background image

GEOLOGICA CARPATHICA, AUGUST 2005, 56, 4, 297–306

www.geologicacarpathica.sk

Effects of lithological features and tectonic structures in the

evaluation of local seismic response: an example from the

Hyblean Plateau (Eastern Sicily)

ROSARIA RIGANO and GIUSEPPE LOMBARDO

Dipartimento di Scienze Geologiche, University of Catania, C.so Italia 55, 95129 Catania, Italy; riganor@unict.it; lombardo@unict.it

(Manuscript received July 1, 2004; accepted in revised form December 9, 2004)

Abstract: The influence of faults and different lithology in the evaluation of possible seismic energy amplification has

been studied. The area of Augusta, located in the Hyblean Plateau (south-eastern Sicily), was selected as test site and

several ambient noise measurements were carried out with the aim of investigating the local seismic response. Data were

gathered both on the main lithotypes outcropping in the study area and along some profiles crossing the Mt Tauro fault,

in order to estimate the site response connected to the different geo-lithological features and to investigate on the pos-

sible amplification effects caused by the presence of a tectonic structure. The horizontal to vertical (H/V) spectral ratios

calculated for the sites located near the fault showed a rough tendency towards amplifications in the frequency band 1.5–

2.0 Hz, disappearing with increasing distances from the fault. Significant amplifications were observed at about 0.7 Hz

in the sites located on the clays and in all the lithotypes laying on them. Observed dominant spectral peaks have been

explained as the resonance of a soft sedimentary sequence overlaying an “equivalent basement” located inside the clayey

formation at a depth of 160–290 m, or at the stratigraphic interface separating the clays from the calcareous basement.

Finally, the results of 1-D modelling allowed us to delimitate the trend of the Augusta graben at depth.

Key words: Hyblean Plateau, Sicily, Augusta, Mt Tauro fault, ambient noise, local seismic response, Nakamura technique.

Introduction

South-eastern Sicily is one of the Italian regions with the high-

est seismic hazard. It is characterized by high-energy releases

with events (M ≈ 6–7), which have caused heavy damage over

a territory, which especially in recent times was highly urban-

ized. The study area is located in the north-eastern boundary

of  the  Hyblean  Plateau,  which  is  a  Mesozoic-Cenozoic  car-

bonatic massif with repeated volcanic levels laying on the Af-

rican  continental  crust,  as  shown  in  the  top  right  inset  in

Fig. 1.

A series of horst and graben structures characterizes the tec-

tonic  setting  of  this  area.  They  are  oriented  NW–SE  and

NNW–SSE and are linked to the Malta-Hyblean escarpment.

It is along this tectonic system that the strongest earthquakes

historically  affecting  south-eastern  Sicily  took  place.  The

1169 and 1693 destructive earthquakes belong indeed to the

coastal sector of Hyblean Plateau and originated in such re-

gional  scale  tectonic  structures.  According  to  recent  papers

(Barbano & Rigano 2001; Barbano et al. 2001a) the town of

Augusta is one of the localities with the highest probability of

occurrence of destructive events. The instrumental data refer

to the 1986–1995 time interval (Salvi et al. 1996) and describe

the seismicity in terms of small magnitude events that, in most

of the cases, are located along the eastern coastal sector. The

most recent large earthquake (M = 5.4) was located in the Ion-

ian Sea at a depth of about 10 km (Amato et al. 1995). It oc-

curred  on  December  13

th

  1990  and  it  is  the  only  event  for

which  instrumental  parameters  are  available  (Giardini  et  al.

1995). In spite of the moderate magnitude of the 1990 event,

the  town  was  seriously  damaged  and  the  VIII  degree  of  the

MCS scale was here found.

In the study area it is possible to distinguish a bedrock and

an  overlaying  lithostratigraphic  sequence,  whose  geological

characteristics and geometry can potentially induce variations

in the seismic energy recorded at different shallow sites. Sig-

nificant differences in the site response of different lithotypes

laying on the bedrock were preliminarily observed by Barbano

et al. (2001b).

It  is  a  well-documented  phenomenon  that  earthquake

ground motion can be amplified by local site conditions (Aki

1988).  Near-surface  impedance  contrasts  between  bedrock

and shallower deposits can significantly affect the frequency-

amplitude content and the duration of earthquake ground mo-

tion. A case history illustrating such a phenomenon occurred

during  the  1985  Michoacan,  Mexico,  earthquake  (M = 8).

This event, despite its significant epicentral distance, excited

the  ~2 sec  fundamental  vibration  mode  of  the  Mexico  City

lake bed zone, causing severe damage and thousands of deaths

(Anderson et al. 1986; Singh et al. 1989). Recently, strong ev-

idence that site response contributed to enhancing the damage

was observed in the town of Nocera Umbra, during the 1997

Umbria-Marche earthquake (Donati et al. 2001). The highest

damage grades were estimated for two zones, on the soft sedi-

ment of a river valley and on the terrains within a 200 m wide

fault zone crossing the town.

The  aim  of  this  paper  is  to  determine  the  seismic  site  re-

sponse of the Augusta urbanized area, by investigating both

the local response of sites with different soil conditions and in

the  neighbourhoods  of  a  tectonic  structure.  The  focusing  of

background image

298                                                                                  RIGANO and LOMBARDO

Fig. 1. Geolithological map of the Augusta area. The upper right inset map shows a tectonic sketch of eastern Sicily.

seismic  waves  by  tectonic  discontinuities  can  indeed  cause

spatial variations of ground motion in both amplitude and fre-

quency since stationary waves are generated by the impedance

contrast between the “cataclastic” area and the surroundings

rocks (Li & Leary 1990).

The methodology adopted involves the use of ambient noise

and the comparison of the spectral ratios with the results from

a 1-D modelling in order to evaluate the resonant frequency of

the soft cover layers.

Geological setting

Augusta urban area is located in the Hyblean Plateau, which

represents  the  emerged  foreland  elevated  with  respect  to  its

surroundings.  It  partially  stands  on  a  little  island  where  ter-

rains  of  lower  Pleistocene  age,  prevailingly  formed  by  cal-

carenites and clays, outcrop. The whole lithostratigraphic se-

quence  which  characterizes  this  area  consists  of  alternating

sedimentary  deposits  and  pyroclastic  layers  laying  on  a  Mi-

ocene carbonatic formation well known as the Syracuse Lime-

stone  Member  of  the  Mt  Climiti  Formation  (Pedley  1981).

This last overlies unconformably on Cretaceous lavas mostly

represented by pyroclastics, and sometimes by highly altered

lavas. The geolithological features of the study area are shown

in the map of Fig. 1, redrawn from Lentini et al. (1986).

The distribution and the geometric features of the faults in

the north-eastern sector of the Hyblean Plateau are connected

with the lower Pleistocene alternating tectonic movements of

uplift and lowering, which imply a structural setting with horst

and graben. In this framework, the NNW–SSE trending fault

structures of Mt Tauro horst are arranged in a typical en-eche-

lon pattern. They are linked, together with the Augusta gra-

ben, to the Malta Escarpment strike-slip component of motion

(Grasso 1993).

The  geological  features  of  the  investigated  area  were  also

identified by collecting all available information from existing

boreholes. Such data were used to draw the geological cross-

section shown in Fig. 2. It depicts the average thickness of the

main lithotypes outcropping in the study area. Down-hole and

SASW  (spectral  analysis  of  surface  waves)  measurements

were used as well in order to characterize the geophysical and

geotechnical  properties  of  various  lithotypes.  In  addition  to

these data an electrical tomography profile (160 m) was per-

background image

LITHOLOGICAL STRUCTURES IN THE EVALUATION OF SEISMIC RESPONSE (SICILY)                          299

Fig. 2. Geological cross-section and results of electrical tomography in the Mt Tauro fault area.

formed in the area where the Cretaceous pyroclastics outcrop

in order to investigate the features at the depth of the Mt Tauro

fault. The results (see inset profile in Fig. 2) show that at about

20  meters  depth  there  is  a  lateral  electric  discontinuity  that

marks  a  sharp  change  of  the  resistivity  values  from  108  to

17.3 ohm·m.  The  sudden  lateral  discontinuity  between  clays

and limestones can be explained by postulating a step down

fault, which lowers the clayey formation at the same depth of

the carbonatic and volcanic pyroclastic levels.

Methodology, data acquisition and processing

Microzoning of an earthquake prone area, such as the study

one,  can  be  tackled  by  analysing  the  available  information

about tectonic, geological and geotechnical features of all ex-

isting formations and lithotypes. The best procedure for deter-

mining the site response is to observe the ground motion dur-

ing an actual event. This can be done, using strong or weak

motion records, by direct comparison of a sediment site to a

reference one located on competent ground. Another alterna-

tive approach, first introduced by Kanai (1957), involves the

use  of  microtremors  or  ambient  seismic  noise.  Among  the

most used methods, the spectral ratio technique is very popu-

lar using either a reference rock station or taking the horizon-

tal-to-vertical component ratio. In recent times many authors

have demonstrated that the horizontal to vertical (H/V) spectral

ratios from ambient noise measurements are consistent in shape

with  the  ones  coming  from  earthquake  recordings  and  with

those  obtained  by  using  a  reference  bedrock  station  (Bard

1999). Therefore the use of the H/V spectral ratio of ambient

noise (Nakamura 1989) is widely adopted to characterize earth-

quake site response. This technique has been successfully used

to estimate the natural frequency of resonance of sedimentary

layers  and  recently  extended  by  Lermo  &  Chávez-García

(1993) to evaluate sediment-induced amplification of S waves.

The best performance of the method is achieved when there is a

strong velocity contrast between the bedrock and the soft upper

layers. Moreover, the features of the layering of sediments itself

strongly affect the frequency band and the shape of the domi-

nant peaks in the H/V spectra (Fäh et al. 2001).

Several seismological studies did provide evidence of non-

linear behaviour of soft soils. Non-linear effects have the ten-

dency to reduce the amplitudes of the spectral peaks and shift

them  towards  slightly  longer  periods.  Because  of  possible

non-linearities, the choice of weak-motion signals to be used

in predicting strong-motion behaviour remains a problem, and

the answer may vary according to soil type. However, as dis-

cussed  by  Aki  (1988),  recent  studies  show  good  correlation

between weak- and strong-motion site response.

We calculated the H/V spectral ratios of ambient noise re-

corded at different sites in the area of Augusta in order to esti-

mate the resonance frequency of sedimentary layers and to in-

vestigate the local seismic response due to the presence of a

tectonic structure.

A  series  of  three  component  microtremor  measurements

were  sampled  in  51  sites  with  different  lithology  (Fig. 1).

Measurements were also performed along five profiles cross-

ing the Mt Tauro fault. A total number of 29 additional sam-

pling  sites  was  therefore  selected  for  each  profile,  starting

from the fault scarp and moving apart from both edges of the

structure with steps of about 50 and 100 meters. The sites lo-

cated along the profiles are marked with both number and star

in order to distinguish them from the numbering of the sites

located on different lithotypes (Fig. 4).

Seismic signals were recorded using a 1-Hz Mark L4C 3-D

seismometer connected to a 12 bit analog-to-digital converter

and a notebook. Horizontal components of the geophone were

oriented  parallel  to  the  NS  and  EW  geographic  directions.

Sampling frequency was 100 Hz and two antialiasing filters

cut higher frequencies with a 10 db/oct slope. At each site five

Fig. 3. Spectral ratio obtained by averaging the H/V ratios over 5

time  histories  of  120 s  recorded  on  the  calcareous  basement.  The

mean  spectral  ratio  is  the  dark  curve;  the  upper  and  lower  thin

curves represent the ±1 standard deviation interval.

background image

300                                                                                  RIGANO and LOMBARDO

Fig. 4.

 Schematic 

profiles 

crossing 

the 

Mt 

Tauro 

fault 

and 

H/V 

spectral 

ratios 

obtained 

in 

the 

noise 

sampling 

sites 

located 

at 

increas

ing 

distance 

from 

the 

fault.

background image

LITHOLOGICAL STRUCTURES IN THE EVALUATION OF SEISMIC RESPONSE (SICILY)                          301

time  series  of  120-s  length  were  recorded.  The  time  series

were  baseline  corrected  in  order  to  remove  spurious  offsets

and low-frequency trends. After the application of a Hanning

window a Fast Fourier Transform algorithm was applied, to

obtain spectra in a frequency band 0.1–20 Hz. The lower limit

of  0.1 Hz  was  assessed  through  the  low-frequency  cut  off

where  the  microtremor  standard  deviation  becomes  equal  to

the natural noise fluctuation of the 12-bit digitizer.

For each time history the vector composition of horizontal-

components noise spectra were divided by the vertical one. Fi-

nally the arithmetic average operation provides the mean H/V

spectral ratio at each measurement site. A running smoothing

function of 0.1 Hz was also used, both on the spectra of each

single  component  and  on  the  final  ratio,  to  reduce  spectral

fluctuations.

Results

Before describing the results it is worth specifying that am-

bient noise measurements were performed in some sites locat-

ed on the bedrock (limestones) in order to obtain a univocal

standard  for  defining  the  significant  amplification  spectral

peaks. The standard deviation evaluated for the H/V produces

spectral  fluctuations  of  ±0.5  units,  around  mean  amplitude

values not exceeding 3.0 units (Fig. 3). On the basis of these

Fig. 5. H/V spectral ratios computed from measurements performed in sites located on the limestones (a) and on the calcarenitic terraces

(Ms, Qs and Mvc) overlaying them (b).

fluctuations only spectral peaks higher than 3.5 units were tak-

en into account as statistically significant.

The  schematic  cross-sections  shown  in  Fig. 4  refer  to  the

short profiles crossing the Mt Tauro fault. In each profile, H/V

spectral ratios obtained from noise measurements performed

in sites located at increasing distance from both edges of the

fault, are shown. It is possible to observe, in the frequency in-

terval 1.5–2.0 Hz, a tendency towards the amplification of the

spectral peaks in the sites located in proximity of the tectonic

structure.  Although  this  is  not  a  systematic  behaviour,  it  is

more  evident  in  the  B–B’,  C–C’,  D–D’  and  E–E’  profiles,

where  the  afore-mentioned  spectral  peaks  tends  to  decrease

their amplitude at distance of about 30–50 m from the fault.

Ambient noise was also sampled in 51 sites located on dif-

ferent  soils  outcropping  in  the  whole  territory  of  Augusta

(Fig. 1). The resulting H/V spectral ratios are grouped for sim-

ilar lithotypes and plotted in the Figs. 5, 6 and 7. The H/V at

sites located both on the limestones (Mc) (Fig. 5a) and on the

calcarenites (Ms, Qs, Mvc) (Fig. 5b) overlaying them show a

flat shape in the frequency range 0.5–15 Hz. Only at the sites

14,  15  and  17,  amplification  peaks  at  1.5–2.0 Hz  and  4.0–

5.0 Hz, are more or less evident.

As regards the sampling sites located on the clays the H/V

spectral ratios show amplification at frequency values of about

0.7 and 1.5 Hz (Fig. 6a). Similar amplification peaks are ob-

served in almost all the spectral ratios obtained from data re-

background image

302                                                                                  RIGANO and LOMBARDO

corded in the lithotypes laying on the clays, such as the cal-

carenites Qm (Fig. 6b) and salt pits (Fig. 7a). These terrains

have a modest (not exceeding ten meters) thickness compared

to that of the clayey formation.

The  H/V  obtained  from  ambient  noise  measurements  in

sites located on the alluvial deposits show amplification peaks

at values ranging between 1.5 and 2.8 Hz (Fig. 7b).

1-D modelling and evaluation of soft sediments thickness in

the Augusta graben

In order to quantify the effect of the local stratigraphy, spec-

tral  peaks  experimentally  observed  were  compared  with  the

Fig. 6. H/V spectral ratios computed from measurements performed in sites located on the clays (a) and on the calcarenites (Qm) over-

laying them (b).

results of a 1-D modelling, using the Dobry et al. (1976) and

the  Haskell-Thomson  methods.  The  method  of  Dobry,  well

known as the “Successive use of two layers method” was used

both to test the reliability of the obtained results and to inter-

pret  them  from  a  geological-structural  point  of  view.  The

physical model adopted is a resonant cavity closed at its lower

extremity, which generally coincides with the contact between

the “basement” and the overlying formations. The “basement”

has, in this case, a physical meaning rather than the classical

geological one. It refers indeed to the physical interface under-

neath  which  the  seismic  input  can  be  considered  constant.

This is, in other words, the so called “equivalent basement”

(SEAOC 1974) indicating the interface, existing in any mate-

background image

LITHOLOGICAL STRUCTURES IN THE EVALUATION OF SEISMIC RESPONSE (SICILY)                          303

Fig. 7. H/V spectral ratios computed from measurements performed in sites located on the salt-pits (a) and on the alluvial deposits (b).

The fairly good relationship observed between the comput-

ed theoretical transfer function and the experimental dominant

H/V spectral peaks suggested that the authors should attempt a

correlation of the resonant frequencies experimentally detect-

Fig. 8. Theoretical transfer functions (dark lines) and H/V spectral

ratios (thin lines) obtained from the sites 48, 20 and 19 located on

clays, calcarenites and salt pits, respectively.

Table 1: Input data and results of 1-D modelling for three sites lo-

cated on clays, calcarenites and salt pits.

rial, underneath which the shear wave velocity at low defor-

mation (0.0001 %) reaches the value of V

s

=750 m/s.

Using this method it is possible to calculate the fundamental

period of a stratigraphic sequence by dividing it into a series

of layers pair. The fundamental period T of a layers pair is ob-

tained solving the equation:

 

where                         and                         are the fundamental

periods of the layers a and b, Ha, Hb, Va, Vb, 

ρρρρρa and ρρρρρb are

the thicknesses, the shear wave velocities and the densities of

the  layers  a  and  b  respectively.  A  detailed  description  and

some examples concerning the use of this method are given in

Lombardo (1987).

Through the Haskell-Thomson method the theoretical trans-

fer function for SH vertically incident waves was also comput-

ed, using as input data the thickness of the layers, the density

values  and  the  velocities  of  transversal  waves  taken  from

down-hole  tests  and  SASW  measurements  available  for  the

study area. The input data and the results obtained through the

1-D modelling are listed in Table 1. In Fig. 8 the comparison

between the theoretical transfer function and three experimen-

tal H/V spectral ratios, is shown. These last were selected as

examples since they refer to the sampling sites closer to the lo-

cation of down-hole (see Fig. 1).

The theoretical site response obtained by using this model-

ling, shows a tendency to underestimate real data amplifica-

tions, but it gives resonant frequencies lower than 1 Hz, as ex-

perimentally observed in the H/V spectra. The 1-D modelling

shows indeed that dominant spectral peaks can be explained as

the resonance of a soft layer, having thickness ranging between

160 and 290 m, overlying an “equivalent basement” located ei-

ther inside the clayey formation or at the stratigraphic interface

separating clays from the calcareous basement (Table 1).

ñaHaTb

ñbHbTa

T

Tb

2

ð

tan

T

Ta

2

ð

tan

=

×

×

÷

ø

ö

ç

è

æ

÷

ø

ö

ç

è

æ

Va

4Ha

Ta =

Vb

4Hb

Tb =

background image

304                                                                                  RIGANO and LOMBARDO

In Fig. 9 a map obtained by plotting the values of thickness

of the sedimentary sequence filling the Augusta graben, esti-

mated through this equation, is shown. The map shows that

the clayey formation, widely outcropping in the Augusta gra-

ben, has a thickness ranging from 100 up to 300 meters going

from the edges to the central part of the basin.

Discussion and conclusions

The distribution of seismic energy depends on the complex-

ity of morphological and structural features of the investigated

area, as well as on its lithology. The different distribution of

earthquake damage in urban areas and, in general, of seismic

energy,  depends  indeed  on  the  complexity  of  topographic,

structural and lithological features of the study areas. The fo-

cusing  of  seismic  waves  by  tectonic  discontinuities  and  the

trapping of the energy in basins can also cause spatial varia-

Fig. 9. Thickness contour map of the clayey formation in the Augusta graben.

ed with the thickness of the soft cover layers in the Augusta

graben. Such correlation is founded on the assumption that the

transfer function of a sediment site is connected to the geome-

try and physical parameters of the subsurface layers, namely,

their  thickness  and  shear  wave  velocities  (Ibs-von  Seht  &

Wohlenberg 1999). Theoretically the thickness (h) of a sedi-

mentary basin could be estimated from its resonant frequency

(f

r

) and the shear wave velocity (V

s

) through the well known

relationship h = V

s

/4 f

r

. According to Ibs-von Seht & Wohlen-

berg (1999) in order to take into account the gradient of ve-

locity with depth, the relationship                   can be used,

where m is the mean thickness and f

(H/V)

 is the main peak in

the Nakamura spectral ratio. The above relationship was tested

in the Lower Rhine Embayment. We adopted it in the study

area since the geotechnical parameters of Rhine Embayment

clays  (V

= 303 m/s,  ρ = 2.0 g/cm

3

)  appear  very  similar  to

those  of  the  clayey  sediments  filling  up  the  Augusta  Basin

(V

= 295 m/s, ρ = 1.9 g/cm

3

).

1.388

(H/V)

96

-

=

f

m

background image

LITHOLOGICAL STRUCTURES IN THE EVALUATION OF SEISMIC RESPONSE (SICILY)                          305

tions of ground motion in both amplitude and frequency. The

aim of this research was therefore to investigate the influence

of tectonic structures on the local seismic response and to de-

termine the resonant frequency of the soft cover layers.

Spectral ratios H/V have been computed for several sites in

the area of Augusta, located both on different soils and along

short profiles crossing the Mt Tauro fault. A tendency towards

site response amplification in the frequency range 1.5–2.0 Hz

was observed at the sites located close by the fault. Although

this is not a systematic behaviour, it clearly appears in some

profiles and such amplification tends to rapidly decrease for

distances ranging from about 30 to 50 meters from the struc-

tural discontinuity. Our methodological approach does not al-

low us to investigate the possible directional effects linked to

the strike of the fault. We rather directed our attention to rela-

tive differences between the amplitude of spectral peaks from

measurements  close  by  the  fault  and  at  increasing  distances

from  it.  Moreover,  in  order  to  simplify  our  observations  we

deployed the profiles trying to locate them in portions of the

fault where it dislocates the same lithotype. The observed ten-

dency  towards  amplification  effects  in  proximity  of  the  Mt

Tauro fault appears therefore to be a significant consequence

of the impedance contrast between the gouge zone and the sur-

rounding rocks.

As  regards  the  H/V  obtained  for  the  main  lithotypes  out-

cropping in the Augusta territory, at sites located both on the

limestones and on the calcarenites overlying them, a flat shape

of the spectral ratios in the frequency range 0.5–15 Hz, is ob-

served, therefore confirming the lack of amplification effects

in the lithotypes forming the basement. At sites located on the

clayey formation and on the thin sedimentary layers such as

salt-pits  and  quaternary  calcarenites  laying  on  them,  signifi-

cant amplifications were observed at frequency values (0.7–

1.5 Hz) that are compatible with the considerable thickness of

the clayey formation itself.

Comparison of experimental H/V dominant spectral peaks

with those obtained through the evaluation of the theoretical

transfer function, confirm that the resonance effect appears to

be related to the considerable thickness of the clayey forma-

tion, rather than to the thin shallow sediments. The “equiva-

lent  basement”,  detected  through  the  1-D  modelling  bounds

downwards the resonant soft sequence at a depth ranging from

160 up to 290 meters and it is located either among the clays

or at the stratigraphic interface separating them from the lime-

stones forming the basement.

The evaluation of the thickness of soft sediments infilling

the Augusta graben, shows that the maximum values of about

300 meters are reached in the central part of the basin. This re-

sult  is  in  fairly  good  agreement  with  the  thickness  contour

map of the Pleistocene clayey formation, obtained from geo-

logical data by Carbone (1985).

Acknowledgment:  This  research  was  financially  supported

by the Presidenza del Consiglio dei Ministri — Dept. of Civil

Defence and the Presidenza della Regione Siciliana “Sistema

Poseidon”. The authors wish to thank Prof. A. Di Grande for

his  support  in  describing  and  understanding  the  geological

features of the area. Special thank’s are given to Prof. S. Gres-

ta for a series of useful discussions and suggestions both in the

planning and carrying out of the study. We are also grateful to

Prof. Riuscetti and to an anonymous reviewer for critical read-

ing of the manuscript and useful suggestions.

References

Aki  K.  1988:  Local  site  effects  on  strong  ground  motion.  Proc.

Earthq. Engineering Soil Dynamics II 103–155.

Amato A., Azzara R., Basili A., Chiarabba C., Cocco M., Di Bona

M.  &  Selvaggi  G.  1995:  Main  shock  and  aftershocks  of  the

December 13, 1990, Eastern Sicily earthquake. Ann. di Geofi-

sica 38, 2, 255–266.

Anderson J.G., Bodin P., Brune J.N., Prince J., Singh S.K., Quass

R. & Onate M. 1986: Strong ground motion from the Michoa-

can, Mexico earthquake. Science 233, 1043–1049.

Barbano  M.S.  &  Rigano  R.  2001:  Earthquake  sources  and  seismic

hazard in South-eastern Sicily. Ann. di Geofisica 44, 4, 723–738.

Barbano  M.S.,  Rigano  R.,  Cosentino  M.  &  Lombardo  G.  2001a:

Seismic history and hazard in some localities of south-eastern

Sicily. Boll. Geof. Teor. Appl. 42, 1–2, 107–120.

Barbano  M.S.,  Di  Grande  A.,  Lombardo  G.  &  Rigano  R.  2001b:

Seismic hazard and site response in the area of Augusta. 20°

Convegno Nazionale GNGTS, Roma, poster section, 279–281

(in Italian).

Bard P.Y. 1999: Microtremor measurements: a tool for site effects

estimation? In: Irikura K., Kudo K., Okada H. & Sasatani T.

(Eds.):  The  effects  of  Surface  Geology  on  Seismic  Motion.

Balkema, Rotterdam, 1251–1279.

Carbone  S.  1985:  The  Pleistocene  deposits  of  the  north-eastern

Hyblean sector between Agnone and Melilli (SE Sicily): rela-

tionship  between  facies  and  structural  elements.  Boll.  Soc.

Geol. Ital. 104, 405–420 (in Italian).

Dobry R., Oweis I. & Urzua A. 1976: Simplified procedures for es-

timating the fundamental period of a soil profile. Bull. Seism.

Soc. Amer. 66, 4, 1293–1321.

Donati S., Marra F. & Rovelli A. 2001: Damage and ground shak-

ing in the town of Nocera Umbra during Umbria-Marche, cen-

tral Italy, earthquakes: the special effect of a fault zone. Bull.

Seism. Soc. Amer. 91, 3, 511–519.

Fäh D., Kind F. & Giardini D. 2001: A theoretical investigation on

H/V ratios. Geophys. J. Int. 145, 535–549.

Giardini  D.,  Palombo  B.  &  Pino  N.A.  1995:  Long-period  model-

ling of MEDNET waveforms for the December 13, 1990 East-

ern Sicily earthquake. Ann. di Geofisica 38, 2, 267–282.

Grasso M. 1993: Pleistocene structures along the Ionian side of the

Hyblean  Plateau  (SE  Sicily):  implications  for  the  tectonic

evolution of the Malta Escarpment. In: Max M.D. & Colanto-

ni P. (Eds.): Geological development of the Sicilian-Tunisian

Platform. UNESCO Reports in Mar. Sci. 58, 49–54.

Ibs-Von  Seth  M.  &  Wohlenberg  J.  1999:  Microtremor  measure-

ments  used  to  map  thickness  of  soft  sediments.  Bull.  Seism.

Soc. Amer. 89, 250–259.

Kanai K. 1957: The requisite conditions for predominant vibration

of ground. Bull. Earthq. Res. Inst., Tokyo Univ. 31, 457.

Lentini F., Carbone S., Cugno G., Grasso M., Scamarda G., Sciuto

F.,  Montanari  L.,  Romeo  M.  &  Ferrara  V.  1986:  Geological

map of the north-eastern Hyblean sector. Ed. S.E.L.C.A. Map

scale 1:50,000, Firenze  (in Italian).

Lermo J. & Chavez-Garcia F.J. 1994: Are microtremors useful in

site response evaluation? BSSA 84, 5, 1350–1364.

Li  Y.G.  &  Leary  P.C.  1990:  Fault  zone  trapped  seismic  waves.

background image

306                                                                                  RIGANO and LOMBARDO

Bull. Seism. Soc. Amer. 80, 1245–1271.

Lombardo G. 1987: Use of seismic microzoning methodologies in

some  areas  of  Eastern  Sicily.  In:  Boschi  E.  &  Dragoni  M.

(Eds.): Seismogenic areas and seismic risk in Italy.  I. Galileo

Galilei, Lausanne, 463–482  (in Italian).

Nakamura Y. 1989: A method for dynamic characteristics estima-

tion of subsurface using microtremors on the ground surface.

Quart. Rept. RTRI, Jpn. 30, 25–33.

Pedley  H.M.  1981:  Sedimentology  and  palaeoenvironment  of  the

southeast Sicilian Tertiary platform carbonate. Sed. Geol. 28,

273–291.

Salvi S., Brunori C.A., Amato A., Boschi E. & Selvaggi G. 1996:

Italian Seismicity 1986–1995. Map scale 1:1,500,000, Istituto

Nazionale di Geofisica, Roma.

SEAOC  1974:  Recommended  lateral  force  requirements  and

commentary.  Seismology  Committee  of  the  Structural  Engi-

neers Association of California San Francisco.

Singh  S.K.,  Lermo  J.,  Dominguez  T.,  Ordaz  M.,  Espinosa  J.M.,

Mena E. & Quass R. 1989: The Mexico earthquake of Sep-

tember 19, 1985: a study of amplification of seismic waves

in  the  Valley  of  Mexico  with  respect  to  a  hill  zone  site.

Earthq. Spectra 4, 653–673.