Crustal structure studies beneath Thailand using a receiver function and ambient noise tomography, and the regional moment tensor of the 5 may 2014, MR 6.5, Chiang Rai earthquake and its aftershocks

Abstract

In this thesis, seismic stations operated by Thailand Meteorological Department and Mahidol University were used for three seismological analyses. The crustal structure of Thailand was investigated using two seismological methods, receiver function and ambient noise tomography. For the receiver function analysis, crustal thickness and average Poisson's ratio of the crust beneath seismic station were the measures. On average, the result indicates that the crustal thickness of Thailand increased from the west in Shan-Thai (about 30 km) to east in Indochina terrane (about 40 km). Compared to the global average, the crust of Thailand is relatively high in felsic composition. However, the lower crust beneath Khorat plateau of Indochina has a higher mafic composition than other regions. High Poisson's ratio anomalies agree with the geological features. In the second method, Rayleigh and Love wave tomography were constructed from the ambient seismic noise field. Group velocity dispersion curves were measured from interstation travel time of empirical Green's function. Tomographic maps clearly show the differences in the upper to middle crust between the two major terranes of Thailand. The Shan-Thai terrane has a high velocity, which is associated with a metamorphic and granitic rock while the low velocity in Khorat plateau should be an effect of the thick sedimentary layer. The division of the seismological province and velocity model are essential details for data processing and waveform modeling. Regional moment tensor inversion was applied to the 30 earthquakes of the Chiang Rai 2014 earthquake sequence. Focal mechanisms of the main shock and aftershocks are mostly strike-slip motions with a small amount of normal and reverse slip. Principle stress axis derived from the earthquakes are consistent with the seismic pattern in the region. From the analysis of fault instability, The Mae Lao segment has higher shear stress and controls the main characteristics of the earthquake sequence. The relationship between local magnitude and moment magnitude is non-linear, thus, a magnitude correction is suggested.

งานวิจัยในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้เป็นงานวิจัยด้านการวิเคราะห์คลื่นไหวสะเทือนพื้นดินโดยใช้ข้อมูลจากสถานีวัดคลื่นไหวสะเทือนพื้นดินภายในประเทศไทยของกรมอุตุนิยมวิทยาและมหาวิทยาลัยมหิดล โดยงานวิจัยมีเป้าหมายเพื่อศึกษาโครงสร้างเปลือกโลกและคุณลักษณะของแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว วิธีการรีซีฟเวอร์ฟังชันก์จะใช้การเปลี่ยนเฟสของคลื่นปฐมภูมิจากแผ่นดินไหวระยะไกลในการหาค่าความหนาของชั้นเปลือกโลกและค่าอัตราส่วนปัวซองน์เฉลี่ยใต้สถานีวัดคลื่น ผลลัพธ์บ่งชี้ว่าเปลือกโลกภายใต้ประเทศไทยมีความหนาเพิ่มมาขึ้นจากทิศตะวันตกของภูมิภาคฉาน-ไทย (30 กม.) ยังไปตะวันออกของภูมิภาคอินโดไชน่า (40 กม.) ค่าอัตราส่วนปัวซองน์เฉลี่ยของเปลือกโลกภายใต้ประเทศไทยมีส่วนประกอบของหินชนิดเฟลซิคมากกว่าค่าเฉลี่ยทั่วโลก แต่มีส่วนประกอบมาฟิคสูงที่ชั้นเปลือกโลกส่วนล่างบริเวณที่ราบสูงโคราชในภูมิภาคอินโดไชน่า วิธีการคลื่นไหวสะเทือนแวดล้อมได้ประยุกต์ใช้เพื่อสร้างภาพตัดขวางของความเร็วคลื่นเรย์ลี่และเลิฟ การกระจายของคลื่นกลุ่มจะถูกวัดจากกรีนฟังชันก์เชิงประจักษ์ ที่ได้มาจากการหาสหสัมพันธ์ไขว้ของคลื่นระหว่างคู่สถานีวัดแผ่นดินไหว ภาพตัดขวางโครงสร้างความเร็วที่ได้แสดงถึงความแตกต่างทางโครงสร้างความเร็วของคลื่นในระดับ เปลือกโลกชั้นบนและชั้นกลาง จากความข้อมูลทางด้านโครงสร้างความเร็วและความแตกต่างของโครงสร้างเปลือกในแต่ละบริเวณทำ ให้สามารถทำการศึกษาคุณลักษณะของแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวที่จังหวัดเชียงรายในปี 2557 โดยการประยุกต์ใช้วิธีการโมเมนต์เทนเซอร์ ผลลัพธ์ที่ได้บ่งชี้ว่าแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่มีกลไกแผ่นดินไหวเป็นแบบการเคลื่อนที่แนวระดับ โดยมีบางเหตุการณ์เป็นการเกิดแผ่นดินไหวไหวแบบปกติและแบบย้อน ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดแผ่นดินไหวแบบท้องถิ่นและโมเมนต์ไม่เป็นแบบเชิงเส้นบ่งบอกว่าควรมี การศึกษาเรื่องการปรับแก้ขนาดวัดแผ่นดินไหวในประเทศไทย