Kết quả xử lý bước đầu số liệu đo sâu từ telua tuyến hòa bình thái nguyên và tuyến thanh hóa hà tây

33(1), 18-28 Tạp chí CÁC KHOA HỌC VỀ TRÁI ĐẤT 3-2011 KẾT QUẢ XỬ LÝ BƯỚC ĐẦU SỐ LIỆU ĐO SÂU TỪ TELUA TUYẾN HỊA BÌNH - THÁI NGUN VÀ TUYẾN THANH HÓA - HÀ TÂY LÊ HUY MINH1, ĐINH VĂN TOÀN2, VÕ THANH SƠN1, NGUYỄN CHIẾN THẮNG1, NGUYẾN BÁ DUẨN1, NGUYỄN HÀ THÀNH1, LÊ TRƯỜNG THANH1, GUY MARQUIS3 E-mail: lhminhigp@gmail.com Viện vật lý địa cầu, Viện KH & CN VN Viện Địa chất, Viện KH & CN VN Viện Vật lý Địa cầu Strasbourg, Cộng hòa Pháp Ngày nhận bài: 20-4-2010 Mở đầu Đới đứt gãy Sông Hồng đới đứt gãy có khả phát sinh động đất mạnh lãnh thổ miền Bắc Việt Nam Biển Đông Đứt gãy kéo dài 1000km từ Tibet đến vịnh Bắc ranh giới phân chia khối lục địa Nam Trung Hoa khối Đơng Dương Nó đối tượng nghiên cứu có ý nghĩa đặc biệt quan trọng nhiều lĩnh vực khoa học thực tế, đặc biệt địa động lực thạch khu vực Đông Nam Á, từ trước đến có nhiều cơng trình nghiên cứu cấu trúc sâu đới đứt gãy phương pháp đo sâu từ telua [1, 12] tác giả ngồi nước [6, 9, 10] Trong khn khổ đề tài độc lập cấp Nhà nước “Nghiên cứu cấu trúc sâu thạch miền Bắc Việt Nam dò sâu địa chấn từ telua nhằm nâng cao độ tin cậy dự báo thiên tai địa chất” hai tuyến đo sâu từ telua Hịa Bình - Thái Ngun (TX Hịa Bình - Võ Nhai, Thái Ngun) Thanh Hóa - Hà Tây (Như Xuân, Thanh Hóa - Mỹ Đức, Hà Tây) thực Trên hai tuyến đo đồng thời tiến hành đo địa chấn dò sâu nhằm xác định cách tin cậy mặt ranh giới vỏ Trái Đất ranh giới vỏ - vỏ giữa, ranh giới vỏ vỏ ranh giới vỏ - Manti (mặt Moho) Bài báo trình bày phân tích bước đầu kết đo sâu từ telua hai tuyến kết minh giải cấu trúc điện trở lớp vỏ Trái Đất 18 Thực địa đo sâu từ telua tuyến Hịa Bình Thái Ngun Thanh Hóa - Hà Tây Thiết bị dùng để đo đạc trạm đo sâu từ tellua Géo-Instrument Viện Vật lý Địa cầu Paris viện trợ cho Viện Vật lý Địa cầu, trạm đo sâu từtellua đại ghi số Việt Nam Thiết bị gồm: trạm đo trung tâm, máy tính, điện cực, cảm biến từ, dây nối điện cực, Các điện cực sử dụng đo sâu từ telua điện cực khơng phân cực tiếp xúc nhỏ (một vài mV) độ trôi yếu Các đầu thu từ sử dụng đầu thu kiểu cảm ứng có độ nhạy cỡ 10-2 nT, dây nối từ đầu thu từ tới máy ghi 50 m, đảm bảo tránh nguồn nhiễu từ nhỏ gần vị trí đặt trạm ghi Các đầu thu từ loại đầu thu sản xuất Trung tâm Địa vật lý Garcy, Cộng hòa Pháp Trên tuyến đo sâu từ telua Hòa Bình - Thái Ngun (HB-TN) chúng tơi tiến hành đo đạc 33 điểm đo tuyến Thanh Hóa - Hà Tây (TH-HT) đo 31 điểm Độ dài tuyến HBTN khoảng 122km, khoảng cách điểm đo trung bình 4,35km, độ dài tuyến TH-HT khoảng 128,9km, với khoảng cách đểm đo trung bình 4,16km Tọa độ tên điểm đo liệt kê bảng biểu diễn hình Tại điểm đo sâu tiến hành đo đạc hai thành phần trường điện hai thành phần trường từ theo hai hướng vng góc với cách tương ứng; hướng chọn song song với phương cấu trúc (N140o) gọi thành phần NS hướng chọn vng góc với phương cấu trúc (N50o) gọi thành phần EW Bảng Tọa độ điểm đo sâu từ telua tuyến Hòa Bình - Thái Ngun tuyến Thanh Hóa - Hà Tây Tọa độ Vỹ độ Kinh độ N01 21 42’55,38” o 105 55’53,16” N02 21 41’14,28” o 105 55’29,10” N03 21o40’0,96” 105 53’12,78” Điểm Độ cao (m) Địa danh Tuyến Hịa Bình - Thái Ngun o o 40 Đồng Chùa, La Hiên, Võ Nhai, Thái Nguyên o 45 Đèo Khế, Khe Mo, Đồng Hỷ, Thái Nguyên o 40 Khe Mo, Đồng Hỷ, Thái Nguyên o 40 Cây Thị, Linh Sơn, Đồng Hỷ, Thái Nguyên o 35 Nhà Thờ, Thịnh Đức, Tp Thái Ngun o 25 Xn Đảng, Bình Sơn, Sơng Cơng, Thái Ngun o 30 Xóm Chêng, Phúc Thuận, Phổ Yên, Thái Nguyên o N04 21 37’0,88” 105 52’24,84” N05 21o32’40,02” 105 47’50,04” o N06 21 29’54,24” 105 48’33,54” N07 21o27’12,06” 105 45’32,58” N08 21o24’15,30” 105 44’52,38” 75 Ngọc Thanh, Tx Xuân Hòa, Vĩnh Phú N09 21 20’0,60” o 105o42’05,76” 10 Vĩnh Đồng, Trung Mỹ, Bình Xuyên, Hà Tây o 105o41’50,46” 20 Vĩnh Tiến, Bá Hiến, Bình Xuyên, Vĩnh Phú o o 10 Nội Phật, Tam Hợp, Bình Xuyên, Vĩnh Phú o Xuân Lãng, Thanh Lãng, Bình Xuyên, Vĩnh Phú o Xóm Lẻ, Tam Hồng, Yên Lạc, Vĩnh Phú Nhật Chiêu, Liên Châu, Yên Lac, Vĩnh Phú N10 21 19’40,32” N11 21 17’24,72” 105 39’39,90” N12 21o14’59,94” 105 37’31,62” N13 21o12’40,44” 105 33’32,94” N14 21 09’44,94” o o o Xóm Tám, Võng Xuyên, Phúc Thọ, Hà Tây o Lạc Xuyên, Võng Xuyên, Phúc Thọ, Hà Tây o Yên Lỗ, Cẩm Yên,Thạch Thất, Hà Tây o 15 Thiên Mã, Sơn Đông, Phúc Thọ, Hà Tây o 23 Đồng Mô, Hà Tây 105 33’22,92” o 105 33’53,10” o N15 21 08’22,08” N16 21 07’39,60” 105 33’21,18” N17 21o04’54,48” 105 32’30,00” o 105 29’34,50” o 105 28’40,08” o 105 25’00,06” 85 Xóm Mè, Yên Quang, Lương Sơn, Hịa Bình o 36 Đồng Tới, n Trung, Lương Sơn, Hịa Bình N18 21 04’09,54” N19 21 02’11,46” N20 20 59’10,20” o N21 21 00’25,98” 105o26’42,30” N22 20o54’47,04” 105o23’13,86” 71 Xóm Bân, Phúc Tiến, Lương Sơn, Hịa Bình N23 20 53’40,20” 105o23’25,74” 42 Xóm Mỏ, Dân Hạ, Kỳ Sơn, Hịa Bình N24 20o45’47,58” Đồng Chua, Thống Nhất, thị xã HB, Hịa Bình o 105o20’50,04” 110 o 105o21’21,06” 25 Bái n, Dân Chủ, Tp Hịa Bình, Hịa Bình o 10 Cựu Ấp, Liên Châu, Yên Lạc, Vĩnh Phúc N25 20 47’47,88” L14 21 09’49,44” 105 33’31,44” N27 21o20’15,12” 105 42’00,60” o o o Vĩnh Đơng, Bá Hiến, Bình Xun, Vĩnh Phúc o 19 Vinh Tiến, Bá Hiến, Bình Xuyên, Vĩnh Phúc o 70 Ngọc Thanh, TX Xuân Hòa, Vĩnh Phúc o Nội Phật, Tam Hợp, Bình Xuyên, Vĩnh Phúc o Đông Thôn, Tam Hồng, Yên Lạc, Vĩnh Phúc o N28 21 19’38,22” 105 41’54,78” N29 21o24’46,8” 105 44’50,58” o 105 39’39,96” o 105 35’29,16” N30 21 17’16,62” N31 21 14’5,34” o 105 42’18,36” 20 Vĩnh Đông, Trung Mỹ, Bình Xuyên, Vĩnh Phúc o 105o37’20,22” Yên Lân, Thanh Lãng, Bình Xuyên, Vĩnh Phúc N32 21 21’4,8” N33 21 14’48,42” Tuyến Như Xuân, Thanh Hóa - Mỹ Đức, Hà Tây o 143 Đội 6, Bãi Trành, Như Xuân, Thanh Hóa o 122 Xn Hịa, Như Xn, Thanh Hóa o 96 Xn Hịa, Như Xn, Thanh Hóa o 113 Thanh Hương, Xuân Quý, Như Xuân, Thanh Hóa o o o 105 24’21,54” o T01 19 28’14,34” T02 19 31’28,32” 105 24’9,72” T03 19o33’39,42” 105 23’3,12” T04 19o37’10,92” 105 22’36,66” T05 19 38’28,74” o 106 Tân Thịnh, Hóa Quỳ, Như Xuân, Thanh Hóa o 105 27’21,66” 64 Thanh Hóa o 105o24’39,42” 60 Làng Bài, Xuân Phú, Thọ Xuân, Thanh Hóa T06 19 41’55,44” T07 19 51’19,68” 105 23’56,82” 19 Bảng (tiếp theo) o 105 27’47,88” o 105 25’48,42” o 105 22’53,52” o T08 19 42’9,48” T09 19 44’49,62” o 53 Thượng Vinh, Như Xuân, Thanh Hóa o 38 Thượng Ninh, Như Xuân, Thanh Hóa o 35 Liêm Thanh, Luận Thành, Thường Xn, Thanh Hóa o 20 Bái Đơ, Xn Bái, Thường Xn, Thanh Hóa o 31 Thành Cơng, Kiến Thọ, Ngọc Lặc, Thanh Hóa o 91 Quang Tọa, Quang Trung, Ngọc Lặc, Thanh Hóa o 96 Làng Quần, Cẩm Châu, Cẩm Thủy, Thanh Hóa o 40 Làng Lụa, Cẩm Sơn, Cẩm Thủy, Thanh Hóa o 30 Nàng Trường, Thạch Quảng, Thạch Thành, Thanh Hóa o T10 19 48’17,28” T11 19 55’22,62” 105 22’42,60” T12 19o58’1,02” 105 24’45,12” o T13 20 08’12,42” 105 24’17,52” T14 20o09’33,9” 105 26’40,44” T15 20 11’15,60” T16 20 18’8,46” o 105 28’3,78” o 105 30’39,66” o 105 30’30,3” 20 Thống Nhất, Thạch Tượng, Thạch Thành, Thanh Hóa o T17 20 17’44,94” T18 20 13’23,94” 105o28’40,92” 21 Ngọc Liêm, Cẩm Tú, Cẩm Thủy, Thanh Hóa T19 20o15’34,62” 105o30’14,94” 115 Đồi Mã, Cẩm Tú, Cẩm Thủy, Thanh Hóa o o 30 Xuân Lão, An Nghĩa, Lạc Sơn, Hòa Bình o 60 Di Dân, n Lạc, n Thủy, Hịa Bình o 37 Bĩa Đa, Bảo Hiệu, n Thủy, Hịa Bình o 45 Bãi Cá, Bảo Hiệu, n Thủy, Hịa Bình o 40 Hưng Thị, Lạc Thủy, Hịa Bình T20 20 24’58,56” 105 30’10,56” T21 20o24’22,14” 105 35’46,26” T22 20o26’23,94” 105 36’59,7” T23 20 27’13,62” 105 38’34,68” T24 20o32’43,32” 105 42’10,68” T25 20 35’57,6” 105 43’35,04” T26 20o05’21,18” 105 24’21,24” T27 20o03’05,28” T28 20 00’2,52” T29 20o14’58,44” 105 30’9,54” 50 Lương Thành, Cẩm Tú, Cẩm Thủy, Thanh Hóa T30 20 28’41,58” 105o40’412,22” 40 Đồng Bai, Lạc Hưng, Lạc Thủy, Hòa Bình T31 20o31’20,52” 105o40’41,52” 25 Suối Mán, Hưng Thị, Lạc Thủy, Hịa Bình o o o o o 10 An Phú, Mỹ Đức, Hà Tây o 60 Điền Sơn, Ngọc Sơn, Ngọc Lặc, Thanh Hóa o 21 Ngọc Trung, Ngọc Lặc, Thanh Hóa o 25 Minh Tiến, Ngọc Lặc, Thanh Hóa 105 26’9,42” 105 24’41,04” o Hình Sơ đồ tuyến đo sâu từ telua Hịa Bình - Thái Nguyên Như Xuân, Thanh Hóa - Mỹ Đức, Hà Tây 20 Xử lý số liệu đo sâu từ telua Dựa chuỗi số liệu thành phần trường điện trường từ thu tiến hành xử lý phần mềm MT [6], phần mềm kèm hệ thống thiết bị Géo-Instrument để thu đường cong điện trở suất biểu kiến theo hai hướng NS EW nêu, việc xử lý phần mềm đòi hỏi bloc số liệu liên tiếp có chất lượng tốt Hình ví dụ đường cong đo sâu thành phần NS (các điểm trịn) thành phần EW (các điểm hình thoi) thu điểm L14 Tập hợp đường cong đo sâu thu tất điểm đo sở cho phép nghịch đảo 1D 2D xây dựng mặt cắt cấu trúc địa điện vỏ Trái Đất tuyến nghiên cứu §iĨm L14 - Tuyến Hòa Bình - Thái Nguyên Điện trở suất biểu kiến (Ôm.m) in tr sut biu kin (.m) 1000 EW 100 NS 10 0.001 0.010 0.100 1.000 10.000 100.000 1000.000 Chu kú (sec) Hình Các đường cong đo sâu từ telua thành phần NS (các điểm tròn) thành phần EW (các điểm hình thoi) điểm L14 tuyến Hịa Bình - Thái Ngun Biểu diễn giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến Để có ý niệm sơ cấu trúc điện trở suất tồn tuyến đo chúng tơi xây dựng giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến, trục hoành khoảng cách điểm đo đạc, trục tung tần số đo đạc vẽ tỷ lệ logarit Hình giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến thành phần EW, hình giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến thành phần NS tuyến HB-TN Chúng ta biết tần số sóng điện từ cao (chu kỳ ngắn) độ sâu thâm nhập nông, tần số thấp (chu kỳ dài) độ sâu thâm nhập lớn, giả mặt cắt cho ý niệm sơ cấu trúc vỏ Trái Đất tuyến nghiên cứu Trên tuyến có điểm có điện trở suất thấp so với điểm xung quanh, ví dụ điểm N04, N08, N13-L14, N18, Chúng ta biết đới đứt gãy, đá vỏ bị dập vỡ điện trở suất điểm đứt gãy điện trở suất thường nhỏ so với điểm xung quanh [4, 5, 10, 11] Như so với dấu hiệu địa chất địa vật lý khác nhận định điểm N04 gần đứt gãy Quốc Lộ 13, N08 gần đứt gãy Đơng Triều-ng Bí, điểm N13L14 gần đứt gãy sông Chảy, điểm N18 gần đứt gãy sông Hồng Tuy nhiên hình thái cụ thể đứt gãy thu sở tiến hành phép nghịch đảo 2D xây dựng mặt cắt địa điện cấu trúc sâu vỏ Trái Đất tuyến nghiên cứu Mặt khác phần nhiều điểm đo, vùng tần số trung bình điện trở suất biểu kiến cao phần tần số thấp tần số cao, điều cho ý niệm mơ hình mặt cắt điện trở suất vỏ Trái Đất xây dựng được, phần mặt cắt có điện trở suất cao phần phần sâu 21 Hình Giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến thành phần EW tuyến Hịa Bình - Thái Nguyên Hình Giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến thành phần NS, tuyến Hịa Bình - Thái Ngun Giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến thành phần EW thành phần NS tuyến NX-MĐ trình bày hình hình Chúng ta thấy phần lớn điểm tuyến phần tần số 22 trung bình có điện trở suất cao phần tần số cao phần tần số thấp Mơ hình vỏ Trái Đất có ba lớp tiêu biểu với điện trở suất vỏ lớp vỏ có điện trở thấp so với lớp vỏ Hình Giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến thành phần EW tuyến Thanh Hóa - Hà Tây Hình Giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến thành phần NS tuyến Thanh Hóa - Hà Tây Kết qủa nghịch đảo số liệu thảo luận Trước hết chúng tơi trình bày kết nghịch đảo 2D Trong phép nghịch đảo 2D ta phải làm hợp đồng thời tất đường cong điện trở suất mơ hình điện trở suất mơi trường bên Chính nên phép nghịch đảo 2D phát bất đồng theo phương nằm ngang, đới đứt gãy, bắt đầu việc minh giải số liệu đo sâu từ telua việc thực phép nghịch đảo 2D Chúng sử dụng phép nghịch đảo 2D phương pháp giảm dư nhanh (Rapid Relaxation Inverse-RRI) [8] thực với phần mềm Geotools [2] Phép nghịch đảo 2D RRI thực riêng rẽ thành phần, đồng thời hai thành phần Trong phân tích 2D số liệu từ telua tuyến HB-TN TH-HT chúng tơi chọn mơ hình ban đầu nửa khơng gian đồng có điện trở suất 100 Ω.m Trong trình tính tốn chúng tơi thấy việc lựa chọn nghiệm 2D cho nghịch 23 đảo hai thành phần NS EW tuyến đo không cho kết hội tụ, mà chọn nghiệm cho thành phần EW kết trình bày hình 7, Các hình vẽ xây dựng tỷ lệ ngang tỷ lệ đứng, trục hoành chiều dài tuyến, trục tung độ sâu Từ thơng tin địa chất tuyến Hịa Bình - Thái Ngun cắt qua nhiều đứt gãy: đứt gãy sông Hồng, đứt gãy sông Chảy, đứt gãy sông Lô, đứt gãy Đông Triều - ng Bí mặt cắt địa điện hình nhận thấy biểu đứt gãy Mường La - Bắc Yên, đứt gãy sông Hồng, đứt gãy sông Chảy đứt gãy sông Lô ranh giới thay đổi điện trở rõ rệt cắt qua toàn vỏ Trái Đất Các đới đứt gãy đứt gãy lớn xuyên vỏ, điều phù hợp với kết nghiên cứu trước Đứt gãy Mường La - Bắc Yên có hướng cắm gần thẳng đứng Đứt gãy sơng Hồng đứt gãy sơng Chảy có góc dốc khoảng 88° nghiêng phía đơng bắc (tức phía cuối tuyến Thái Ngun); đứt gãy sơng Lơ có góc dốc khoảng 92° hướng phía tây nam (phía Hịa Bình) Các kết phù hợp với kết nghiên cứu trước đây, kết nghiên cứu địa chấn sâu biển Khoảng cách điểm đo thưa nên vị trí điểm đo khơng nằm đới phá hủy đứt gãy mặt cắt điện trở suất được, đứt gãy nhỏ có đới phá hủy hẹp, đứt gãy đứt gãy Đơng Triều - ng Bí, đứt gãy Quốc lộ 134, đứt gãy Đèo Khế không phát Hình Mặt cắt địa điện tuyến Hịa Bình-Thái Ngun, nghịch đảo 2D thành phần EW Hình Mặt cắt địa điện tuyến Thanh Hóa-Hà Tây, nghịch đảo 2D thành phần EW Trên tuyến TH-HT, đứt gãy sông Mã, đứt gãy Sơn La đứt gãy Kim Bôi thể đới có điện trở suất thay đổi rõ rệt Trên mặt cắt địa điện hai tuyến, điện trở suất vỏ Trái đất thay đổi liên tục từ vài chục Ω.m tới hàng ngàn Ω.m Có xu chung hai 24 tuyến phần mặt cắt, độ sâu khoảng 20km điện trở suất nhỏ phần bên Phần phía độ sâu nhỏ khoảng 5km điện trở suất nhỏ phần bên Kiểu cấu trúc vỏ có lớp vỏ bên lớp vỏ bên nhỏ lớp vỏ gọi cấu trúc vỏ Phanerozoi, điểm đo nêu Để xây dựng mơ hình địa điện minh giải 1D sử dụng phương pháp thử lựa chọn Tuy nhiên biết toán 1D cho kết đa nghiệm, người ta phải có thơng tin bổ sung để loại tính đa nghiệm, kết xác định ranh giới vỏ Trái Đất nhờ phương pháp dị sâu địa chấn tuyến sử dụng Trên tuyến HB-TN, ranh giới lớp vỏ lớp vỏ thay đổi khoảng 1-4km, ranh giới lớp vỏ lớp vỏ độ sâu 14-17km, mặt Moho độ sâu khoảng 30-32km Trên tuyến TH-HT, ranh giới tương ứng 3-4km, 14-17km khoảng 32-37km Kết nghịch đảo 1D phương pháp thử lựa chọn với độ sâu tham khảo nêu từ số liệu địa chấn trình bày hình hình 10 (đối với tuyến HB-TN), hình 11 hình 12 (đối với tuyến TH-HT) kiểu trúc vỏ phổ biến quan sát nhiều vùng giới [3, 9] Ở kiểu cấu trúc vỏ việc xác định ranh giới Moho từ tài liệu từ telua khó khăn chênh lệch điện trở suất Manti lớp vỏ bên rõ rệt, thông tin mặt Moho thu cách tin cậy từ phân tích số liệu địa chấn dị sâu Trong mặt cắt địa điện hình hình dựa vào hình thái biến đổi điện trở suất theo chiều sâu vị trí đứt gãy, chúng tơi giả định đứt gãy nêu (Mường La - Bắc Yên, sông Hồng, sông Chảy, sông Lô, sông Mã, Sơn La, Kim Bôi) đứt gãy sâu xuyên vỏ, nhiên điều cịn mang tính chủ quan, chưa có kết đo sâu từ telua thiết bị khác đại để so sánh Cùng với việc nghịch đảo 2D tiến hành việc nghịch đảo 1D số liệu thu Hòa Bình N24 N25 500 900 sâu (m) (m) Độ§ésâu 4000 5500 150 1600 3000 3200 4200 1300 1200 2500 180 900 270 4300 100800180 130 4300 2000 1500 220 N30 290 1500 5000 1500 1000 7000 3500 3500 3000 900 1500 3800 150 N04 líp vá gi÷a 2900 4000 líp vá gi÷a 170 150 140 180 15 1500 400 260 500 400 manti 300 90 3500 2000 - 6000 Om.m 7000 6200 líp vá d−íi 300 - 2000 Om.m 870 4700 2100 3600 140 3000 500 80 500 6100 500 N03 N02N01 Om.m 20004500 110- 2000350 líp vá900 trªn líp vá trªn 500 1300 5500 5100 2200 180 N06 N05 N07 N28 N32 1200 850 1300 lớp vỏ dới 40 1900 -30000 50 1500 Đ/g Sông Lô -20000 400 Đ/g Sông Chảy 6700 2600 Đ/g Sông Hồng 6500 600 Đ/g Mờng La - Bắc Yên 4500 -10000 Thái Nguyên N15 N20 N21 N19 N18 N17 N16 N14 N13 N31N33 N23 N22 2500 5000 4500 - 200 Om.m 900 500 manti 800 400 400 2000 4500 -40000 20 40 60 80 100 120 Khoảng cách (km) Hình Mặt địa điện tuyến Hịa Bình - Thái Nguyên, nghịch đảo 1D phương pháp thử la chn Hòa Bình N24 N25 N15 N20 N21 N19 N18 N17 N16 N14 N13 N31N33 Thái Nguyên Vĩnh Phóc N30 N07 N28 N32 N06 N05 60 - 100 Om.m -3000 Đ/g Sông Lô -2000 N04 N03 N02 N01 00 - 00 Om.m Đ/g Sông Chảy Độ sâu (km) Đ/g Sông Hồng Đ/g Mờng La - Bắc Yªn -1000 Độ sâu (m) N23 N22 -4000 300 - 1000 1000 - 200 2000 - 6000 -5000 20 40 60 80 100 120 Khoảng cách (km) Hỡnh 10 Mặt địa điện tuyến Hịa Bình - Thái Ngun khoảng km đầu tiên, nghịch đảo 1D phương pháp thử lựa chọn Hình lớp vỏ bên phần lớn điểm có điện trở suất từ 300Ω.m đến 2000Ω.m thấp hẳn lớp vỏ có điện trở suất từ 2000Ω.m đến 6000Ω.m, cao điện trở suất manti từ 5Ω.m đến 200Ω.m Lớp vỏ bên phần lớn điểm có điện trở suất thấp lớp vỏ Kết phân tích thu hình tương đối phù hợp với kết phân tích số liệu đo 25 sâu từ telua vùng trũng Hà Nội tuyến Ba Vì - Bắc Ninh Thanh Sơn - Thái Nguyên [9, 10] Trên hình vị trí đứt gãy xác định từ kết nghịch đảo 2D tương ứng nêu hình Hình 10 biểu diễn mặt cắt địa điện chi tiết hình đến độ sâu 5km Có thể thấy lớp điện trở suất cao 2000-6000Ω.m thay đổi khoảng độ sâu từ 1500m khu vực Hịa Bình đến gần 3000m khu vực Thái Nguyên, phần tuyến khu vực Vĩnh Phúc lớp điện trở suất cao nhô lên cao đạt tới độ sâu khoảng 1000m, điều độ dày tầng trầm tích bên khu vực đới đứt gãy sơng Hồng phía Thái Ngun dày khu vực Vĩnh Phúc, khu vực đới đứt gãy sơng Hồng cịn có lớp điện trở suất cỡ vài chục Ω.m phần mặt cắt, kiểu cấu trúc phù hợp với kiểu cấu trúc bồn trũng sông Hồng nêu [6] H Tây (Mỹ Đức) Thanh Hóa (Nh Xuân) T01 T02 T03 600700 -10000 T04 T05 850 700 200 T11 850 T12 T28 1500 850 T20 T22T23 T30 T31 T24 T26 T13 T14 T15 T18 T29 T17 2000 2000 300-1700 3200 1400 45 1400 4000 3400 2100líp vá gi÷a1700 2200 1200 -20000 líp vá d−íi 700 250 190 1800 1500 1100 2300 2500 2400 3200 1900 1500 50- 1700 1600 1500 700 1700-5000 4200 1500 150 3300 2000 5100 300 70 4600 4500 800 3000 950 1200 -30000 manti 50 30 49001900 5- 200250 40 110 20 500 10 40 60 §/g Kim Bôi 10 T07 700 Đ/g Sơn La 4000 1700 800 T25 380 350 4000 2400 50 2504200 4100 30 3700 5200 1100 180 T09 T10 líp vá trªn 2500 1800 Đ/g Sông Mà Độ sâu (m) sõu (m) 300 3600 1300 80 100 120 Khoảng cách (km) Hỡnh 11 Mặt địa điện tuyến Thanh Hóa-Hà Tây, nghịch đảo 1D phương pháp thử lựa chọn Hμ T©y (Mỹ Đức) Thanh Hóa (Nh Xuân) T01 T02 T03 T04 T05 T09 T10 T07 T11 T12 T28 T20 T22T23 T30 T31 T24 T26 T13 T14 T15 T18 T29 T17 80 - 150 Om.m T25 150 - 00 Om.m 300 - 00 Độ sâu (m) -2000 §/g Kim Bôi Đ/g Sơn La Độ sâu (m) Đ/g Sông Mà -1000 800 - 1700 -3000 1700 - 5000 -4000 Manti -5000 20 40 60 80 100 120 Kho¶ng c¸ch (km) Hình 12 Mặt địa điện tuyến Thanh Hóa - Hà Tây khoảng 5km đầu tiên, nghịch đảo 1D phương pháp thử lựa chọn Mặt cắt địa điện tuyến TH-HT hình 11 cho thấy lớp vỏ bên có điện trở suất từ 50Ω.m đến 1700Ω.m thấp lớp vỏ có điện trở suất từ 1700Ω.m đến 5000Ω.m, cao điện trở suất manti cỡ 50-200Ω.m Lớp vỏ bên phần lớn điểm có điện trở suất thấp lớp vỏ tuyến HB-TN Mặt cắt địa điện chi tiết đến độ sâu km tuyến THHT hình 11 cho thấy lớp có điện trở suất cao 1700-5000 Ω.m nằm độ sâu khoảng 3500m có thay đổi có tính cục khoảng vài 26 trăm mét; ranh giới lớp điện trở suất thấp phía biến đổi tương tự Như qua phân tích ta thấy đặc điểm cấu trúc vỏ hai tuyến HB-TN TH-HT kết nghịch đảo 1D có tương tự nhau, dải biến đổi điện trở suất lớp hai tuyến có khác Điện trở suất lớp vỏ bên thấp lớp vỏ bên phù hợp với kết nghiên cứu Đoàn Văn Tuyến nnk [11, 12] khu vực đới đứt gãy sông Hồng Như nêu thông tin ranh giới vỏ Trái đất nhận từ phân tích số liệu địa chấn thăm dị, hình 11 cho thấy điện trở suất lớp từ kết 1D biến đổi dải rộng Với kết phân chia ranh giới biến đổi mạnh điện trở suất lớp thể mặt cắt 2D Điều hiểu thực tế điện trở suất đất đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố, yếu tố hàm lượng chất lỏng, độ khoáng hóa, độ rỗng,… yếu tố quan trọng làm điện trở suất đá giảm mạnh Tuyến HB-TN cắt ngang qua đới đứt gãy Sông Hồng, mặt cắt 2D cho thấy điện trở suất khu vực tuyến từ đứt gãy Mường La - Bắc Yên tới đứt gãy sông Lô điện trở suất phần vỏ thấp phần đầu (Hịa Bình) phần cuối tuyến (Thái Ngun); biến đổi theo phương ngang điện trở suất khu vực tuyến rõ rệt Các vùng điện trở suất cao đầu cuối tuyến HB-TN phản ánh cấu trúc vỏ rắn chắc, trong khu vực đới đứt gãy Sông Hồng điện trở suất phần vỏ vỏ nhỏ bất đồng theo phương ngang cấu trúc điện trở rõ ràng, điều phản ánh mức độ hoạt động kiến tạo mạnh mẽ đới Trong mặt cắt điện trở suất vỏ Trái đất cắt qua đới đứt gãy [6, 10, 11], tồn lớp vỏ có điện trở suất thấp thường cho liên quan với chảy dẻo vật chất tác dụng nhiệt nước giải phóng q trình biến chất, nâng lên cục manti Trên mặt cắt điện trở suất hình hình 11 thấy điện trở suất lớp vỏ biến đổi từ vài chục Ω.m đến hàng ngàn Ω.m, có nghĩa chảy dẻo có tính cục lân cận đứt gãy [4, 5] khơng thể phạm vi tồn lớp vỏ Như kết nghịch đảo 1D số liệu đo sâu từ telua với thông tin độ dày lớp từ số liệu địa chấn khó cho thơng tin đầy đủ trạng thái vật chất vỏ Trái Đất tuyến đo, thơng tin thu cách tin cậy từ kết nghịch đảo 2D Tây với 31 điểm đo, độ dài hai tuyến khoảng 120km Kết luận [3] Jones A., 1992: Electrical conductivity of the continental lower crust, Continental lower Crust, edited by D M, Fountain, R J Arculus and R W Kay Trong khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu cấu trúc sâu thạch miền Bắc Việt Nam dò sâu địa chấn từ telua nhằm nâng cao độ tin cậy dự báo thiên tai địa chất” thực đo sâu từ telua tuyến Hịa Bình - Thái Ngun với 33 điểm đo tuyến Thanh Hóa - Hà Các kết nghịch đảo 2D phương pháp giảm dư nhanh xây dựng mặt cắt điện trở suất vỏ Trái Đất cho thấy biểu đứt gãy lớn tuyến HB-TN đứt gãy Mường La - Bắc Yên, đứt gãy sông Hồng, đứt gãy sông Chảy đứt gãy sông Lô; tuyến TH-HT thể rõ đứt gãy sông Mã, đứt gãy Sơn La đứt gãy Kim Bôi; đứt gãy sâu xuyên vỏ, có hướng cắm gần thẳng đứng Nghịch đảo 1D phương pháp thử lựa chọn cho thấy hai tuyến cấu trúc địa điện vỏ Trái Đất lớp tiêu biểu, với lớp có điện trở suất cao lớp lớp dưới, lớp Manti có điện trở suất thấp lớp vỏ Điện trở suất lớp biến đổi theo phương ngang phụ thuộc vào mức độ hoạt động kiến tạo khu vực; đới đứt gãy sông Hồng, điện trở suất vỏ thấp khu vực lân cận bất đồng rõ rệt theo phương ngang khẳng định hoạt động kiến tạo mạnh mẽ đới Sự giảm điện trở suất rõ rệt lân cận đứt gãy hoạt động đứt gãy sông Hồng, đứt gãy sông Chảy, đứt gãy Sơn La,… cho liên quan tới nhiệt chất lỏng giải phóng q trình biến chất nâng lên manti lân cận chúng Lời cảm ơn: báo hoàn thành sở kết nghiên cứu đề tài độc lập cấp Nhà nước “Nghiên cứu cấu trúc sâu thạch miền Bắc Việt Nam dò sâu địa chấn từ telua nhằm nâng cao độ tin cậy dự báo thiên tai địa chất” TÀI LIỆU DẪN [1] Cagnia L., 1953: Basic theory of magnetotelluric method of geophysical prospecting, Geophysics, 18, 605-635 [2] Geotools Corporation, 1997: Geotools MT User’s guide [4] Lê Huy Minh, Võ Thanh Sơn, Nguyễn Chiến Thắng, Nguyễn Trọng Vũ, Nguyễn Đình Xuyên, Guy Marquis, Trần Văn Thắng, 2008: Mặt cắt cấu 27 trúc địa điện đới đứt gãy Sơn La theo kết đo sâu từ telua, Tạp chí Các khoa học Trái Đất, T 30, 4PC, 491-502 relaxation inverse for two and three dimensional magnetotelluric data, J Geophys Res., 96, NO B3, 3905-3922 [5] Lê Huy Minh, Phạm Văn Ngọc, Danièle Boyer, Nguyễn Ngọc Thủy, Lê Trường Thanh, Ngô Văn Quân, Guy Marquis, 2009: Nghiên cứu chi tiết cấu trúc đứt gãy Lai Châu - Điện Biên phương pháp đo sâu từ tellua, Tạp chí Địa chất, loạt A, 311(3-4), 11-21 [9] Touret J L R., Marquis G., 1994: Fluides profondes et conductivité électrique de la croûte continentale inférieure, C R Acad Sci Paris, 318, Série II, 1469-1482 [6] Pham V N., Boyer D., Nguyen Van Giang Nguyen Thi Kim Thoa, 1995: Propriétés électriques et structure profonde de la zone de faille du Fleuve Rouge au Nord Vietnam d’après les résultats de sondage magnéto-tellurique, C R Acad Sci Paris, 320, série IIa, 181-187 [7] Quomarudin M., 1994: Propriétés électriques et structures de la croûte en France, (Programmes Ecors, GPF) d’après les résultats de sondage magnéto-tellurique, Thèse, Université Paris [8] Smith J T & Booker J R., 1991: The rapid [10] Đoàn Văn Tuyến, Đinh Văn Toàn, Nguyễn Trọng Yêm, Phạm Văn Ngọc, Boyer D., 1999: Đặc điểm cấu trúc sâu đới đứt gãy sông Hồng khu vực Tây Bắc vùng trũng Hà Nội theo kết phân tích tài liệu từ telua, Tạp chí Các Khoa học Trái Đất, T 21, 1, 31-35 [11] Đoàn Văn Tuyến, Đinh Văn Toàn Nguyễn Trọng Yêm, 2001: Đặc điểm cấu trúc địa động lực đới đứt gãy sông Hồng sở tài liệu từ telua, Tạp chí Địa chất, A 267, 21-28 [12] Vozoff K., 1972: The magnetotelluric method in the exploration of sedimentary basin, Geophysics, 37, No 1, 98-141 SUMMARY Preliminary results of processing the sounding magnetotelluric data of Hoa Binh - Thai Nguyen and Thanh Hoa - Ha Tay profiles Two magnetotelluric surveys from Hoa Binh (HB) to Thai Nguyen (TN) and from Thanh Hoa (TH) to Ha Tay (HT) have been carried out The lengths of these profiles are about more than 120 km with 33 stations (HB-TN), and with 31 stations (TH-HT) The geoelectrical cross-sections along two profiles obtained by two-dimensional inversion of the magnetotelluric data, recording interval ranges from 10-3 to 103 s are presented It is shown that the main faults such as Muong La-Bac Yen, Red River, Chay River and Lo River on the HB-TN profile; Ma River, Son La and Kim Boi on the THHT one, could be recognized by rapid resistivity changes in the crust resistivity models They are all trans-crustal deep faults with the vertical or nearly vertical dip Assuming the Earth crust of three layers: upper, middle and lower with the depths of about 1-4km, 14-17km and 30-37km, respectively, from the seismic exploration data, the 1D geoelectrical models are obtained by using the MT software It is shown that the middle crust’s resistivity is significantly higher than the lower and upper one, but the each layer is not homogeneous conductively The resistivity decreases clearly in the active fault (Red River, Chat River Lo River…) zones, which could be related to the metamorphism releasing heats and fluids or upwelling of the mantle 28 ... sâu từ telua Hịa Bình - Thái Nguyên Như Xuân, Thanh Hóa - Mỹ Đức, Hà Tây 20 Xử lý số liệu đo sâu từ telua Dựa chuỗi số liệu thành phần trường điện trường từ thu tiến hành xử lý phần mềm MT [6],... kiến thành phần EW tuyến Thanh Hóa - Hà Tây Hình Giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến thành phần NS tuyến Thanh Hóa - Hà Tây Kết qủa nghịch đảo số liệu thảo luận Trước hết chúng tơi trình bày kết. .. trúc sâu thạch miền Bắc Việt Nam dò sâu địa chấn từ telua nhằm nâng cao độ tin cậy dự báo thiên tai địa chất” thực đo sâu từ telua tuyến Hịa Bình - Thái Ngun với 33 điểm đo tuyến Thanh Hóa - Hà