Investigation of activity of Quaternary Khazar fault branches in Khalilshahr area using GPR and electrical resistivity methods

Authors

Abstract

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


احمدزاده، غ.، پیروز، ا.، انصاری جعفری، م.، (1389)، پایان­نامه کارشناسی ارشد، "اکتشاف آبهای زیرزمینی با استفاده از مدل­سازی معکوس دوبعدی داده­های مقاومت­ویژه در آهک­های کرتاسه واقع در شمال شاهرود"، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود.
اسحاقی، ا.، کامکار روحانی، ا.، (1389)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، "مقایسه و تلفیق داده­های توموگرافی الکتریکی و رادار نفوذی به زمین در اکتشاف لایه­ها و قنات آب زیرزمینی در منطقه درخانیاب مجن شاهرود"، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود.
استکی، م.، کامکار روحانی، ا.، (1390)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، "پردازش، مدل‌سازی و تفسیر داده‌های مقاومت­ویژه و لرزه‌نگاری انکساری و مقایسه و تلفیق نتایج تفسیر به منظور شناسایی دقیقتر لایه‌های زیر‌سطحی ساختگاه سد"، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود.
بربریان، م.، قریشى، م.، ارژنگ­روش، ب.، مهاجر­اشجعی، ا.، (1371)، "پژوهش و بررسی ژرف نو­زمین­ساخت، لرزه­زمین­ساخت و خطر زمین­لرزه در گستره­ی تهران"، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران.
پیروز، ا.، (1393)، جزوه آموزشی، "تحلیل سیگنال­های ژئوفیزیکی و کاربرد آن در ژئوفیزیک"، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود.
ترکمنچه، ح.، پیروز، ا.، انصاری جعفری، م.، (1386)، پایان­نامه کارشناسی ارشد، "اکتشاف گسل پنهان شاهرود در محدوده دره کال قرنو با استفاده از روش ژئوالکتریک"، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود.
جهان بین، م.، پیروز، ا.، انصاری جعفری، م.، (1386)، پایان­نامه کارشناسی ارشد، "تعیین موقعیت و شیب گسل پنهان شاهرود، واقع در منطقه کال قرنو با استفاده از دو آرایش قطبی- دوقطبی متقارن"، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود.
خادمی، س.، مرادی هرسینی، ک.، هاشمی، ن.، علیان نژاد، ع، (1392)، "معرفی پهنه گسلی آزادشهر در شهر تهران بر اساس برداشت­های میدانی و ژئوفیزیکی"، هشتمین همایش انجمن زمین­شناسی مهندسی و محیط زیست ایران، دانشگاه فردوسی، مشهد.
رفعت هراب، ع.، پیروز، ا.، انصاری جعفری، م.، (1389)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، "اکتشاف آب­های زیرزمینی با استفاده از مدل‌سازی معکوس دوبعدی داده‌های مقاومت‌ویژه در سازند لار واقع در غرب شاهرود"، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود.
علیان­نژاد، ع.، مرادی هرسینی، ک.، قرشی، م.، خادمی، س.، علیان­نژادی، ع.، (1392)، "ارزیابی کارایی روش­های ژئوالکتریک و ژئورادار در شناخت گسل­های فرعی تهران"، هشتمین همایش انجمن زمین­شناسی مهندسی و محیط زیست ایران، دانشگاه فردوسی، مشهد.
فردوسی، ح.، پیروز، ا.، (1382)، پایان‌نامه کارشناسی­ارشد، "تهیه مدل­های ریاضی و نرم­افزارهای مربوطه برای اندازه­گیری­های ژئوالکتریکی گسل­ها و دایک­های قائم"، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود.
قاسمی, ع.، (1371)، "نقشه زمین‌شناسی 1:100000 بهشهر"، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران.
محمدی ویژه، م.، کامکار روحانی، ا.، (1387)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، "برداشت، پردازش و تفسیر داده­های رادار نفوذی به زمین در منطقه­ی شاهرود و مقایسه­ی نتایج آن با نتایج ژئوالکتریک در منطقه­ی مزبور"، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود.
مقتدر، س. م.، پیروز، ا.، حافظی مقدس، ن، (1386)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، "مطالعات ژئوالکتریکی بمنظور مشخص نمودن وضعیت زمین­شناسی زیر سطحی و تراز آب زیرزمینی در بخشی از شهر مشهد"، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود.
Annan, A. P., (2001), "Ground penetrating radar workshop note", Sensors and software.
Balanis CA. (1989), "Advanced engineering electromagnetics", Wiley, New York.
Chow, J., Angelier, J., Hua, J., Lee, J.C., Sun, R., (2001), "Paleoseismic event and active faulting: from ground penetrating radar and high-resolution seismic reflection profiles across the Chihshang Fault", eastern Taiwan, Tectonophysics, 241-259.
Christie, M., Tsoflias, G.P., Stockli, D.F., and Black, R., (2008), "Assessing fault displacement and off-fault deformation in an extensional tectonic setting using 3-D ground-penetrating radar imaging", Journal of Applied Geophysics, doi:10.1016/j.jappgeo.2008.10.013.
Dobrin, M.B., Savit C.H., (1988), "Introduction to geophysical prospecting", McGraw-Hill 867.
Grasmueck, M., Weger, R., Horstmeyer, H., (2005), "Full-resolution 3D GPR imaging", Society of Exploration Geophysicists, doi 10.1190/1.1852780 v. 70 no. 1 p. K12-K19.
Loke, M. H., (2004), "Tutorial: 2-D and 3-D electrical imaging surveys".
Loke, M. H., and Barker, R. D., (1996), "Rapid least-squares inversion of apparent resistivity pseudo-sections using quasi-Newton method", Geophysical Prospecting, 48, 181–152.
Loke, M. H., and Barker, R. D., (1996), "Practical techniques for 3D resistivity surveys and data inversion", Geophysical prospecting, 44, 499–523.
Lrvine-Fynn, T.D.L., Moorman, B.J., Williams, J.L.M. and Walter, F.S.A. (2006) “Seasonal changes in ground-penetrating radar signature observed at a polythermal glacier, Bylot Island”, Canada. DOI: 10.1002/esp.1299.
McClymont, A. F., Green, A.G., Villamor, P., Horstmeyer, H., Grass, C., and Nobes, D.C., (2008), "Characterization of the shallow structures of active fault zones using 3-D ground-penetrating radar data", Journal of Geophysical Research, v. 113, p. 14-29.
Michelle Monahan, S., (2013), " Investigating Fault Structure Using Electrical Resistivity Tomography", A Senior Project presented to the Faculty of the Physics Department California Polytechnic State University, San Luis Obispo, Bachelor of Science Thesis.
Mooney, H. M. (1980), "Hand book of engineering geophysics", Vol. 2, Bison Instruments, Minneapolis.
Nasuti, A., Beiki, M., Ebbing, J., (2010), "Gravity and magnetic data acquisition over a segment of the Møre-Trøndelag Fault Complex", NGU report 2010.049, 42pp.
Nasuti, A., Chawshin, K., Dalsegg, E., Tønnesen, J.F., Ebbing, J. and Gellein, J., (2009), "Electrical resistivity and refraction seismics over a segment of the Møre-Trøndelag Fault Complex", NGU report 2009.037, 37pp.
Nguyen, F., Garambois, S., Jongmans, D., Pirard, E., Loke, M.H., (2005), "Image processing of 2D resistivity data for imaging faults", Journal of Applied Geophysics, 57, 260–277, doi:10.1016/j.jappgeo.
Peterson A.F., Ray S.L. and Mittra R. (1998), “Computational Methods for Electromagnetics” IEEE Press: New York.
Rashed, M., Kawamura, D., Nemoto, H., Nakagawa, K., (2004), “Ground penetrating radar investigations across the Uemachi Fault, Osaka, Japan”, Journal of Applied Geophysics, 53(2-3):63-75, DOI: 10.1016/S0926-9851(03)00028-4.
Reynolds, J. M., (2011), "An Introduction to Applied and Environmental Geophysics", 2nd Edition, ISBN: 978-0-471-48535-3.
Reynolds, J.M., (1997), "An introduction to applied and environmental geophysics" John Wiley.
Roberts R.L. and Daniels J.J. (1997) “Modelling near-field GPR in three dimensions using the FDTD method” J. of Geophysics, Vol. 62, No. 4, pp. 1114–1126.
Sensors and software, (1999), Ground penetrating radar survey design.
Telford, W. M., Geldart, L. P., Sheriff, R. E., (1990), "Applied Geophysics", Second Edition. Cambridge University Press, pp 558-559.
U.S.A.E.C. (1973), "Seismic Design and Seismic Hazard Assessment", Issue 07.
Ward, S. H., (1990), “Resistivity and Induced Polarization Methods in Geotechnical and Environmental Geophysics”, SEG, vol.1, pp. 147-189.
Yee K.S. and Chen J.S. (1997) “The finite-difference time-domain (FDTD) and the finite-volume time-domain (FVTD) methods in solving Maxwell’s equations” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 45, No. 3, pp354–363.
ZondRes2d software manual, (2012), "Program for two-dimensional interpretation of data obtained by resistivity and induced polarization methods", pp19-22.