in the first layers (at l km and 2 km depths). They are connected to each other in the layer at 4 km depth. No velocity changes have been found in last layer located at 6 km depth. Based on the geology of the surrounding regions and subsurface data, the horn shaped high-velocity feature is most likely due to presence of uplifted limestone and dikes originating from the deep magma body. An important improvement of hypocentral determination have been obtained in the 3D solution and the errors are less then 0.6 km. Smaller RMS residuals for the earthquakes are obtained by the computed model with grid spacing 1.5 km according to two other computed models. Key Words: Seismic Tomography, Local Earthquake Tomography, inversion, Volcanological Seismology, Quatemary Volcano, Alban Hills.