1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận

106 805 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 106
Dung lượng 2,89 MB

Nội dung

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM LIÊN ĐOÀN VẬT LÝ ĐỊA CHẤT ---oOo--- BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN TỪ Đ

Trang 1

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM LIÊN ĐOÀN VẬT LÝ ĐỊA CHẤT

-oOo -

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN TỪ

ĐỂ TÌM KIẾM, PHÁT HIỆN NƯỚC DƯỚI ĐẤT

Ở ĐỘ SÂU LỚN TẠI MỘT SỐ VÙNGTHUỘC HAI TỈNH NINH THUẬN VÀ BÌNH THUẬN

7469

30/7/2009

HÀ NỘI - 2009

Trang 2

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM LIÊN ĐOÀN VẬT LÝ ĐỊA CHẤT

-oOo -

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN TỪ

ĐỂ TÌM KIẾM, PHÁT HIỆN NƯỚC DƯỚI ĐẤT

Ở ĐỘ SÂU LỚN TẠI MỘT SỐ VÙNG THUỘC HAI TỈNH NINH THUẬN VÀ BÌNH THUẬN

CƠ QUAN CHỦ QUẢN ĐƠN VỊ THỰC HIỆN

Bộ Tài nguyên và Môi trường Liên đoàn Vật lý Địa chất

LIÊN ĐOÀN TRƯỞNG CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

TS Nguyễn Trần Tân TS Lương Bội Lưu

HÀ NỘI - 2009

Trang 3

3 Nghiên cứu và ứng dụng phương pháp điện từ ở Việt Nam 11

1 Các phương trình cơ bản của phương pháp điện từ 14

2 Chiều sâu hiệu dụng của phương pháp điện từ 16

3 Công thức xử lý tài liệu cơ bản của phương pháp đo sâu điện từ 17

4 Vấn đề ứng dụng lý thuyết để phân tích đường cong đo sâu điện từ 18

5 Phương pháp đo sâu cộng hưởng từ hạt nhân 20

6 Phương pháp nghiên cứu 24

Chương III Kết quả áp dụng thử nghiệm 28

1 Điểm thử nghiệm Ma Nới 28

2 Điểm thử nghiệm Hòa Sơn 29

3 Điểm thử nghiệm Tân Nghĩa 30

5 Kết quả thử nghiệm phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân 34

6 Phân tích, xử lý lựa chọn kích cỡ vòng phát tối ưu để thu thập được số

7 Phân tích, xử lý lựa chọn dòng phát tối ưu để thu thập được số liệu đảm

8 Phân tích, xử lý lựa chọn thời gian đo ghi và số record tối ưu đảm bảo

9 Xây dựng và hoàn thiện các mô hình chuẩn trên các đối tượng địa chất

11 Xây dựng chương trình xử lý thống kê số liệu nguyên thuỷ để loại trừ

nhiễu ngẫu nhiên trước khi chuyển vào phần mềm TEMIX 37

12 Xây dựng chương trình chuyển đổi kết quả phân tích của TEMIX ra cơ sở dữ

liệu đã chọn và ra các dạng file dữ liệu có thể biểu diễn được bằng các phần mềm

Chương IV Xây dựng Quy trình công nghệ 39

1 Khả năng các phương pháp ĐVL trong tìm kiếm nước 39

2 Xây dựng Quy trình công nghệ áp dụng tổ hợp các phương pháp địa vật

lý tìm kiếm nước dưới đất ở độ sâu lớn 41

Trang 4

3 Lập Quy trình đo điện từ trong miền thời gian TEM bằng bộ máy đo

1 Sơ đồ vị trí vùng khảo sát Ma Nới và Hòa Sơn 49

2 Sơ đồ đồ thị điện mặt cắt vùng Ma Nới 50

3 Mặt cắt điện - địa chất tuyến 1, vùng Ma Nới 51

4 Sơ đồ đồ thị hơi radon, vùng Ma Nới 52

5 Sơ đồ đồ thị trường từ ∆T, vùng Ma Nới 53

6 Mặt cắt địa vật lý - địa chất tuyến 1, vùng Ma Nới 54

7 Sơ đồ đồ thị điện mặt cắt vùng Hòa Sơn 55

8 Sơ đồ đồ thị hơi radon, vùng Hòa Sơn 56

9 Sơ đồ đồ thị trường từ ∆T, vùng Hòa Sơn 57

10 Mặt cắt địa vật lý - địa chất tuyến 1, vùng Hòa Sơn 58

11 Sơ đồ vị trí vùng khảo sát Tân Nghĩa và Hồng Phong 59

12 Mặt cắt điện - địa chất, tuyến 1 Tân Nghĩa 60

13 Mặt cắt địa vật lý - địa chất, tuyến 1 Tân Nghĩa 61

14 Mặt cắt điện - địa chất, tuyến 1 Hồng Phong 62

15 Mặt cắt địa vật lý - địa chất, tuyến 1 Hồng Phong 63

16 Kết quả đo cộng hưởng từ, điểm 40 tuyến 1 64

17 Kết quả đo cộng hưởng từ, điểm 10 tuyến 0 65

18 Biểu đồ số liệu đo sâu điện từ với các mức dòng phát khác nhau, tuyến

Ma Nới 66

19 Sự phụ thuộc kết quả đo theo thời gian tích lũy 67

20 Mặt cắt điện từ - địa chất, Tuyến 3A - Vùng Phố Cáo, Đồng Văn, Hà

Trang 5

MỞ ĐẦU

Đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ “Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận” được Bộ Tài nguyên và Môi trường giao cho Liên

đoàn Vật lý Địa chất, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam thực hiện theo Hợp đồng

số 03-ĐC-06/ BTNMT-HĐKHCN ký ngày 17 tháng 04 năm 2006 giữa Bộ Tài nguyên và Môi trường (bên A) và Liên đoàn Vật lý Địa chất (bên B) với các nhiệm vụ:

1 Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ, tổ hợp các phương pháp địa vật lý thích hợp, để tìm kiếm nước dưới đất ở độ sâu 100 đến 300 m tại một số vùng trọng điểm thuộc 2 tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận

2 Hoàn thiện mô hình, xây dựng các qui trình công nghệ đo điện từ tổ hợp với các phương pháp địa vật lý khác phục vụ tìm kiếm nước dưới đất ở độ sâu lớn

Nội dung tiến độ và kết quả thực hiện được nêu trong phụ lục 2 của Hợp đồng, và được cụ thể hóa trong các năm 2006 và 2007 bằng biểu 04DT

Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng Địa vật lý (TTNCƯD ĐVL) thuộc Liên đoàn Vật lý Địa chất được giao thực hiện nhiệm vụ này Trong hai năm 2006 - 2007, đã triển khai đúng những nội dung đã vạch ra, gồm có:

- Xây dựng đề cương

- Thu thập tài liệu trong và ngoài nước về các vấn đề liên quan Phân tích,

xử lý, tổng hợp tài liệu áp dụng phương pháp điện từ tìm kiếm nước dưới đất ở độ sâu >100m

- Đo thử nghiệm trên 4 vùng thuộc 2 tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận bằng các phương pháp điện từ (thử nghiệm kích cỡ vòng dây, dòng phát, thời gian đo ghi, số record…), các phương pháp điện, đo từ, đo radon, và cộng hưởng từ hạt nhân, phân tích đánh giá kết quả đo thử nghiệm

- Thực hiện các nghiên cứu chuyên đề về lựa chọn cỡ vòng phát, dòng phát, thời gian đo tích lũy, để chọn tham số tối ưu đảm bảo có được số liệu tin cậy cho khâu phân tích tài liệu

- Xây dựng tổ chức cơ sở dữ liệu (CSDL) cho đề tài

- Xây dựng chương trình xử lý thống kê số liệu nguyên thuỷ để loại trừ nhiễu ngẫu nhiên trước khi chuyển vào phần mềm phân tích tài liệu điện từ TEMIX

Trang 6

- Xây dựng chương trình chuyển đổi kết quả phân tích của TEMIX ra cơ sở dữ liệu

đã chọn và ra các dạng file dữ liệu có thể biểu diễn được bằng các phần mềm chuyên dụng như Surfer, Map Info…mà không cần khoá cứng của TEMIX

- Xây dựng qui trình công nghệ đo điện từ và tổ hợp với các phương pháp ĐVL khác tìm kiếm nước dưới đất ở độ sâu lớn

Báo cáo này tổng kết các vấn đề cơ bản đã thực hiện trong khuôn khổ đề tài Tham gia vào công tác nghiên cứu có các TS Lương Bội Lưu (chủ biên), TS Quách Văn Gừng, TS Nguyễn Ngọc Loan, KS Nguyễn Ngọc Chân, TS Nguyễn Tài Thinh,

KS La Thanh Long, KS Bùi Văn Cầm, KS Hà Đăng Việt, KS Nguyễn Thế Minh,

KS Hoàng Đại Lâm, Công tác nghiên cứu và lựa chọn vùng đã được Liên đòan ĐCTV - ĐCCT miền Trung, đặc biệt là các đ/c Vũ Ngọc Trân, Hoàng Ngọc Cừ,

Đỗ Kim Hoan, đã cộng tác tận tình trong việc cung cấp tài liệu và khảo sát chọn vùng tại thực địa Công tác đo cộng hưởng từ hạt nhân do Phòng Địa vật lý, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản thực hiện với sự chủ trì của TS Tăng Đình Nam Các tác giả bày tỏ sự cảm ơn chân thành về sự cộng tác quí báu đó Các tác giả cũng chân thành cảm ở ThS Đoàn Thế Hùng, ThS Trần Bình Trọng, TS Nguyễn Tuấn Phong, TS Nguyễn Trần Tân, KS Nguyễn Duy Tiêu, về sự chỉ đạo kịp thời và tận tình đối với công tác nghiên cứu của đơn vị

Trang 7

Chương I TỔNG QUAN

1 Tổng quan về nghiên cứu và ứng dụng phương pháp điện từ trên thế giới

Phương pháp điện từ là một trong các phương pháp địa vật lý phát triển mạnh mẽ trong hai thập niên gần đây Ðiều này thể hiện rõ trên các tạp chí chuyên

đề hàng đầu thế giới, như Geophysics (Mỹ), Geophysical Prospecting (châu Âu),

đã đăng tải hàng loạt các nghiên cứu cơ bản và ứng dụng điển hình của phương pháp trong cả lĩnh vực nghiên cứu sâu lẫn tìm kiếm thăm dò khoáng sản - nước dưới đất ở tầng nông của vỏ trái đất

Bản thân lý thuyết điện từ ra đời đã rất lâu, được gần hai thế kỷ, là cơ sở cho phát triển các thiết bị điện công nghiệp trong cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đầu tiên Ngày nay các thiết bị điện từ có mặt khắp nơi, từ chiếc quạt điện đến những turbine phát điện khổng lồ, và là phần tất yếu của cuốc sống hiện đại Tuy nhiên ứng dụng phương pháp điện từ vào khảo sát thăm dò môi trường nói chung

và trong địa chất nói riêng, lại gặp nhiều trở ngại về công nghệ Chỉ có chiếc máy

dò mìn để phát hiện các vật kim loại chôn dấu dưới mặt đất là thành công, và tồn tại đến hơn một thế kỷ đến nay

Vấn đề chủ yếu đối với mỗi phương pháp địa vật lý thăm dò là đo đạc và tách được trường địa phương ứng với dải độ sâu cần khảo sát và khả năng dựng lại được mô hình môi trường ứng với quan sát đó Chính ở đây, phương pháp điện từ gặp các trở ngại công nghệ lớn, đó là hiện tượng điện từ diễn ra liên tục ở khắp nơi,

từ các biến động trong vũ trụ, trong tầng điện ly đến các thiết bị điện công nghiệp

và dân sinh, trong khi trường điện từ địa phương liên quan đến đối tượng địa chất lại quá bé Nỗ lực phát triển thiết bị đo tín hiệu bé trong điều kiện nhiễu lớn như vậy đã không thành công trong thời gian khá dài

Vào giữa thế kỷ 20 các nhà địa vật lý đã hoàn thiện viêc giải bài toán trường điện từ trong môi trường phân lớp, làm cơ sở cho việc lập ra các phương pháp đo điện từ Nội dung chính của phương pháp là nghiên cứu trường thứ cấp phát sinh trong các khối vật dẫn điện trong lòng đất dưới tác động của trường ngoài

Từ nghiên cứu lý thuyết về nguồn trường và phương cách quan sát trường thứ cấp, đã hình thành ra hai nhóm phương pháp chính là:

1) Các phương pháp trường tellua, thực hiện quan sát dòng điện hay trường

từ lang thang trong đất, phát sinh dưới tác động của biến đổi trường điện từ trong tầng điện ly hoặc trong vũ trụ

2) Các phương pháp trường điện từ nhân tạo, thực hiện phát trường từ hoặc điện vào môi trường, và quan sát phản ứng của môi trường thể hiện qua trường từ hoặc điện thứ cấp phát sinh dưới tác động kích thích đó

Các đo đạc với trường điện từ nhân tạo được thực hiện ở hai dạng:

a) Đo trong miền tần số (Frequency Domain Electromagnetic, FDEM): Đo đạc thực hiện chọn lọc với sóng dạng điều hòa ở các tần số xác định Do hiệu ứng skin, hay còn gọi là khả năng thấm của sóng điện từ phụ thuộc vào tần số sóng, kết

Trang 8

định Khi đo với nhiều tần số có phân bố tần số phù hợp, người ta giải được bài toán ngược về môi trường phân lớp điện, và vì thế được gọi là đo sâu điện từ trong miền tần số (FDEM Resistivity Sounding)

b) Đo trong miền thời gian (Time Domain Electromagnetic, TDEM, hoặc ngắn gọn là TEM): Đo đạc thực hiện với trường nguồn dạng nhảy bậc, và tín hiệu

đo phản ánh quá trình thiết lập trường trong môi trường địa chất Phản ứng của đất

đá ở khoảng độ sâu xác định sẽ thể hiện ở thời điểm xác định tính từ lúc có nhảy bậc trường Khi đo với nhiều thời điểm có phân bố tần số phù hợp, người ta giải được bài toán ngược về môi trường phân lớp điện, và vì thế được gọi là đo sâu điện

từ trong miền thời gian (TDEM Resistivity Sounding)

Ban đầu các quan sát này rất tốn kém và chỉ cho phép nghiên cứu các tầng sâu dưới mặt đất từ 0,5 đến 10 km, vì thế phương pháp gần như chỉ ứng dụng vào việc nghiên cứu các bể trầm tích có triển vọng dầu khí hay các nghiên cứu khu vực

Bước phát triển về công nghệ mang tính đột phá diễn ra vào những năm

1960, khi ra đời các thiết bị đo đạc gọn gàng và tin cậy hơn Phương pháp điện từ, đặc biệt là đo sâu điện từ trong miền thời gian (TEM) đã được phát triển ở Liên Xô

cũ, Canada, Mỹ, Australia, Thụy Điển, Đan Mạch, (Jørgensen, 2005), ứng dụng vào tìm kiếm quặng dẫn điện ở dải từ mặt đất đến độ sâu cỡ trăm mét Trường từ là đại lượng vec tơ, vì thế bố trí định hướng nguồn phát và đầu thu khi đo đạc rất đa dạng Điều này đã dẫn đến ra đời hàng loạt các kiểu máy đo có nguyên lý hoạt động cụ thể khác nhau:

- Các máy VLF thực hiện đo với nguồn trường là các đài phát sóng tần cực thấp (10 ÷ 30 KHz), dùng cho phát hiện các khối có độ dẫn khác nhau ở độ sâu nhỏ

- Các máy đo điện từ trong miền tần số (FDEM) Bộ máy thực hiện phát dòng điện có dạng và tần số xác định vào cuộn dây phát, và đo giá trị trường hiệu dụng với góc dịch pha nào đó, dùng cho xác định các khối có độ dẫn khác nhau ở

độ sâu nhỏ và vừa

- Các máy đo điện từ trong miền thời gian (TDEM) Bộ máy thực hiện phát dòng có dạng xung vuông góc vào cuộn dây phát và đo giá trị trường tại những thời điểm xác định tính từ lúc nhảy bậc dòng Các thời điểm này gọi là cổng đo (gate) Khi số cổng đo đủ lớn (trên 10) sẽ lập được đường cong đo sâu điện từ và dùng cho phân tích xác định mô hình phân lớp độ dẫn điện của môi trường địa chất bên dưới Phương pháp được dùng cho khảo sát từ độ sâu cỡ mét đến km

Gần đây nhất và còn đang được thử nghiệm, là phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân, có bản chất phương pháp thì khác, nhưng cách thức thi công khá giống với đo điện từ Phương pháp này thực hiện đo tín hiệu tuế sai của hạt nhân hydro 1H1, mà khi đo thành công sẽ cho ra phân bố theo độ sâu đến cỡ 150 m của nước ở

cả hai dạng nước tự do khai thác được và nước liên kết không tách hút được

Đáng chú ý là đóng góp lớn vào việc phát triển phương pháp đo sâu điện từ TDEM là nhà địa vật lý Kaufman ở Liên Xô cũ, sau này sang Canada Vào những năm 1975-1985, Liên Xô cũ đã chế tạo nhiều mẫu máy như MПП-1, MПП-3, KACKAД, dùng cho đo sâu điện từ Các máy này đã được nhập vào nước ta và

đã sử dụng vào tìm kiếm quặng dẫn điện ở nhiều vùng

Trang 9

Các máy ra đời trước năm 1990 chưa có khả năng đo tín hiệu cực nhỏ Vì thế đo điện từ chỉ ứng dụng vào việc tìm kiếm quặng dẫn điện là chính Từ năm

1990 nhờ sự xuất hiện các máy có khả năng đo các tín hiệu nhỏ và sự có mặt các phần mềm xử lý số liệu trên máy tính cá nhân, thì các nhà địa vật lý bắt đầu chú ý tới ứng dụng đo điện từ vào tìm kiếm các đối tượng có độ dẫn điện yếu hơn như nước dưới đất Các hãng đã cho ra đời hàng loạt mẫu máy nhắm tới những đối tượng, cách thức đo và phương tiện di chuyển khi đo đạc khác nhau Phần lớn các hãng chế tạo máy đo địa vật lý đều chế tạo máy đo điện từ gọn nhẹ, làm việc ỏ miền tần số Tuy nhiên việc chế các máy đo trong miền thời gian TDEM thường tập trung vào tay những hãng duy trì được thế mạnh của mình Những hãng này có:

Geonics Ltd., Canada, với các mẫu máy đo điện từ từ dạng đo đơn tần tương đối nhỏ gọn EM-31, đến các bộ máy đo sâu TDEM như PROTEM 37, 47 và 57, dùng cho khảo sát đến vài ngàn mét

Zonge, Australia, trước đây phát triển máy đo điện từ TDEM loại Zonge đo trên mặt đất, nay chuyển sang hoạt động nhiều trong đo sâu điện từ bằng máy bay

có cánh hay trực thăng với các máy như NanoTEM

Alpha GeoInstruments, Australia, với kiểu máy đo điện từ TerraTEM dành cho độ sâu đến 50 mét

Những yếu tố nói trên đã đưa đến sự phát triển vượt bậc của phương pháp điện từ, làm cho nó đang trở thành phương pháp đo điện quan trọng trong việc giải quyết các nhiệm vụ khảo sát địa chất, môi trường và tìm kiếm khoáng sản Đặc biệt trong việc tìm kiếm hay khảo sát nước dưới đất để khai thác hay bảo vệ môi trường, đo điện từ đang trở thành phương pháp chủ đạo, do khả năng phân biệt đất

đá theo độ dẫn của khối đất đá, là tham số có quan hệ chặt chẽ với mức độ và tính chất chứa nước của đất đá

Robinson (2002) cùng hàng chục nhà địa vật lý khác đã tổng quan tất cả các phương pháp địa vật lý có thể dùng cho nghiên cứu thủy văn và tìm kiếm nước, phân chia vùng nhiễm mặn, với một số trường hợp điển hình, kèm theo là giá cả phương tiện và giá dịch vụ của các công ty địa vật lý chính Công trình này dành phần nhiều để trình bày về phương pháp điện từ và thế mạnh của nó trong tìm kiếm nước với mức tự động hóa cao

Allen (2004) tổng hợp và chú ý nhiều đến các phương pháp điện từ, liệt kê tính năng của các máy đo điện từ hiện có trên thế giới, kèm theo giá cả và năng suất làm việc

Xét về các điển hình ứng dụng, có thể thấy các xu hướng:

- Tại Mỹ, Canada, Israel, là nơi có nhiều công trình công bố nhất, ứng dụng cả hai dạng đo mặt cắt bằng máy đơn tần như EM31, EM34, và đo sâu bằng

Trang 10

- Tại Bắc Âu, các nước Đan Mạch, Thụy Điển, Na Uy và Phần Lan đều thực hiện đo điện từ tìm kiếm nước, phân chia vùng nhiễm mặn, và công bố chi tiết kết quả điển hình Đặc biệt ở Đan Mạch đã thực hiện đo gần trùm lãnh thổ Họ dùng máy bay để đo bằng máy đơn tần Để đo sâu điện từ trên mặt đất, họ chế tạo hệ thống Pulled Array Transient Electromagnetic (PATEM) và dùng máy kéo kéo hệ dây đo theo tuyến Bằng cách đó, đã thu được ảnh phân bố độ dẫn điện của mặt cắt Khối lượng điểm đo sâu của đề án này có thể đạt kỷ lục cao nhất, là 35000 điểm

đo

- Tại Australia, Mỹ, đo đạc đã dùng máy bay hoặc trực thăng Họ thiết kế

ra vòng phát lớn, và dùng trực thăng bay đo sâu liên tục trên tuyến bằng máy đo đa

cổng (gate) Kết quả thu được là ảnh độ dẫn điện của mặt cắt, với độ sâu khảo sát

từ 50 đên 150 m Khi thực hiện xử lý 3D, sẽ cho ra kết quả tin cậy cao và rất trực quan, phục vụ tốt cho minh giải tài liệu

Cùng với sự phát triển thiết bị là việc phát triển phần mềm phân tích cũng được các nhà địa vật lý quan tâm Tuy nhiên dường như phần mềm thương phẩm

và tin cậy có xu hướng tập trung về các hãng độc quyền, có năng lực trong lập trình nhận dạng và giải bài toán ngược địa điện, như Interpex (Mỹ)

Các cơ sở nghiên cứu, các trường đại học, như Trường Đại học Aarhus (Đan Mạch) cũng cho ra phần mềm phân tích nhưng có tính chuyên biệt hơn Các dạng phần mềm miễn phí hoặc giá thấp thường để phục vụ cho giảng dạy hay quảng bá phương pháp Còn dạng chuyên biệt như để xử lý đo sâu điện từ liên tục với khả năng nhận dạng tín hiệu và loại trừ nhiễu cao thì thường không phát hành thương phẩm

Ðánh giá vị trí phương pháp điện từ trong thế kỷ 21, nhiều nhà địa vật lý đã nêu ra phương pháp điện từ sẽ là phương pháp điện quan trọng trong việc tìm kiếm khoáng sản, tìm nước dưới đất và cả trong điều tra môi trường (Christopherson K.R., EM in the 21st Century – Looking for Oil, Gas and Water, 2002) Ðiều này

có được là do các yếu tố:

• Tùy thuộc thiết bị sử dụng, có thể khảo sát từ mặt đất đến độ sâu hàng ngàn mét

• Ðo đạc không lệ thuộc vào điều kiện tiếp đất bề mặt như các phương pháp

đo điện khác, nên có thể làm việc tốt ở vùng sa mạc, bãi cát khô, vùng đóng băng, hoặc trong lỗ khoan không có nước

• Công nghệ đo đạc và xử lý số liệu tiên tiến, có thể tự động hóa các khâu đo đạc và xử lý số liệu ở mức cao

• Tính định xứ của kết quả cao Trong trường hợp tốt nhất, độ sâu nghiên cứu

có thể đạt đến 2,5 lần “kích thước thiết bị”, tức là kích thước mặt bằng cần bố trí để đạt được độ sâu yêu cầu

• Bố trí đo đạc thực địa đa dạng, từ đo trên mặt đất đến trên máy bay, ô tô, tàu sông, hay tàu biển Ðiều này cho phép chọn cấu hình đo phù hợp nhất để giải quyết nhiệm vụ địa chất

Với những thế mạnh trên đây, tại các nước phát triển thì phương pháp điện

từ đang thay thế dần phương pháp đo điện trở truyền thống vốn rất tốn kém về nhân lực để thi công Đối với nước ta, việc nắm bắt và ứng dụng phương pháp điện

Trang 11

từ vào công tác địa chất nói chung, và tìm kiếm nước nói riêng, là vấn đề cấp thiết

và sẽ mang lại hiệu quả thiết thực

3 Nghiên cứu và ứng dụng phương pháp điện từ ở Việt Nam

Do những hạn chế về trang thiết bị và trình độ công nghệ, nên việc nghiên cứu và ứng dụng phương pháp điện từ ở Việt Nam còn ít và chưa đầy đủ

Ban đầu các quan sát điện từ rất tốn kém và chỉ cho phép nghiên cứu các tầng sâu dưới mặt đất từ 0,5 đến 10 km, vì thế phương pháp gần như chỉ ứng dụng vào việc nghiên cứu các bể trầm tích có triển vọng dầu khí hay các nghiên cứu khu vực Ở nước ta, vào những năm 1960 dưới sự chỉ đạo của chuyên gia Liên Xô để nghiên cứu vùng trũng Sông Hồng phục vụ tìm kiếm dầu khí Các phương pháp đã

thực hiện gồm có đo điện tellur và thử nghiệm đo thiết lập trường, trong đó phần

quan sát là ghi vào băng giấy ảnh biến thiên điện thế thu được trên cực thu MN

Từ những năm 1970, Liên xô cũ sản xuất được các máy đo điện từ (trường chuyển) dùng cho nghiên cứu tìm kiếm khoáng sản ở độ sâu vừa và nhỏ, điển hình

- Phương pháp trường chuyển, là tên rất cô đọng, dựa trên việc phương pháp

nghiên cứu quá trình chuyển biến của phân bố trường khi có thay đổi của trường kích thích ngoài

- Phương pháp điện từ, phản ánh bản chất vật lý của phương pháp, tuy nhiên

từ “điện từ” quá phổ biến

Đề tài không có đề xuất về tên gọi phương pháp, và sử dụng tên “phương

pháp điện từ” theo các văn bản giao nhiệm vụ

Năm 1985, bộ máy đo điện từ thế hệ bán dẫn đầu tiên KACKAД đầu tiên được đưa vào Việt Nam (tại Viện Địa chất và Khoáng sản) và đã được thực hiện công tác nghiên cứu và sản xuất dưới sự hướng dẫn của chuyên gia Liên Xô cũ Sau đó một số bộ máy được một số đơn vị và cá nhân khác ở Cục Địa chất và Khoáng sản và Trường đại học Mỏ và Địa chất nhập để triển khai công tác nghiên cứu, sản xuất và giảng dạy cho các lĩnh vực tìm kiếm khoáng sản dẫn điện tốt, tìm kiếm kim loại chôn dưới đất và tìm kiếm nước dưới đất ở độ sâu không lớn Năm 1994, máy KACKAД đã được Công ty CRA-E (Australia) sử dụng trong khảo sát quặng đồng ở Đức Phổ, Quảng Nam

Năm 1995 Công ty CRA-E cũng sử dụng phương pháp điện từ để khảo sát ở

mỏ chì kẽm Nà Tuổi (Chợ Đồn - Bắc Cạn) Công ty đã sử dụng máy SIROTEM để

đo với vòng dây phát lớn kích thước 800x800 m và dùng các khung thu nhỏ 3 chiều để khảo sát bên trong vòng dây Kết quả đã góp phần phát hiện ra tầng quặng chì kẽm ở độ sâu tới hơn 200 m

Năm 2003, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam đã nhập bộ máy điện từ thuộc thế hệ hiện đại PROTEM-57 MK2 của hãng Geonics có thể khảo sát đến độ sâu 400 m kèm theo phần mềm phân tích xử lý tài liệu TEMIX-4 Thiết bị này đã được Liên đoàn Vật lý Địa chất đưa vào áp dụng ở một số đề án địa chất

Trang 12

Trong đề án tìm kiếm quặng sắt ở Cao Bằng năm 2003 do Đoàn 79 Liên đoàn Vật lý thực hiện, đã đo điện từ với kích cỡ khung dây phát 100x100 m Kết quả đã xác định được vị trí của thân quặng sắt phục vụ cho việc đặt lỗ khoan kiểm tra có hiệu quả

Trong đề án khoanh định và dự báo khoáng sản vùng tây Huế do Liên đoàn Vật lý thực hiện, đã đo điện từ với khung dây 2x50x50 m, dòng phát 11 A với các trễ đo từ 0,007 đến 7 ms Kết quả đã phát hiện được các dị thường có triển vọng khoáng sản khoáng hóa thiếc ở Bình Điền huyện Hương Trà, khoáng hoá vàng ở A Ngo huyện A Lưới

Trong các đề án tìm kiếm nước dưới đất ở các vùng trọng điểm thuộc tỉnh

Hà Giang do Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT miền Bắc chủ trì, Đoàn 54 và Đoàn 58 thực hiện, đã đo điện từ tại gần 20 vị trí khảo sát, với khung dây 2x50x50 m, dòng phát

11 A với các trễ đo từ 0,04 đến 28 ms Tại mỗi vị trí kết quả đo điện từ đã kiểm chứng và cùng với các phương pháp địa vật lý khác xác định các điểm dị thường có triển vọng nhất của vị trí, và đánh giá mức độ triển vọng chứa nước của dị thường

đó từ nghèo đến triển vọng cao Tại một số dị thường đã thực hiện khoan tìm kiếm

và đã gặp đới chứa nước khai thác được Từ kết quả ứng dụng này đã hiện ra ba vấn đề chính:

- Các điểm có dị thường điện từ yếu hoặc rất yếu, thì không có triển vọng chứa nước Điển hình cho dạng này là điểm xã Phương Thiện, huyện Vị Xuyên, Hà Giang

- Các điểm có dị thường và gặp nước, như điểm khoan PC1A và PC3A, xã Phố Cáo huyện Đồng Văn, lưu lượng bơm đạt được từ 0,8 đến 1,5 l/s Thành công nhất là điểm khoan MV1 thực hiện cuối năm 2007 tại vùng đang cực kỳ khan hiếm nước là xã Pả Vi, huyện Mèo Vạc, đạt 3,64 l/s

- Tại trọng điểm thiếu nước là thị trấn Mèo Vạc, đã xác định các dị thường yếu Kết quả khoan kiểm tra vào cuối năm 2005 đã gặp đá vôi nứt nẻ ở độ sâu 130 -

150 m chứa nước với mực nước tĩnh 128 m

Như vậy, mặc dù thiết bị đo điện từ PROTEM-MK2 mới được nhập và phương pháp điện từ mới chỉ chủ yếu được áp dụng trong tìm kiếm khoáng sản dẫn điện tốt, nhưng với bộ máy hiện đại này có khả năng đo ghi các tín hiệu nhỏ ở thời gian muộn, phương pháp đã được áp dụng thử nghiệm để tìm kiếm nước dưới đất ở

độ sâu lớn và các khoáng sản có độ dẫn không lớn

Lịch sử ứng dụng phương pháp điện từ nói trên cho thấy trong điều kiện còn khó khăn về trang bị và điều kiện vật chất, nhưng ngành địa chất đã đầu tư đúng mức để theo đuổi những tiến bộ khoa học kỹ thuật của thế giới, và đã thu được kết quả tốt trong việc ứng dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm quặng dẫn điện Ngày nay khi tiến bộ KHKT cho phép thì đã đầu tư kịp thời để tiến đến ứng dụng các phương pháp và thiết bị hiện đại để đạt được hiệu quả tìm kiếm thăm dò cao hơn

Tuy nhiên kết quả ứng dụng phương pháp điện từ thời gian qua cũng cho thấy nó chưa khai thác hết được năng lực của phương pháp và thiết bị Điều này thể hiện qua các vấn đề chính:

1 Những nghiên cứu và ứng dụng phần lớn tập trung vào các đơn vị có thế mạnh trong nghiên cứu phương pháp, như Viện Địa chất và Khoáng sản, Liên đoàn

Trang 13

Vật lý Địa chất, thông qua các đề tài nghiên cứu hay các hợp đồng tìm kiếm thăm dò với các đơn vị địa chất tìm kiếm Tại các đơn vị địa chất tìm kiếm thì việc chủ động nắm bắt phương pháp và ứng dụng vào thực tiễn chưa cao

2 Việc xây dựng qui trình và chuyển giao công nghệ các phương pháp mới, trong đó có phương pháp điện từ, chưa được thực hiện đúng mức Các báo cáo nghiên cứu hay kết quả tìm kiếm tổng kết được các kết quả và kinh nghiệm ứng dụng, nhưng việc phổ biến chúng thì còn rất hạn chế

3 Do tính chất nghề nghiệp của công tác địa vật lý, mà kinh nghiệm công tác tích lũy được từ thực tiễn là nhân tố quan trọng để lý giải tài liệu địa vật lý trong các trường hợp cụ thể của vùng công tác Trong khi đó các phương pháp và thiết bị mới ngày càng hiện đại cùng với phần mềm ứng dụng đi kèm ngày càng phức tạp, đòi hỏi phải có thời gian tiếp cận và nắm bắt đủ kinh nghiệm Nó dẫn đến việc các đơn vị có lực lượng địa vật lý mỏng thường ít sử dụng các phương pháp mới vào các nhiệm vụ địa chất cụ thể

Kết quả tổng hợp bước đầu ứng dụng phương pháp điện từ cho thấy đó là phương pháp có nhiều thế mạnh trong việc ứng dụng vào tìm kiếm nước dưới đất ở

độ sâu từ cỡ chục đến trăm mét Nó có thể thay thế các phương pháp đo điện truyền thống tương ứng, đặc biệt là những vùng gặp khó khăn về tiếp địa Việc tổng hợp các kết quả này để có được một qui trình phù hợp cho ứng dụng đó, là công việc cấp thiết, phù hợp với xu thế của tiến bộ KHKT, và là nhiệm vụ trọng tâm của đề tài nghiên cứu công nghệ này

Trang 14

Chương II

CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP

1 Các phương trình cơ bản của phương pháp điện từ

Lý thuyết điện từ tổng quát đã được phát triển và hoàn thiện vào thế kỷ 19,

đáp ứng sự đòi hỏi của phát triển các thiết bị điện công nghiệp của thời kỳ đó Nội

dung chính yếu nhất của nó phát biểu rằng mỗi biến động của nguồn trường điện

hay từ đều được lan truyền ra không gian xung quanh ở dạng sóng điện từ với tốc

độ truyền là tốc độ ánh sáng Trường sóng điện từ tại điểm ngoài nguồn được xác

định dựa trên phương trình sóng Helmholtz:

0

2 = +

Trong đó A là vectơ trường thế, k là số sóng

Trong khảo sát địa chất ở tầm độ sâu từ cỡ mét đến ngàn mét, chỉ sử dụng

tần số làm việc thấp, từ phần trăm Hz đến cỡ nửa kHz Khi đó số sóng của một

sóng điều hòa xác định bằng biểu thức:

trong đó:

ω: tần số làm việc;

µ: độ thẩm từ của môi trường;

σ: độ dẫn điện của môi trường

Thay vào phương trình (1.1) sẽ thu được phương trình dạng điều hòa:

0

= +

Đo sâu điện từ (trường chuyển) thực hiện quan sát trường với nguồn dạng

nhảy bậc Nguồn này được biểu diễn bằng công thức Heavyside:

B =B 0[1-χ(t)]

với: χ(t) = 0 khi t <0

trong đó B là độ cảm ứng điện từ

Bài toán (1.5) với điều kiện nguồn như vậy thuộc nhóm lý thuyết các bài

toán thấm, và được giải thông qua biến đổi Laplace ra các thành phần trường điều

hoà Khi đó giải phương trình sóng điều hòa sẽ thu được nghiệm là véc tơ điều hòa

Trang 15

A Mối quan hệ giữa →A(ω) với A→(t) tương ứng miền trường điều hoà và miền

thời gian, cũng như quan hệ cường độ trường từ H(ω) với H(t), và trường điện E(ω)

với E(t), có dạng:

dt e t A

ω

ωπ

ω

d i

e A t

1 )

Trong môi trường địa chất thì độ thẩm từ µ ít thay đổi, còn độ dẫn điện σ thì

thay đổi nhiều theo loại, tính chất và trạng thái của đất đá Đặc biệt sự phá hủy của

đá cứng và mức chứa nước ở đó sẽ làm độ dẫn điện tăng lên rất mạnh Do đó giống

như trong thăm dò điện với dòng không đổi, các quan sát điện từ sẽ làm hiện ra sự

thay đổi của độ dẫn trong đất đá là chính

Bài toán ứng dụng hướng tới việc xác định các tham số môi trường và cách

thức quan sát để xác định tham số đó thuận lợi nhất

Trong bài toán lý thuyết ứng dụng trường điện từ (trường chuyển) cho

trường hợp nguồn trường tạo bằng khung dây dạng tròn có cấp dòng điện, đặt trên

nửa không gian đồng nhất, người ta đã tính được độ dẫn điện biểu kiến σa (t) và

điện trở suất biểu kiến ρa (t) có dạng (Mc Neill, 1994):

3 5

0

3 2

p S

) ( 20 )

S I

t t

t

3 5 0 3 2 p ) ( 20

S 1 ) ( ⎥ ×⎢⎣⎡ ⎥⎦⎤

S I

a

µε

π

trong đó:

t là thời gian tính ra sec;

I là cường độ dòng điện chạy trong khung dây phát;

S p , S t là diện tích khung dây phát và khung dây thu;

ε(t) là tín hiệu trường điện từ ghi bằng vòng thu đơn có diện tích 1 m2;

µ0 = 4π.10-7 H/m là độ thẩm từ

Công thức (1.9) và (1.10) là biểu diễn độ dẫn điện và điện trở suất biểu kiến

theo thời gian quan sát t tính từ lúc có nhảy bậc trường, là đường cong đo sâu của

phương pháp đo sâu điện từ và được xếp vào nhóm đo sâu theo thời gian Các công

thức này có độ phân giải không cao và tính định lượng yếu vì nó phụ thuộc vào

thời gian t là tham số tỉ lệ với chiều sâu thấm Z nên chứa thông tin về chiều sâu

thấp Chính vì thế mà các hướng dẫn đo đạc và phân tích thường nêu ra yêu cầu về

mô hình mô trường là phân lớp phẳng ngang

Trang 16

Hình 1 Diễn giải của Mc Neill về đo sâu điện từ:

(a) Dòng xoáy ngay sau khi cắt dòng phát;

(b) - (d) Dòng xoáy tại các thời điểm kế tiếp

2 Chiều sâu hiệu dụng của phương pháp điện từ

Diễn giải trực quan về quan hệ giữa thời gian đo t và chiều sâu được Mc

Neill (1994) nêu trong tài liệu kỹ thuật Technical Note TN-27 của hãng Geonics Ltd Theo diễn giải này (Hình 1), khi phát một nhảy bậc trường từ trên mặt đất, theo lý thuyết điện từ, sẽ tạo ra trong lớp đất đá cận mặt một dòng điện xoáy

Tín hiệu đo được lúc này gọi là giai đoạn sớm, nó phản ánh cấu trúc điện địa chất ở phần trên lát cắt địa chất gồm các bất đồng nhất của lớp phủ bở rời

Dòng điện xoáy ở lớp trên tạo ra trường từ biến thiên, và đến lượt mình trường từ này tạo ra dòng điện xoáy ở lớp đất đá bên dưới Tín hiệu đo được lúc này gọi là giai đoạn giữa, trường điện từ phản ảnh các lớp nằm sâu hơn của lát cắt gồm các đối tượng dẫn điện tốt và đất đá không dẫn điện

Dòng điện xoáy ở lớp giữa sẽ tạo ra từ trường biến thiên, và trường này kích thích một dòng điện xoáy ở lớp sâu hơn Tín hiệu đo được lúc này gọi là giai đoạn muộn, phản ảnh các đối tượng ở sâu

Cách diễn giải và phân chia các giai đoạn như vậy mang tính tương đối, vì

nó phụ thuộc vào kích thước vòng phát, cường độ dòng phát và các đặc trưng của lát cắt địa điện, nhưng giúp ta hình dung được cơ chế của phương pháp trường chuyển dựa trên nguyên lý đo sâu theo thời gian Nó có phần không được hàn lâm, nhưng trực quan để phục vụ cho quảng bá khả năng của phương pháp điện từ trong nghiên cứu địa chất, hướng đến các đối tượng không cần hiểu sâu về lý thuyết phương pháp địa vật lý

Về bản chất, vấn đề đã được nêu trong lý thuyết điện từ tổng quát, đó là giai đoạn sớm ứng với phần phổ tần cao của tín hiệu, còn giai đoạn muộn ứng với phần phổ tần thấp Mỗi tần số khác nhau của sóng điện từ có khả năng đâm xuyên khác nhau vào môi trường vật chất, và được nêu là hiệu ứng skin (lớp mặt) của sóng điện

từ Khả năng đâm xuyên tùy thuộc tần số và độ dẫn của vật chất, thể hiện trong phương trình sóng (1.2) Trong môi trường địa chất, khả năng đâm xuyên này được biểu thị bằng khái niệm chiều sâu thấm của sóng điện từ vào không gian dưới mặt đất

Trang 17

Kamenetski F.M đã nghiên cứu hiệu ứng skin trong đo sâu điện từ ở đới xa, đã

lần đầu tiên đưa ra công thức tính chiều sâu thấm (còn gọi là chiều dày lớp skin) của

trường điện từ (trường chuyển) trên nửa không gian đồng nhất Theo kết quả nghiên

cứu này, chiều thấm sâu của trường điện từ trên nửa không gian đồng nhất được

xác định theo công thức:

σµ

2 t

Khi thay độ dẫn trong công thức trên bằng độ dẫn biểu kiến σa(t) với quan

niệm là độ dẫn biểu kiến của lớp đồng nhất tương ứng với chiều thấm sâu ở thời

điểm t Khi đó với trường ở vùng gần, công thức chiều thấm sâu có dạng:

) (

0 t

t K Z

a

σµ

Trong đó K là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào tính không đồng nhất của

môi trường, thay đổi từ môi trường đồng nhất là 2/√π (hay 1,13) đến 0,8 cho môi

trường không đồng nhất Theo Kamenetski F.M thì đối với mỗi vùng cụ thể, K có

thể được xác định theo tài liệu lỗ khoan, tuy nhiên chúng tôi không tìm được tư liệu

nói về cách xác định hệ số này, và đặc biệt trong các tài liệu về phần mềm phân

tích cũng không đề cập đến

3 Công thức xử lý tài liệu cơ bản của phương pháp đo sâu điện từ

Để làm tăng độ phân giải và tính định lượng của đường cong đo sâu điện từ,

Kamenetski F.M đã xác định được công thức tính độ dẫn biểu kiến của lớp mỏng

thứ i nằm ở chiều sâu thấm z như sau:

2 lg

) ( lg 1

) ( )

t z

a

a i

0 t

t K z

a

σµ

=

Công thức (1.12) là công thức tính chuyển từ đường cong độ dẫn theo thời

gian σa(t) ra đường cong độ dẫn theo chiều sâu σi(z), hoặc điện trở suất theo chiều

sâu ρi(z) = 1/σi(z)

Kamenetski F.M cũng đã đưa ra công thức tính độ dẫn dọc biểu kiến ρk(t) của

nhiều lớp mỏng nằm ngang trên nền của lớp không dẫn điện như sau:

3 4

0

3 2

p S 3

) ( 16 ) ( ⎥⎥ ⎜⎜⎝⎛ ⎟⎟⎠⎞

t t

t

Và độ dẫn điện biểu kiến σi(z) của lớp mỏng ở chiều sâu z được tính toán theo độ

dẫn dọc tổng cộng của lát cắt phân lớp ở chiều sâu z theo công thức :

) (

) ( )

(

t z

Trang 18

Các công thức (1.12), (1.13) và (1.14) là các công thức cơ bản của phương pháp đo sâu điện từ (trường chuyển) được dùng để phân tích, xử lý định tính và định lượng các tài liệu đo của phương pháp

Từ những đặc điểm cơ bản về lý thuyết của phương pháp đo sâu điện từ, có thể nói rằng phương pháp này chẳng những được áp dụng có hiệu quả đối với khoáng sản dẫn điện tốt mà còn cả với các khoáng sản dẫn điện trung bình và kém cũng như nước dưới đất ở các chiều sâu từ nhỏ, trung bình, lớn tới vài trăm mét hoặc hơn nữa

4 Vấn đề ứng dụng lý thuyết để phân tích đường cong đo sâu điện từ

Trước năm 1990, kỹ thuật máy tính chưa phát triển, nên việc phân tích số liệu đo sâu điện từ thực hiện giống như đo sâu điện, tức là dùng cách so sánh với tập đường cong dựng sẵn cho các mô hình phân lớp có số lớp, điện trở suất (hay độ dẫn) và bề dày lớp khác nhau, gọi là palette, để tìm ra đường phù hợp nhất với đường đo đạc Nỗ lực chủ yếu của các nhà lý thuyết địa vật lý, là tính toán đường cong mẫu phong phú đủ dùng cho phân tích

Cách phân tích như vậy dựa nhiều vào kinh nghiệm của người phân tích Nói chung người phân tích tốt nhất cũng chỉ có thể phân chia được môi trường bên dưới ra 3 đến 5 lớp

Ngày nay việc phân tích tài liệu trên máy tính cá nhân đã trở thành phổ cập

Do đó chúng tôi không đặt vấn đề tìm hiểu các phân tích thủ công nữa

Các phần mềm phân tích tài liệu đo sâu điện, trong đó có đo sâu điện từ, thực hiện phép giải ngược đa lặp để tính ra mô hình môi trường có đáp ứng lý thuyết giống với đường cong đo đạc thực tế nhất

Mô hình môi trường có thể chọn là mô hình phân lớp hay mô hình gần liên tục

Trong mô hình phân lớp, thì số lớp hạn chế và tham số điện trở suất lớp xác định, trong đó các lớp kề nhau có giá trị khác nhau nhiều Phần nhiều các phần mềm cho phép đặt đến 8 lớp Việc giải ngược thực hiện tính ra các tham số bề dày

và điện trở suất hợp lý của các lớp này Nếu kết quả cho ra hai lớp kề nhau có điện trở suất giống nhau, thì có thể hợp lại để sang mô hình có số lớp ít hơn Mô hình này được dùng khi phân tích và vẽ kết quả ở dạng mặt cắt phân lớp

Trong mô hình gần liên tục, không gian bên dưới được chia thành các lớp mỏng đơn vị, có bề dày xác định Bề dày lớp thường xác định theo thang loga log(z), tức là các lớp càng sâu thì càng dày Phép giải ngược thực hiện tính và tìm điện trở suất hợp lý của chúng Các phần mềm có thể thực hiện phép giải này theo các tham số tự động dò tìm Phép giải với mô hình này có thể sử dụng để ước lượng tham số lớp cho môi trường phân lớp, cũng như dùng cho biểu diễn mặt cắt ở dạng ảnh điện trở suất nếu mật độ điểm đo trên tuyến đủ dày

Trang 19

Trên thực tế, các phần mềm giải ngược theo trình tự (Hình 2):

- Từ mô hình môi trường phân lớp tiên nghiệm, ban đầu là do người phân tích nhập vào hay điều chỉnh trực quan kết quả của lần phân tích trước, tính ra các đường cong độ dẫn suất hay điện trở suất biểu kiến Đường cong này gọi là đường

lý thuyết, hay đường tổng hợp (synthetic)

- So sánh đường lý thuyết với đường kết quả đo, xác định ra sai số khớp, và bằng thuật giải bình phương tối thiểu tính ra lượng sửa các tham số mô hình môi trường để tìm mô hình có thể có sai số khớp nhỏ hơn

- Lặp lại phép tính, so sánh khớp và sửa mô hình đến khi đạt sai số khớp nhỏ nhất có thể đạt được

Việc giải như vậy cho phép tiến đến phân lớp chi tiết hơn, tới giới hạn phân giải cao nhất mà tài liệu đo thực tế cho phép đạt được, đồng thời vẫn mở cửa để người phân tích chọn lựa trực quan các tham số môi trường theo kinh nghiệm của mình

Điểm yếu của các phần mềm phân tích tài liệu đo sâu điện từ hiện nay là khâu phân tích chỉ thực hiện được ở dạng đơn điểm (hay 1D), dẫu rằng về quản lý

số liệu và biểu diễn kết quả có thể thực hiện ở dạng theo tuyến (hay 2D) hay theo không gian (hay 3D) Phần mềm phân tích 2D dạng thương phẩm chỉ mới thực hiện được cho một số cấu hình đo xác định, như đo sâu lưỡng cực liên tục đều, thường gọi là đo “ảnh điện”, và đang được các đơn vị địa chất trong nước sử dụng

Nhập / sửa mô hình (Model) Phân tích lặp (Iteration, Inversion) Kiểm tra kết quả, ghi vào CSDL (Replace)

Phân tích điểm (Interpret)

Tốt

Xấu

Phân tích đọan tuyến (Line, MAP) Xuất kết qủa (Plot, Export), vẽ đồ thị, mặt cắt

LƯỢC ĐỒ XỬ LÝ - PHÂN TÍCH ĐO SÂU ĐIỆN TỪ

Hình 2 Lược đồ ứng dụng phân tích của phần mềm phân tích đo sâu điện

Trang 20

Phần mềm phân tích 2D hoặc 3D với bố trí đo sâu cấu hình khác hiện đang

được nghiên cứu và thử nghiệm

Trong khuôn khổ đề tài này, phần mềm phân tích là Temix V4 được mua kèm

theo bộ máy đo Geonics PROTEM-MK2, thực hiện phân tích đo sâu điện từ đơn điểm

thuần túy Do đó kết quả phân tích được xuất ra cho từng điểm đo sâu, và tập hợp lại

thành bảng để vẽ mặt cắt bằng các phần mềm vẽ bản đồ phổ biến hiện có

Nửa cuối năm 2007, đã nhập phần mềm phân tích đo sâu điện IX1D của

hãng Interpex, Mỹ Đây là phần mềm làm việc trong Windows, có giao diện sử

dụng thân thiện Phần mềm này thực hiện phân tích các loại tài liệu đo sâu điện phổ

biến hiện nay, trong đó có đo sâu điện từ TEM Dữ liệu được quản lý ở dạng 3D,

và thực hiện xuất bản vẽ ở cả dạng mặt cắt mô hình môi trường phân lớp và dạng

ảnh điện trở suất

Việc trang bị và sử dụng phần mềm phân tích như IX1D là việc cần được

phát triển Nó cho phép cán bộ kỹ thuật địa vật lý chỉ nắm các vấn đề lý thuyết

phương pháp ở mức vừa đủ cũng có thể ứng dụng vào công tác của mình

5 Phương pháp đo sâu cộng hưởng từ hạt nhân

Phương pháp đo sâu cộng hưởng từ hạt nhân (ĐSCHT, tiếng Anh là

Magnetic Resonance Sounding, MRS) là phương pháp mới trong hệ thống các

phương pháp địa vật lý Nội dung chính của phương pháp là thực hiện đo biến đổi

cường độ tín hiệu tuế sai của hạt nhân hydro 1H1 trong đất đá kể từ khi có một thay

đổi phương trường từ trong không gian đó

Cộng hưởng từ hạt nhân là nguyên lý hoạt động cơ bản của máy đo từ kiểu

proton, đang dùng phổ biến trong công tác địa chất Nguyên lý này có thể tóm tắt

như sau

Các hạt cơ bản tích điện như proton, điện tử hay hạt nhân nguyên tử luôn có

chuyển động tự xoay quanh trục của mình, tạo ra trường từ riêng với moment spin

từ xác định Trong không gian có từ trường, như trường địa từ B0, thì phần lớn các

hạt sẽ định hướng trục này theo phương của trường từ ngoài

Khi có thay đổi phương trường từ, các hạt sẽ định hướng lại moment spin từ

theo phương mới Quá trình định hướng lại diễn ra theo hiệu ứng con vụ, hạt sẽ

chuyển động tuế sai đến khi đạt được hướng cân bằng mới, đồng thời phát ra một

trường điện từ đặc trưng có tần số xác định gọi là tần số Larmor theo công thức:

γ là hệ số hồi chuyển từ của hạt cơ bản đó

Thực nghiệm vật lý cho thấy quan sát thuận lợi nhất là trường hợp hạt

proton, hay hạt nhân của nguyên tử hydro thường 1H1 Hạt này có hệ số γ= 0,268

Hz/nT, do đó biểu thức tần số sẽ là:

0 04258

0 B

Thực nghiệm cũng cho thấy trường kích thích hay trường từ hóa cần vuông

góc với trường B0, cũng như quan sát vào lúc cắt trường từ hóa

Trang 21

Máy đo từ proton xác định trường địa từ B0 bằng cách đo tần số Lamor fL

của proton sau khi từ hóa khối carbur hydro như dầu hỏa chứa trong đầu thu bằng một xung trường từ dạng vuông Để đo đạc tin cậy nhất thì trục đầu thu, ứng với hướng của trường từ hóa, cần được định hướng vuông góc với trường địa từ B0

Ý tưởng sử dụng cường độ tín hiệu tuế sai để xác định hàm lượng proton (hydro) trong khối vật chất xuất hiện vào thập niên 1980, và đã thành công trong ứng dụng vào y học Ngày nay máy chụp cắt lớp cộng hưởng từ là thành phần không thể thiếu của một bệnh viện hiện đại, để cho ra hình ảnh 3 chiều của phân bố hydro, phục vụ chẩn đoán các cơ quan không cản X quang trong cơ thể

Giống như đo điện từ, việc đưa MRS vào xác định hàm lượng hydro trong đất đá, phục vụ tìm kiếm trực tiếp nước dưới đất hay carbur hydro, thu được kết quả khả dĩ vào thập niên 1990 Trong giai đoạn này các nhà lý thuyết đã giải bài toán đo sâu MRS và phát triển được các thiết bị thu được tín hiệu đủ tin cậy

Trên mặt địa cầu trường địa từ B0 tại vùng vĩ độ không cao lắm sẽ có phương gần nằm ngang Do đó trường từ hóa cần có phương thẳng đứng, được tạo bằng khung dây nằm ngang dạng vuông hoặc tròn Để kích thích chọn lọc ở trạng thái cộng hưởng, khung dây này được cấp một xung dòng xoay chiều có tần số đúng bằng tần số Lamor:

I(t) = I0cos(2πfLt), 0≤ t ≤ τ (1.17) Trong đó: I0 là cường độ dòng điện;

τ là thời gian phát xung;

fL là tần số dòng điện

Tần số dòng điện này được máy phát xác định dựa theo số liệu nhập vào của trường từ tại vị trí đo đạc

Thời gian phát thường là 40 ms Đại lượng q = I0τ có thứ nguyên A.ms, gọi

là moment xung, đóng vai trò tương tự như cự ly AB giữa hai cực phát trong đo sâu

điện ĐSCHT tiến hành với n mức xung khác nhau, thường là n = 16, để tạo ra

đường cong đo sâu

Theo tính toán lý thuyết, độ sâu khảo sát thường khoảng bằng chiều dài cạnh khung dây hình vuông (a) Thường dùng a trong khoảng từ 50 m tới 150 m, tùy thuộc vào độ sâu của tầng chứa nước cần nghiên cứu;

Tín hiệu tuế sai E đo được trong khung dây điện suy giảm với thời gian theo quy luật hàm mũ với hằng số thời gian T Trong cộng hưởng từ, người ta khảo sát trường từ hồi phục dọc theo phương của trường B0 và vuông góc với phương của trường B0, tương ứng với các phương đó có thời gian hồi phục dọc T1 và ngang T2 Trong thực tế trường cảm ứng từ tĩnh B0 thường không đồng nhất, ảnh hưởng tới

T2 làm cho ta chỉ đo được giá trị T2 biểu kiến, được kí hiệu là *

2

T và *

2

T < T2 ≤ T1 Điện áp đo được ngay sau ngắt xung E0 càng lớn khi hạt nhân hydro càng nhiều Chúng có trong phân tử nước, dầu khí (đối tượng khảo sát của carota cộng hưởng từ) và cả trong phân tử ở thể rắn Chúng được phân biệt dựa vào đặc điểm hồi phục khác nhau, hằng số thời gian T khác nhau do mức độ linh động khác nhau Hạt nhân trong phân tử chất rắn có mức độ linh động rất hạn chế và suy giảm rất nhanh (T quá nhỏ), như bitum (một loại hydrocacbon ở thể rắn) có T ≤ 0,1 ms Trong đất

Trang 22

chất lỏng liên kết với bề mặt chất rắn (nước liên kết) hoặc lỗ hổng nhỏ khi dao động

luôn va chạm với bề mặt chất rắn, tiêu hao năng lượng nên năng lượng suy giảm

nhanh (T2 nhỏ), hạt nhân ở trong lỗ hổng lớn hơn (nước tự do) có T2 lớn hơn Máy đo

có thời gian chết (máy chưa đo được) 30 ÷ 40 ms, nên chỉ đo được tín hiệu của nước

tự do

Điện áp E dao động theo tần số Larmor fL và suy giảm dần với thời gian t

theo quy luật hàm mũ được biểu diễn theo biểu thức sau:

) 2

cos(

) ( ) ,

t

trong đó ϕ0 là độ lệch pha giữa dòng phát trong khung dây với điện áp đo được

(môi trường điện trở suất cao là bằng không)

E0 là biên độ ngay sau khi kết thúc xung dòng điện:

=

v

L b M θw( )dV( ) πf

q

E0( ) 2 1 (r sin) r r (1.19) trong đó :

⊥ 1

b = B1⊥/ i0= f(r, ρ(r), I) với:

1

B là thành phần vuông góc với B0 của B1;

ρ(r) là điện trở suất của môi trường;

I là độ từ khuynh của trường địa từ;

r = r(x, y, z) là vectơ toạ độ;

dV là phần tử thể tích tại tọa độ r;

0 ≤ w(r) ≥ 1 là hàm lượng nước (water content) là tỉ số giữa thể tích chứa

nước tự do (free water, có thể khai thác được) so với thể tích của vật thể tại vị trí r;

θ = 0,5γb1⊥q là góc quay đảo, góc mà vectơ từ hoá M trong thể tích nguyên

tố dV tại vị trí r quay đi khi có tác dụng của b1⊥

Như vậy M(r) sinθw(r)dV(r) là thành phần vuông góc với vectơ từ hoá M

trong thể tích nguyên tố dV tại vị trí r Thành phần đó nhân với 2πf L b1⊥ cho giá trị

từ thông biến đổi theo thời gian qua khung dây Trong biểu thức (1.19), 2πf L M

đại lượng không đổi có thể đưa ra ngoài dấu tích phân nhưng ở đây để lại bên trong

nhằm làm rõ ý nghĩa vật lí của các số hạng

Như vậy, các số thông số tín hiệu đo được của phương pháp cộng hưởng từ

có mối liên quan trực tiếp với các thông số thuỷ địa chất của bồn chứa, cụ thể là :

- Biên độ E0(q) có liên quan với hàm lượng nước, vị trí và bề dày của bồn

chứa có thể được tính toán

- Thời gian suy giảm T*2 có liên hệ với kích thước lỗ hổng trung bình của

các đá bão hoà nước

- Sự lệch pha ϕ0 của trường phục hồi với dòng điện kích thích trong khung

dây có liên quan với điện trở suất của đất đá

Trang 23

Mối liên hệ suy diễn từ kinh nghiệm giữa thời gian suy giảm tín hiệu và loại

đá được trình bày trong bảng 1

Bảng 1: Mối quan hệ bằng kinh nghiệm giữa thời gian suy giảm và các loại đá

Thời gian suy giảm (ms) Tầng chứa nước

= L K q z w z dz q

z q

Giá trị E0 ghi trong (1.18) và (1.19) không thể đo trực tiếp được do có hiện tượng chuyển tiếp điện từ trong mạch điện và được tính ra bằng cách ngoại suy theo quy luật hàm mũ

Tại thực địa việc đo sâu được tiến hành với n momen xung q, các tham số chính được ghi và tính ra ở mỗi momen xung q là E0 và T Bộ tham số E0(q) và T(q) sẽ được nghịch đảo bằng phần mềm SAMOVAR để cho các giá trị hàm lượng nước w(q) và T(q), nên phương trình (1.19) là phương trình cơ bản dùng cho môi trường 1D có điện trở suất cao (ρ > 50 Ωm)

Bộ máy đo cộng hưởng từ NUMIS-Plus kèm theo phần mềm điều hành đo đạc và phân tích SAMOVAR, thực hiện trọn vẹn các thao tác và xử lý nói trên, cho

ra kết quả là cột mô hình phân bố các dạng nước theo độ sâu

Tuy nhiên để có được kết quả chấp nhận được thì đo đạc và phân tích đòi hỏi các điều kiện vật lý khá ngặt nghèo Đó là:

- Cách xa các nguồn nhiễu điện từ như thiết bị điện công nghiệp, các công trình chứa vật liệu kim loại như nhà cửa, cầu cống, từ 500 m trở lên;

- Giá trị trường từ T trong phạm vi khung dây đo biến đổi trong khoảng nhỏ hơn 20 nT;

- Vào thời gian đo đạc không xảy ra bão từ

Trang 24

Nói chung các vùng hiện có hoạt động công nghiệp hay dân sinh khó đáp ứng được đòi hỏi thứ nhất

Việc nghiên cứu ĐSCHT hiện đang thuộc chương trình nghiên cứu khoa học công nghệ của Viện Địa chất và Khoáng sản Trong khuôn khổ đề tài này, ĐSCHT được thử nghiệm để phối hợp đánh giá khả năng ứng dụng tìm kiếm nước dưới đất tại vùng Ninh Thuận - Bình Thuận

6 Phương pháp nghiên cứu

Dựa trên mục tiêu của đề tài là nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ và

tổ hợp các phương pháp địa vật lý thích hợp để tìm kiếm nước dưới đất với hai vùng thử nghiệm trong điểm là Ninh Thuận và Bình Thuận, trên cơ sở đó xây dựng qui trình công nghệ đo điện từ tổ hợp với các phương pháp địa vật lý khác phục vụ tìm kiếm nước dưới đất, các phương pháp nghiên cứu đã được nêu ra trong đề cương với các mục chính như sau

6.1 Phương pháp tổng hợp, phân tích tài liệu

Nội dung chính của phương pháp này là tìm hiểu cơ sở lý thuyết phương pháp và

kỹ thuật đo đạc phân tích tài liệu, các trường hợp điển hình ở các tài liệu trong và ngoài nước về sử dụng phương pháp điện từ trong tìm kiếm nước dưới đất, phân tích các mặt được và chứa được của các ứng dụng đó, để rút được định hướng cần thử nghiệm ở nhiệm

vụ tìm kiếm nước dưới đất trên địa bàn Ninh Thuận và Bình Thuận

Vấn đề chủ yếu phục vụ cho định hướng công tác ở địa bàn Ninh Thuận và Bình Thuận là tổng hợp các kết quả và kinh nghiệm công tác do điện từ bằng bộ máy TEM 57 - MK2 đã tiến hành trên các vùng Cao Bằng, Huế, và đặc biệt là việc đo điện từ phục vụ tìm kiếm nước trong các đề án tìm kiếm ở Hà Giang do Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT miền Bắc chủ trì

6.2 Đo đạc thực địa với các thử nghiệm khác nhau

Nhằm mục đích xây dựng được qui trình ứng dụng các phương pháp địa vật lý trong đó phương pháp điện từ có vai trò chủ đạo, việc đo đạc thực địa với các thử nghiệm khác nhau đã được tiến hành theo ba hướng chính:

a) Đo thử nghiệm phương pháp điện từ trên bốn vùng lựa chọn thuộc Ninh Thuận và Bình Thuận Trong đó thí nghiệm đo điện từ với các cỡ vòng phát 50 và 100

m, các mức dòng 7 đến 28 A và các mức thời gian tích luỹ số liệu 8 đến 120 giây để rút

ra tham số đo đạc tối ưu

b) Đo các phương pháp địa vật lý khác có tiềm năng giải quyết các nhiệm vụ tìm kiếm nước dưới đất cũng như khảo sát cấu trúc địa chất Đó là các phương pháp đo sâu

và mặt cắt điện một chiều, đo sâu phân cực kích thích, đo từ và radon

c) Đo thử nghiệm phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân để góp phần sơ bộ đánh giá khả năng ứng dụng

Kết quả thử nghiệm cho thấy các phương pháp tiềm năng đã chọn là phù hợp với các vùng công tác ở hai tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận, là nơi có phát triển các xâm

Trang 25

nhập hay trầm tích cổ có các đới phá hủy kiến tạo Các phương pháp địa vật lý đã xác định được các đới này và làm rõ nét khả năng chứa nước của chúng

6.3 Xử lý thống kê số liệu và xác định các tham số đo ghi phù hợp cho đo đạc

Phương pháp xử lý thống kê số liệu nguyên thuỷ nhằm loại trừ nhiễu ngẫu nhiên trong quá trình đo đạc trước khi nhập vào chương trình TEMIX Để thực hiện thử nghiệm này, trong khi đo cần thực hiện ghi nhiều Record số liệu, và lập phần mềm xử lý sơ bộ số liệu đó

Kết quả đo thử nghiệm với các tham số đo ghi khác nhau như cỡ vòng phát, cường độ dòng phát và thời gian đo ghi được tập hợp và đánh giá, nhằm rút ra các

tham số đo phù hợp phục vụ xây dựng qui trình đo đạc

Kết quả tổng hợp các tham số đo ghi cho thấy để phát hiện các dị thường độ dẫn tốt (điện trở suất thấp) như nước dưới đất, sét ẩm, cho thấy:

- Cỡ vòng phát 50 x 50 hay 100 x 100 đủ đảm bảo cho nghiên cứu lát cắt địa chất đến độ sâu thường khảo sát trong tìm kiếm nước dưới đất

- Máy phát có mức dòng cực đại là 30 A, mức dòng phát cỡ 7 đến 20 A đảm bảo tốt cho đo đạc Để an toàn cho thiết bị phát thì cần sử dụng phổ biến ở mức dòng phát này Chỉ khi thật cần thiết mới sử dụng mức dòng cao

- Do các bộ máy đo điện từ TEM hiện đều được thiết kế ở dạng đo đạc cộng tích lũy tín hiệu của nhiều chu kỳ đo đạc, nên thời gian đo là yếu tố chính để loại trừ các nhiễu ngẫu nhiên, nâng cao chất lượng số liệu đo đạc Thời gian đo cần được chọn theo yêu cầu khảo sát, vì rằng tại nơi có đối tượng dẫn điện tốt (nước dưới đất, sét ẩm, ) thì tín hiệu mạnh hơn và dễ đo hơn, trong khi tại nơi không triển vọng thì tín hiệu yếu, khó đo và thường có sai số lớn Nếu nhu cầu lập mặt cắt địa điện không lớn, thì tại vùng không có dị thường có thể chấp nhận số liệu đo có sai số lớn

Bên cạnh đó, việc tiền xử lý số liệu đo trước khi nhập vào phần mềm phân tích là công việc quan trọng Nó cho phép loại bỏ số liệu sai cá biệt trong mỗi record số liệu đo nếu có Việc này đòi hỏi số lượng record số liệu đo cho mỗi điểm

Dựa trên kết quả khảo sát thực tế của các vùng, đã đề nghị khoan kiểm tra tại hai điểm có dị thường triển vọng:

Trang 26

- Dị thường Ma Nới, huyện Ninh Sơn, tại đây Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT miền Trung đã thực hiện khoan vào năm 2007, thu được kết quả tốt với lưu lượng bơm đạt Q = 6,25 l/s

- Dị thường Tân Nghĩa, huyện Hàm Tân, đã đề nghị và hiện đang được xem xét bố trí khoan

6.5 Phương pháp mô hình hoá các đối tượng chứa nước của vùng

Để có được các giải pháp kỹ thuật thăm dò phù hợp cho đối tượng tìm kiếm

là nước dưới đất, thì việc xác định mô hình địa chất - địa vật lý của đối tượng trong không gian địa chất là yếu tố rất quan trọng Phương pháp mô hình thực hiện tổng hợp các điển hình đã gặp trong triển khai đo điện từ phục vụ công tác tìm kiếm nước, cũng như xem xét đến các điển hình mà trên thế giới đã bắt gặp và đăng tải Việc tổng hợp đã cho ra ba dạng mô hình chính:

- Dạng đới phá hủy, chủ yếu là phá hủy kiến tạo, là đối tượng bắt gặp nhiều đồng thời có khả năng phát hiện và phân lập tốt nhất, đồng thời có triển vọng chứa nước nhất Các dị thường điện từ tương ứng đã được kiểm chứng bằng kết quả khoan và bơm khai thác thử, điển hình như ở Ma Nới (Ninh Thuận) hay Phố Cáo (Hà Giang) Tuy nhiên khả năng đới có lẫn sét không có nước vẫn có, như trường hợp LK SL1 xã Sủng Là (Hà Giang)

- Dạng một lớp hoặc thấu kính chứa nước, việc phát hiện, xác định bản chất

và thế nằm thì khó hơn, trong đó có thể gặp phải các dị thường giả là đất đá chứa sét Các dị thường điện từ tương ứng chỉ có một số được kiểm chứng bằng kết quả khoan và bơm Dạng thành công là thấu kính chứa nước gặp ở LK MV1 xã Pả Vi (Hà Giang)

- Dạng hai lớp hoặc thấu kính và lớp chứa nước, nằm ở các độ sâu khác nhau Việc phát hiện, xác định bản chất và thế nằm thì rất khó khăn, trong đó có thể gặp phải các dị thường giả là đất đá chứa sét Dị thường điện từ tương ứng chưa được kiểm chứng bằng kết quả khoan Điển hình cho dạng này là kết quả đo ở Tân Nghĩa (Bình Thuận) trong khuôn khổ đề tài này

6.6 Phương pháp chuyên gia và hội thảo

Hội thảo góp ý kiến chuyên môn về mô hình và qui trình công nghệ là yếu

tố quan trọng, tập hợp trí tuệ của những người có kinh nghiệm trong công tác địa vật lý cũng như các đòi hỏi của thực tiễn sản xuất, để định hướng cho công tác thử nghiệm cũng như xây dựng ra qui trình công nghệ phù hợp cho sản xuất

Trong quá trình thực hiện đề tài, đã thực hiện 2 lần hội thảo, không kể hội nghị xét duyệt nội dung kỹ thuật báo cáo Hội thảo đã đóng góp nhiều ý kiến chỉ đạo kỹ thuật trong việc kiểm tra kết quả khảo sát vùng thử nghiệm cũng như cho việc xây dựng qui trình công nghệ tìm kiếm

Trang 27

6.7 Xây dựng qui trình công nghệ đo điện từ và tổ hợp các phương pháp địa vật lý khác phục vụ tìm kiếm nước dưới đất

Xây dựng qui trình công nghệ đo điện từ và tổ hợp các phương pháp địa vật

lý khác phục vụ tìm kiếm nước dưới đất là trọng tâm của đề tài nghiên cứu công nghệ này

Phần phụ lục quan trọng của qui trình công nghệ là qui trình đo điện từ bằng máy đo Geonics PROTEM 57 - MK2

Qui trình được biên tập dựa trên khả năng phương pháp, kết quả tổng hợp được trong lịch sử ứng dụng các phương pháp địa vật lý nói chung và đo điện từ nói riêng vào tìm kiếm nước dưới đất, được các chuyên gia góp ý

Trang 28

Chương III KẾT QUẢ ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM

1 Điểm thử nghiệm Ma Nới

Điểm thử nghiệm đo tổ hợp ĐVL xã Ma Nới thuộc huyện Ninh Sơn, tỉnh Ninh Thuận, có tọa độ 11º 39’ Bắc, 108º 41’ Đông Xã Ma Nới nằm cách huyện lỵ Ninh Sơn chừng 20 km về hướng nam - tây nam Điểm khảo sát nằm cách trụ sở UBND và các cơ quan hành chính và dân sinh của xã như trường học, trạm xá, chừng 400 m về phía nam

Xã Ma Nới thuộc diện vùng sâu xã nghèo của tỉnh Ninh Thuận Địa hình của vùng là đồi và núi thấp, có sông Gia Bơ chảy qua Tại phía nam sông có cánh đồng nhỏ trồng lúa, canh tác một vụ dựa vào nguồn nước mưa Một phần diện tích đồi được canh tác ở dạng nương rẫy trồng ngô Phần lớn đồi và núi là rừng bị chặt phá nhiều, cây rừng còn nhỏ do được trồng lại Dân cư trong vùng có mật độ trung bình của miền núi, sống tập trung vào 5 bản, mỗi bản từ 90 đến 120 hộ Dân tộc chủ yếu là người Raglay và một số nhỏ người Kinh mới nhập cư

Về địa chất - thủy văn, vùng nằm trên diện phát triển trầm tích cát bột kết, phiến sét thuộc hệ tầng La Ngà, có xen các xâm nhập gabrođiorit, điorit phức hệ Định Quán pha 1 và 2 Trên thềm sông và các sườn đồi thấp lân cận, kể cả diện tích khảo sát được chọn, là thành tạo đệ tứ dạng lũ tích và tàn tích khá dày

Tại điểm khảo sát, đã thực hiện đo điện mặt cắt AB= 180 m, MN= 20 m, đo sâu đối xứng với AB/2 max = 500 m, đo radon và từ ∆T Tại tuyến 1 đã phát hiện

dị thường điện trở, đã thực hiện đo sâu phân cực với AB/2 max = 500 m và đo sâu điện từ với cỡ vòng phát 2x 50x50 m Đo điện từ thực hiện thử nghiệm dòng phát

và thử nghiệm thời gian tích lũy Điểm thử nghiệm có công trình dân sinh khá dày, điều kiện mặt bằng không cho cho phép thử nghiệm các cỡ vòng phát lớn hơn

Kết quả thử nghiệm cho thấy đã phát hiện dị thường liên quan đến đứt gãy,

có khả năng chứa nước lớn

Tài liệu điện mặt cắt cho ra dị thường trở thấp mạnh phát triển từ cọc -12 đến 16 trên tuyến 1 (phụ lục số 2) Dị thường này hẹp dần về hướng các tuyến 2 và tuyến 3 Kết quả đo sâu đối xứng trên các tuyến này xác định được dị thường trở thấp có độ sâu phát triển lớn, có dấu hiệu của một đới phá hủy kiến tạo bị che phủ bởi tàn tích và lũ tích (phụ lục số 3) Điều đặc biệt khác thường, là điện trở của các lớp đất đá từ ngay dưới mặt đất đã khá nhỏ, mặc dù bề mặt của toàn vùng là khô ráo và không có nước mặt

Kết quả đo sâu phân cực kích thích cho ra độ phân cực của đất đá nhỏ, dưới 3%, ứng với đất đá chứa ít vật liệu sét

Kết quả đo hơi radon trình bày trên phụ lục số 4 Tài liệu đo đạc thưa, và thể hiện không rõ nét một qui luật nào

Kết quả đo trường từ trình bày trên phụ lục số 5 Tại đoạn gần rìa đới phá hủy, trường từ thể hiện biến động mạnh Trên đới phá hủy trường không ổn định, nhưng biên độ dao động chỉ cỡ 20 đến 50 nT Về phía nam, ở cánh âm của các tuyến, trường từ có dấu hiệu bình ổn hơn Kết quả đo từ cho thấy nó có thể cung cấp tài liệu bổ sung giúp cho việc xác định trạng thái đất đá và sự tồn tại của đới phá hủy

Trang 29

Đo sâu điện từ thực hiện trên tuyến 1, nơi có dị thường điện trở rõ ràng Đo đạc thực hiện với thử nghiệm các dòng phát 13, 18 và 26 A Kết quả đo điện từ với dòng phát 26 A nêu trên phụ lục số 6 Nó thể hiện một dị thường lớn ở đoạn cọc -

20 đến -8 (mét -200 đến -80), tuy nhiên chỉ có đoạn cọc -18 đến -10 là tin cậy, thể hiện sự tồn tại của một đới trở thấp trong đất đá Đoạn còn lại ở cuối tuyến có phần

bị ảnh hưởng của nhiễu vật thể kim loại rải rác trong các khu vườn

Kết quả phân tích định lượng bằng phần mềm TEMIX cho ra đới trở thấp có mái ở độ sâu cỡ 50 m, phát triển đến trên 250 m

Tổng hợp các tài liệu ĐVL, chúng tôi thấy dị thường đã phát hiện là một đới phá hủy kiến tạo, rất có triển vọng chứa nước Chúng tôi đã đề nghị khoan kiểm tra tại điểm này

Từ tháng 6 đến 9 năm 2007, Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT miền Trung đã thực hiện kiểm tra bằng đo ảnh điện, và thực hiện 4 lỗ khoan tìm kiếm tại Ma Nới, bố trí bám theo đới phá hủy đã phát hiện Lỗ khoan sát với dị thường điện từ đã phát hiện

là LK MN1, độ sâu 80 m Cột địa tầng khoan có dạng:

- Trên cùng, dày 11,7 m là cát sỏi cuội lẫn tảng lăn, nguồn gốc lũ tích

- Bên dưới đến độ sâu 23 m là bột kết màu đen bị biến chất và sừng hóa

- Từ 23 m là granit bị phong hóa dở dang màu xám sáng, dày 7 m

- Từ độ sâu 30 m trở xuống là granit hạt nhỏ màu xám sáng đốm đen, bị nứt nẻ

Kết quả bơm từ tầng 13 đến 50 m thu được lưu lượng nước Q = 6,25 l/s, trị

số hạ thấp mực nước S = 2,95 m

Dị thường điện từ tại Ma Nới có thể xem là điển hình cho dị thường tại vùng

có chứa nước dưới đất Đó là biểu hiện trường điện từ thứ cấp mạnh, và rất khác biệt với các vùng triển vọng vừa và thấp đã gặp ở Hà Giang Đây là biểu hiện có tính qui luật, và cần được xem là kim chỉ nam cho giải thích tài liệu đo điện từ để tìm kiếm nước dưới đất

2 Điểm thử nghiệm Hòa Sơn

Điểm thử nghiệm đo tổ hợp ĐVL xã Hòa Sơn thuộc huyện Ninh Sơn, tỉnh Ninh Thuận, có tọa độ 11º 42’ Bắc, 108º 47’ Đông Xã Hòa Sơn nằm cách huyện lỵ Ninh Sơn chừng 8 km về hướng nam Điểm khảo sát nằm trong khu dân cư Tân Lập, một phần trên vùng đất của lâm trường Ninh Sơn

Địa hình của vùng là đồi tương đối bằng phẳng, trồng ngô mì và một số chỗ

là vườn điều Dân cư trong vùng là người dân tộc Chăm và Kinh, phần lớn làm việc

ở lâm trường hoặc trang trại tư nhân

Về địa chất - thủy văn, vùng nằm trên diện phát triển xâm nhập granit, bề mặt bị phong hóa và bào mòn mạnh Tàn tích tạo ra vùng đất khá bằng phẳng, khô Tại phía nam, cánh âm của các tuyến lộ ra các khối đá granit gốc rắn chắc

Tại điểm khảo sát, đã thực hiện đo điện mặt cắt AB= 180 m, MN= 20 m, đo sâu đối xứng với AB/2 max = 500 m, đo radon và từ ∆T Tại tuyến 1 đã phát hiện

dị thường điện trở yếu, đã thực hiện đo sâu phân cực với AB/2 max = 500 m và đo sâu điện từ với các cỡ vòng phát 50x50 và 100x100 m, và mức dòng phát 13 và 20

A

Trang 30

Tài liệu điện mặt cắt cho ra dị thường trở thấp phát triển từ cọc -10 đế 10, có mặt trên tất cả 3 tuyên đo (phụ lục số 7) Giá trị điện trở biểu kiến tại dị thường vào

cỡ 150 đến 400 Ωm, cao hơn dị thường ở vùng Ma Nới

Tại dị thường đã thực hiện đo sâu đối xứng Đường cong có dạng A, phản ánh đất đá bên dưới ít bị phá hủy

Kết quả đo radon cho thấy chỉ có đoạn đầu cả 3 tuyến xuất hiện dị thường (phụ lục số 8), tương ứng với vị trí có granit lộ trên tuyến Phần còn lại không có dị thường Điều này có thể do đặc điểm lớp phủ có lớp sét mịn bên dưới, còn bên trên

là sạn cát chứa nước thay đổi theo mùa, làm cho hơi radon không xuất lộ lên bề mặt

Kết quả đo từ cho thấy trường từ biến đổi mạnh, thể hiện vùng có hoạt động magma và có thể các hoạt động kiến tạo gây ra đảo lộn các lớp đất đá (phụ lục số 9)

Kết quả đo điện từ cho ra dải dị thường yếu (phụ lục số 10) Phần phía bắc,

ở cánh dương của tuyến có ảnh hưởng của đường điện cao thế và các hàng rào kim loại, nên dị thường có dạng hỗn loạn, khác nhau ở các lần đo khác nhau

Với những kết quả đo tổ hợp như trên, chúng tôi cho rằng điểm Hòa Sơn đã chọn không có dị thường đáng kể để xem xét khả năng chứa nước dưới sâu

3 Điểm thử nghiệm Tân Nghĩa

Điểm thử nghiệm đo tổ hợp ĐVL xã Tân Nghĩa thuộc huyện Hàm Tân, tỉnh Bình Thuận, có tọa độ 10º 47’ Bắc, 107º 44’ Đông Xã Tân Nghĩa được chọn làm nơi xây dựng thị trấn huyện lỵ Hàm Tân, và đang được qui hoạch xây dựng Tại đây có quốc lộ 1A chạy qua, cách thị xã Phan Thiết 46 km về hướng tây nam và có ngã ba với tỉnh lộ 708 rẽ đi thị xã La Gi Điểm khảo sát nằm cách ngã ba này chừng

300 m về phía tây nam

Địa hình của vùng là đồi thấp và thoải, độ cao 20 đến 70 m, có xen núi nhỏ

ở phía đông nam và tây bắc, độ cao núi chừng 200 đến 300 m Phần lớn diện tích đồi được canh tác ở dạng vườn hoặc nương rẫy Dân cư trong vùng có mật độ trung bình của trung du, sống tập trung vào ven các đường Dân tộc chủ yếu là người Kinh, sống bằng tiểu thủ công nghiệp, buôn bán và làm nương, làm vườn

Về địa chất, vùng nằm trên diện phát triển thành tạo đệ tứ cổ, thành phần cát sét hỗn tạp, nhưng trên mặt chủ yếu là cát rời, hoặc cát lẫn dăm sạn dạng tàn dư phong hóa của trầm tích cổ Bên dưới đệ tứ là đất đá Jura hạ thuộc hệ tầng Bản Đôn, thành phần đá phiến, sét cát kết và conglomerat Phía đông nam, cách điểm khảo sát chừng hơn 1 km, phát triển xâm nhập granodiorit, granit và granosyenit phức hệ Đèo Cả - Định Quán Chúng tạo ra một dãy núi nhỏ, và bị các thành tạo đệ

tứ phủ lên khi đi về phía biển, bề dày phủ từ 1 đến 50 m

Về thủy văn, vùng có lưới các sông suối nhỏ phát triển trung bình, là đường

tụ nước đổ vào Suối Lớn, nhập vào sông Dinh chảy qua La Gi ra biển Các suối chỉ

có nước vào mùa mưa, còn về mùa khô thì cạn nước Tình trạng nước dưới đất nông thể hiện không đồng đều Tại điểm khảo sát, điều kiện địa hình tương đối thuận lợi cho tích tụ nước Vì thế, mực nước dưới đất dao động ở độ sâu từ 4 đến

10 m Các lỗ khoan nước của dân có thể khai thác quanh năm Tuy nhiên càng đi

về phía biển, hướng đông, thì dao động theo mùa của mực nước dưới đất càng lớn

Trang 31

Tại xã Tân Xuân, cách Tân Nghĩa cỡ 5 km về phía đông, nhiều lỗ khoan của dân gặp đá dạng granit ở độ sâu cỡ 10 m, và về mùa khô thường mất nước

Tại điểm khảo sát, đã thực hiện đo tổ hợp các phương pháp ĐVL trên 3 tuyến, gồm có điện mặt cắt AB= 180 m, MN= 20 m, đo sâu đối xứng với AB/2 max = 500 m, đo sâu phân cực, đo radon, đo từ ∆T và đo điện từ với vòng cỡ vòng phát 3x 50x50 m Các tuyến đo được phóng theo phương vị 260°, cách nhau 200

m, cọc 0 đặt ở lề đường nhựa, và phóng về cánh âm

Công tác đo cộng hưởng từ đã được bộ môn Địa Vật lý của Viện Địa chất và Khoáng sản do TS Tăng Đình Nam triển khai, nhưng không thu được kết quả, vì vùng công tác ở gần khu dân cư dạng thị trấn nên có mức nhiễu loạn rất cao

Kết quả đo điện mặt cắt cho thấy vùng có điện trở suất tương đối nhỏ, vào

cỡ 30 ÷ 100 Ωm (phụ lục số 12) Giá trị này phản ánh đất đá trong vùng là ẩm và tầng nông có chứa nước dưới đất Điều này xảy ra là do khác với mọi năm, năm nay trong thời kỳ thi công thực địa của đề án, số ngày có mưa khá nhiều Các cơn mưa có nguồn gốc từ áp thấp nhiệt đới và gió mùa tây nam bất thường, làm cho gần như chiều tối nào cũng có mưa Xét một cách tương đối, thì tài liệu đo điện mặt cắt vẫn thể hiện ra hai dải dị thường trở thấp, cắt qua các tuyến đã bố trí:

- Dải thứ nhất ở quãng cọc -30, đi qua cọc -30 tuyến 2 và cọc -15 tuyến 3 Trên tuyến 2 dị thường này ít rõ nét

- Dải thứ hai ở đầu tuyến 1, quãng cọc -60, đi qua cọc -63 tuyến 2 và cọc -60 tuyến 3

Kết quả đo từ cho thấy vùng gần như không có dị thường, đặc trưng cho vùng phát triển trầm tích Tại một số vị trí có phát hiện được các dị thường hẹp, biên độ cỡ 100 nT, phần lớn có biều hiện cục bộ và không xác định được tương quan giữa các tuyến Vì thế, có thể đây chỉ là các dị thường liên quan đến các vật thể lạ lẫn trong đất đá

Kết quả đo hơi radon cho ra vùng có giá trị dao động từ 25 đến 50 pC/h, với

sự có mặt các dị thường yếu Trên tuyến 1 và 2, các dị thường radon phù hợp với dị thường điện mặt cắt Nhưng trên tuyến 3, dường như qui luật này bị phá vỡ Điều này có thể do trong vùng chỉ có trầm tích với thành phần dạng cát - sét, nên sự cung cấp và di chuyển radon trong đất diễn ra không có qui luật chủ đạo

Phương pháp đo sâu điện trở cho ra các đường cong có dạng H, phản ánh vùng có lớp trung gian có điện trở thấp Trên cả ba tuyến, mặt cắt đẳng ôm đều thể hiện ở dưới sâu ít có biến động điện trở, những thay đổi chủ yếu xảy ra ở các tầng nông Phần giữa của lát cắt giá trị ít biến động, tuy nhiên vẫn thể hiện rõ tại các dị thường điện mặt cắt đã phát hiện, thì xuất hiện các vùng điện trở thấp dưới 24 Ωm Tài liệu đo điện từ có phần khác với các phương pháp khác, cho ra các dị thường rõ trên các tuyến 1 và tuyến 2

Tại tuyến 1 (phụ lục số 13), ở đoạn cọc -17 đến -19 bắt gặp dị thường ở các gate sớm, và ở đoạn cọc -20 đến -40 là dị thường rõ nét ở các gate muộn Về vị trí, chúng phù hợp với dải dị thường đã phát hiện bằng phương pháp đo điện trở Điều này cho thấy dải dị thường có thể liên quan đến đới phá hủy kiến tạo

Kết quả phân tích định lượng đo sâu điện từ cho ra mô hình có hai lớp điện

Trang 32

- Lớp trở thấp trên, có bề dày thay đổi từ 15 đến 35 m, ở độ sâu mái lớp 20 đến 30 m, điện trở suất điện từ là 15 đến 30 Ωm Đây là phản ánh của lớp chứa nước dưới đất ở phần nông của lát cắt

- Lớp trở thấp dưới, xác định được tại các vị trí có dị thường ứng với các gate muộn, có điện trở suất điện từ khá nhỏ, cỡ 2 đến 5 Ωm Tại trung tâm dị thường, kết quả phân tích cho ra mái lớp ở độ sâu 120 đến 140 m, còn chân lớp vào

cỡ 300 m, ngoài tầm biểu diễn của mặt cắt

Sự có mặt của dị thường điện từ ở các gate muộn, và đối tượng địa chất gây

ra chúng là điều xác thực Tuy nhiên kết quả phân tích định lượng tại đó chỉ cho ra

số liệu của một mô hình tương đương, vì nó lệch khỏi mô hình “lớp phẳng ngang”, được nêu thành yêu cầu trong phần “điều kiện ứng dụng phương pháp” của Hướng dẫn sử dụng máy đo điện từ và phần mềm phân tích đi kèm Về chuyên môn, chúng tôi thấy để lý giải đầy đủ các dị thường dạng này, cần có tài liệu khoan kiểm tra mới có thể thực hiện được

Với kết quả như vậy, có thể thấy tài liệu của các phương pháp đã chọn có sự khác nhau nhất định, đặc biệt là tài liệu đo điện từ Tài liệu ĐVL nói chung phản ánh đúng với thực trạng địa chất - thủy văn của vùng, đặc trưng bởi trầm tích dạng cát sét, ở tầng nông của lát cắt tương đối phong phú nước Sự khác nhau chủ yếu ở kết quả phân tích các lớp sâu

Căn cứ vào các biểu hiện đã nêu trên, chúng tôi cho rằng dải dị thường yếu quan sát được ở đoạn cọc -20 ÷ -40 trên tuyến 1, và kéo dài sang đoạn tương ứng ở tuyến 2, là biểu hiện của đới phá hủy có thể chứa nước ở dưới sâu Dị thường thuộc loại có triển vọng cao Chúng tôi đề nghị xem xét bố trí khoan tìm kiếm tại vị trí cọc -30 tuyến 1, và Liên đoàn VL ĐC đã đề nghị lên Cục Địa chất và Khoáng sản xem xét chỉ đạo các đơn vị bố trí khoan

4 Điểm thử nghiệm Hồng Phong

Điểm thử nghiệm đo tổ hợp ĐVL xã Hồng Phong thuộc huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận, có tọa độ 11º 2’ Bắc, 108º 23’ Đông

Xã Hồng Phong nằm cách thị xã Phan Thiết 25 km về hướng đông bắc Điểm khảo sát nằm cách trụ sở UBND và các cơ quan hành chính và dân sinh của

xã như trường học, trạm xá 2 km về phía đông, và cách bờ biển 1 km Tại đây, Viện Địa lý thuộc Viện Khoa học Việt Nam đã tiến hành khảo sát địa chất và địa vật lý trong đề tài nghiên cứu “Cấp bổ sung nước dưới đất từ nguồn nước mặt”

Địa hình của vùng là đồi thấp thoải, về phía tây và nam thì xuất hiện các núi thấp Phần lớn diện tích đã bị phát trụi để canh tác ở dạng vườn hoặc nương rẫy Dân cư trong vùng có mật độ thấp, chủ yếu là người Kinh, sống dọc theo tỉnh lộ

706 và đường tiểu mạch qua trụ sở Ủy ban xã Kinh tế phát triển chủ yếu dọc theo

bờ biển Tại đây các xóm chài nhỏ, và đang xây dựng các khu nghỉ mát và giải trí

kế tiếp với vùng Mũi Né

Về địa chất, vùng nằm trên diện phát triển các thành tạo đệ tứ, thành phần chủ yếu là cát màu xám trắng, song có chỗ là cát mịn màu nâu đỏ Bên dưới lớp phủ đệ tứ là các trầm tích creta thành hệ Đơn Dương, có thành phần là ryolite, tuf, cát bột kết và conglomerat, màu xám nâu Trầm tích creta lộ ra trên vết lộ ở ta luy đường hoặc do xói lở ở các sườn núi thấp ở phía tây và nam vùng khảo sát

Trang 33

Về thủy văn, trong vùng công tác chỉ có suối cạn, nước chảy sau các cơn mưa, và chỉ đôi chỗ còn chút ít nước đọng Về mùa khô, các suối đều cạn nước Do trong diện khảo sát không có dân cư, nên không có giếng khoan đào, không xác định được tình trạng nước dưới đất Căn cứ theo tình trạng địa hình và đất đá bề mặt, có thể dự đoán:

- Tại điểm khảo sát, có địa hình thoải và lớp phủ mặt là cát xám và cát đỏ, nước mưa có thể thâm nhập vào đất và tích tụ tạo được nước dưới đất nông

- Tại các đồi - núi thấp phia tây và nam điểm khảo sát, có địa hình phân cắt hơn và ở gần biển, nên khả năng tích tụ nước dưới đất thấp

Điểm đặc biệt về thủy văn của vùng là ở liền kề vùng theo hướng đông bắc, trên địa phận xã Hòa Thắng, tồn tại hai hồ nước ngọt tự nhiên liên tiếp nhau Các

hồ có dạng kéo dài theo khe thấp của địa hình ra đến gần biển, rất giống với hồ nhân tạo Đây đang là nơi cung cấp nước cho các xã trong vùng thông qua hệ thống bơm cấp nước khá hiện đại

Tại điểm khảo sát, đã thực hiện đo tổ hợp các phương pháp ĐVL trên hai tuyến, mỗi tuyến dài 700 m Tuyến phóng theo phương vị 45º, cách nhau 250 m Các phương pháp ĐVL đã thực hiện gồm có đo điện mặt cắt AB= 180 m, MN= 20

m, đo sâu đối xứng với AB/2 max = 500 m, đo sâu phân cực, đo sâu điện từ với cỡ vòng phát 3x 50x50 m, đo radon và đo từ T Công tác đo cộng hưởng từ đã được

bộ môn Địa Vật lý của Viện Địa chất và Khoáng sản do TS Tăng Đình Nam triển khai và đã thu được kết quả xác định Do điều kiện nhiễu loạn trên tuyến 2, nên việc đo cộng hưởng từ được đo thêm trên tuyến phụ 0 của vùng, cách tuyến 1 về phía tây bắc 400 m

Kết quả đo các phương pháp điện trở, từ và radon trên tuyến 1 trình bày trên phụ lục số 14

Trên tuyến 1, tài liệu điện mặt cắt thể hiện hai dải dị thường: một dải trở biểu kiến thấp dưới 200 Ωm ở đầu tuyến, từ cọc -20 đến cọc 5 tuyến 1, và một dải tương đối thấp, cỡ 250 Ωm ở đoạn từ cọc 35 đến 50

Kết quả đo hơi radon cho ra các dị thường dương yếu trên các đoạn tương ứng Tại dị thường, giá trị vào cỡ 35 ÷ 50 pC/h, trong khi tại các vị trí không dị thường giá trị dao động từ 18 đến 30 pC/h

Tài liệu đo từ cho thấy phần đầu tuyến có dị thường yếu, biên độ cỡ 200 nT, phần còn lại của tuyến không có thay đổi đáng kể Chúng thể hiện vùng phát triển trầm tích không chứa nhiều vật liệu từ tính

Tài liệu đo sâu điện có sự khác biệt với các vùng nghiên cứu khác đã thực hiện Các đường cong đo sâu đều có dạng Q, phản ánh các lớp dưới sâu có điện trở thấp hơn các lớp trên mặt Biểu diễn đẳng ôm của tuyến 1 cho thấy có sự thay đổi mạnh của điện trở lớp trung gian ở quãng cọc -5 Biểu diễn đẳng ôm tuyến 2 cho thấy sự thay đổi xảy ra ở quãng cọc -3

Những biểu hiện của tài liệu điện, từ và radon như vậy cho thấy đoạn đầu tuyến có sự thay đổi về địa tầng dưới lớp phủ, nơi có bề dày lớp phủ đệ tứ mỏng hơn, tiến gần đến vùng lộ trầm tích cát bột kết creta Ranh giới địa tầng có thể cắt qua vị trí cọc -5 tuyến 1 và cọc -3 tuyến 2 như đã thấy trong mặt cắt đẳng ôm

Trang 34

trở thấp 80 ÷ 120 Ωm, nằm ở tầm độ sâu 40 đến 60 m Bề mặt lớp này chìm sâu đến 100 ÷ 150 m tại các đoạn không có dị thường còn lại

Kết quả đo điện từ trên tuyến 1 trình bày trên phụ lục số 15 Trường điện từ nhìn chung là yếu, có đoạn có dị thường ở các gate sớm, có đoạn ở các gate muộn Các dị thường điện từ trùng hợp với các dị thường ĐVL khác đã nêu ở trên

Kết quả phân tích định lượng cho ra mô hình có 2 lớp trở thấp:

- Một lớp mỏng ở độ sâu từ 15 đến 30 m, bề dày lớp thay đổi dọc tuyến, có điện trở suất điện từ cỡ 15 ÷ 35 Ωm Dựa theo điều kiện địa chất, địa hình và thủy văn của vùng, có thể dự đoán đây là lớp chứa nước ở tầng nông, lượng nước không nhiều và lệ thuộc vào mưa

- Lớp dưới, có mặt lớp ở độ sâu 100 đến 160 m, bề dày 80 ÷ 120 m, có điện trở suất điện từ cỡ 25 ÷ 40 Ωm Bề mặt lớp nâng lên tại đoạn dị thường ở cọc 40 tuyến 1, cỡ 100 m

Tại đầu tuyến 1, các gate muộn thể hiện dị thường yếu, phản ánh sự thay đổi

về địa tầng dưới sâu có các vật liệu dẫn điện tốt hơn bề mặt

Đoạn đáng chú ý là đoạn dị thường điện từ ở quãng cọc 40 đến 50 Trên mặt cắt điện từ chúng tương ứng với đoạn nhô lên của lớp trở thấp

Kết quả đo cộng hưởng từ cũng cho thấy vị trí cọc 40 tuyến 1 có dị thường rõ nhất (phụ lục 16) Theo kết quả này, lớp chứa nước có mặt ở độ sâu từ 60 m trở xuống Trong khi đó kết quả đo tại điểm 10 tuyến 0 (phụ lục 17) cho ra lượng nước thấp

Với kết quả như vậy, có thể thấy tài liệu của các phương pháp đã chọn là phù hợp nhau, và có thể xem là phản ánh đúng với thực trạng địa chất - thủy văn của vùng Tuyến đo bố trí đã cắt qua ranh giới địa tầng tại cỡ cọc -3 tuyến 1, và dị thường có biểu hiện chứa nước ở cọc +40, có dạng đới phá hủy kiến tạo bị phủ bởi các thành tạo đệ tứ bở rời Mặt khác, biểu hiện có nước trong điều kiện điện trở tính được khá thấp cho thấy có thể đất đá bên dưới có lượng sét nhất định, hoặc có thể nước bị nhiễm mặn, do vùng ở sát biển

Căn cứ vào các biểu hiện đã nêu trên, chúng tôi cho rằng dải dị thường yếu quan sát được ở đoạn cọc 30 ÷ 50 trên tuyến 1, và kéo dài sang đoạn tương ứng ở tuyến 2, là biểu hiện của đới phá hủy có thể chứa nước ở dưới sâu Dị thường thuộc loại có triển vọng thấp Chúng tôi đề nghị xem xét bố trí khoan tìm kiếm tại vị trí cọc 40 tuyến 1, tuy nhiên Liên đoàn VL ĐC thấy triển vọng thấp nên không đề nghị lên Cục Địa chất và Khoáng sản xem xét

5 Kết quả thử nghiệm phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân

Các chuyên đề thuộc về “Thử nghiệm phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân

nhằm liên kết đối sánh kết quả” được nêu trong báo cáo chuyên đề “Kết quả đo Cộng hưởng từ khu vực Tân Nghĩa Huyện Hàm Tân và Hồng Phong Huyện Bắc Bình, Bình Thuận” do bộ môn Địa vật lý, Viện Địa chất và Khoáng sản thực hiện,

Trang 35

- Tầng nước thứ nhất nằm ở độ sâu khoảng từ 44 m đến 57 m, với hàm lượng nước khoảng 3,6%, nước ở trong tầng cát mịn

- Tầng nước thứ 2 nằm ở độ sâu khoảng 57 m đến trên 75 m, với hàm lượng nước khoảng 9,8%, nước ở trong tầng cát hạt thô hoặc đá gốc nứt nẻ

Kết quả này cho thấy đo cộng hưởng từ rất có tiềm năng trong việc kiểm chứng và xác định bản chất dị thường triển vọng chứa nước, góp phần loại trừ các

dị thường giả của các phương pháp điện trước khi bố trí khoan tìm kiếm

6 Phân tích, xử lý lựa chọn kích cỡ vòng phát tối ưu để thu thập được số liệu đảm bảo yêu cầu phân tích

Phân tích, xử lý lựa chọn kích cỡ vòng phát tối ưu được nêu trong chuyên đề

nghiên cứu “Phân tích, xử lý lựa chọn kích cỡ vòng phát tối ưu để thu thập được số liệu đảm bảo yêu cầu phân tích” do KS Nguyễn Ngọc Chân và KS La Thanh Long

thực hiện

Kết qủa nghiên cứu chuyên đề, được nêu lại trong Chương II ở trên, cho thấy kích thước vòng phát đóng vai trò rất quan trọng khi sử dụng phương pháp điện từ để nghiên cứu các đối tượng địa chất dưới sâu, và cần phải được lựa chọn đúng Việc lựa chọn này cần dựa trên đối tượng cụ thể, trước khi tiến hành khảo sát thực địa cần tổng hợp các nguồn tài liệu địa chất, ĐVL để lựa chọn kích thước và

bố trí cách thức đo đạc hợp lý, đảm bảo thu thập được số liệu tin cậy, phản ánh tốt đối tượng cần nghiên cứu

Đương nhiên việc tìm nước dưới đất thường tiến hành gần vùng dân cư hay công nghiệp, có nhu cầu cấp thiết về cấp nước, nhưng mặt bằng thi công không đủ thoáng và có nhiều nhiễu loạn Do đó khi lựa chọn vòng phát phải tính đến khả năng thi công Trường hợp cần thiết thì sử dụng khung phát hẹp nhiều vòng dây như đã làm ở Đan Mạch để thu được kết quả từ các tầng đất sâu

7 Phân tích, xử lý lựa chọn dòng phát tối ưu để thu thập được số liệu đảm bảo yêu cầu phân tích

Thử nghiệm xác định mức dòng phát tối ưu được nêu trong chuyên đề

“Phân tích, xử lý lựa chọn dòng phát tối ưu để thu thập được số liệu đảm bảo yêu cầu phân tích” do KS Bùi Văn Cầm thực hiện

Thử nghiệm thực địa theo mục tiêu của đề tài này cho thấy dòng phát ở mức

7 đến 20 A đáp ứng được nhu cầu đo điện từ phục vụ tìm kiếm nước theo các đứt gãy kiến tạo ở các vùng điển hình của tỉnh Ninh Thuận (phụ lục số 18) Đương nhiên cùng với lựa chọn dòng phát ở mức này, cần tính đến thời gian đo tích lũy tín hiệu đủ lớn, trên 180 giây

Việc chọn lựa dòng phát cũng cần tính đến yêu cầu độ chính xác vẽ mặt cắt tại vị trí không có dị thường: Nếu yêu cầu phải có mặt cắt điện từ - địa chất tại các điểm không phải là dị thường chứa nước, thì tất yếu phải sử dụng mức dòng phát cao và thời gian đo dài

Theo chúng tôi, việc đầu tư đo đạc để có số liệu đảm bảo yêu cầu chính xác

vẽ mặt cắt tại vị trí không có dị thường là sự lãng phí Điều này có nghĩa là đo kiểm tra và xác định sai số đo đạc trong đo điện từ cần thực hiện ở nơi có trường đủ

mạnh, thì mới đảm bảo được tiêu chuẩn sai số cho phép

Trang 36

8 Phân tích, xử lý lựa chọn thời gian đo ghi và số record tối ưu đảm bảo số liệu đáp ứng yêu cầu phân tích

Phân tích, xử lý lựa chọn thời gian đo ghi và số record tối ưu được nêu trong

chuyên đề nghiên cứu “Phân tích, xử lý lựa chọn thời gian đo ghi và số record tối

ưu đảm bảo số liệu đáp ứng yêu cầu phân tích” do TS Lương Bội Lưu thực hiện

Kết quả nghiên cứu chuyên đề cho thấy việc chọn thời gian tích lũy tín hiệu tổng cộng có ý nghĩa quan trọng đối với việc nâng cao chất lượng tài liệu (phụ lục số 19) Trên thực tế, việc chọn lựa này phụ thuộc vào điều kiện đo đạc của vùng công tác là mức trường thứ cấp và mức nhiễu loạn Việc lựa chọn này cần tính đến thỏa hiệp giữa chọn dòng phát và thời gian đo Theo chúng tôi, thời gian đo không nên dưới 192 sec, mới đảm bảo đủ dài để loại trừ chắc chắn các nhiễu ngẫu nhiên

9 Xây dựng và hoàn thiện các mô hình chuẩn trên các đối tượng địa chất khác nhau

Chuyên đề “Xây dựng và hoàn thiện các mô hình chuẩn trên các đối tượng địa chất khác nhau” do KS Bùi Văn Cầm và Hà Đăng Việt thực hiện Chuyên đề

đã tổng hợp hai vùng triển vọng thuộc đề tài này là Ma Nới và Tân Nghĩa, cùng kết quả ở tìm kiếm đã có khoan kiểm chứng ở các vùng thuộc đề án tìm kiếm nước tại

Hà Giang là:

- Lỗ khoan PC1 Phố Cáo, huyện Đồng Văn

- Lỗ khoan PC3 Phố Cáo, huyện Đồng Văn

- Lỗ khoan SL1 Sủng Là, huyện Đồng Văn

- Lỗ khoan MV3 thị trấn Mèo Vạc

- Lỗ khoan MV2 Pả Vi, huyện Mèo Vạc

- Lỗ khoan MV1 Pả Vi, huyện Mèo Vạc

Từ những kết quả điển hình đã gặp, chúng tôi tổng hợp được 3 mô hình chính như sau

1 Mô hình dạng đới phá hủy kiến tạo bị che phủ, có triển vọng chứa nước

và được kiểm chứng bằng kết quả khoan Điển hình cho mô hình này là đới phá hủy chứa nước ở Ma Nới, tỉnh Ninh Thuận, với kết quả xác định nhiều nước ở lỗ khoan MN1 (phụ lục số 6) Có qui mô nhỏ hơn và mức độ chứa nước thấp hơn là các điểm ở Phố Cáo PC1 và PC3 (phụ lục số 20), tỉnh Hà Giang

Thuộc dạng mô hình này còn có vị trí khoan Sủng Là SL1, Hà Giang Lỗ khoan có bắt gặp mực nước tĩnh, nhưng đất đá vây quanh dạng sét không có nước

Đặc trưng chung của mô hình môi trường dạng này là có mặt dị thường điện từ với độ lớn có thể đặc trưng cho mức độ chứa nước hoặc sét ẩm, điện trở suất và tốc độ truyền sóng thấp, có dị thường radon dương nhưng không lớn, trường từ hỗn loạn

Kết quả phân tích đo sâu điện từ cho ra điện trở lớp trong mặt cắt giảm dần theo độ sâu, và lớp đáy trở cao thường nằm ở rất sâu

2 Một lớp trung gian hoặc lớp dạng thấu kính trở thấp, triển vọng chứa nước không lớn, dày 20 - 40 m, nông, kẹp giữa các lớp có trở cao hơn, trên vùng có nền trở cao, đặc trưng cho vùng có đá nền không bị phá hủy Điển hình cho mô hình này tầng chứa nước dạng thấu kính ở các lỗ khoan MV1 và MV2 Pả Vi (phụ lục số 21), huyện Mèo Vạc tỉnh Hà Giang

Trang 37

3 Hai lớp trung gian (lớp thứ 3 và 5 trong mặt cắt điện - địa chất) có điện trở suất thấp, có triển vọng chứa nước, trên vùng có nền trở cao Điển hình cho mô hình này là mặt cắt ở Tân Nghĩa, tỉnh Bình Thuận (phụ lục số 12, 13) Dựa trên các quan sát địa vật lý và địa chất thì vùng khảo sát thuộc diện có triển vọng chứa nước Mô hình này cần được kiểm chứng bằng khoan tìm kiếm

10 Xây dựng tổ chức CSDL cho đề tài

Xây dựng cơ sở dữ liệu được nêu trong chuyên đề “Xây dựng tổ chức cơ sở

dữ liệu cho đề tài” do KS La Thanh Long thực hiện

Nội dung chính đã thực hiện là chọn lựa cách tổ chức sắp xếp CSDL và chương trình quản lý khai thác các số liệu kết quả đo điện từ trong tổ hợp với các phương pháp ĐVL khác, được chuẩn hóa theo qui cách của Microsoft Access và thuận tiện cho việc tra cứu sử dụng Việc chuẩn hoá đáp ứng các yêu cầu sau:

- Giao diện tiếng Việt

- Có thể tra cứu, tìm kiếm và chọn lọc thông tin theo các yêu cầu khác nhau

- Dễ nâng cấp và tương thích với CSDL tích hợp tài nguyên môi trường của

Bộ Tài nguyên và Môi trường

11 Xây dựng chương trình xử lý thống kê số liệu nguyên thuỷ để loại trừ nhiễu ngẫu nhiên trước khi chuyển vào phần mềm TEMIX

Nội dung xây dựng chương trình xử lý thống kê số liệu nguyên thủy được

nêu trong chuyên đề “Xây dựng chương trình xử lý thống kê số liệu nguyên thuỷ để loại trừ nhiễu ngẫu nhiên trước khi chuyển vào phần mềm TEMIX” do TS Lương

Bội Lưu và KS Nguyễn Thế Minh thực hiện

Do tính chất đặc thù của việc lập phần mềm, xử lý thống kê số liệu nguyên thuỷ được sắp xếp thành một nhóm thực đơn (menu) của chương trình chung DPRTE Chương trình này thực hiện tất cả các dịch vụ liên quan đến kiểm tra xử lý

và xuất số liệu từ các tệp số liệu nguyên thuỷ của Protem (tệp Gx7) và số liệu đã phân tích bằng phần mềm TEMIX trong CSDL của chương trình này (tệp TX3) Lược

đồ xử lý tài liệu đo sâu điện từ DPRTE nêu trong hình 3

Nội dung chính của xử lý thống kê gồm các bước:

- Tập hợp các record số liệu đo đạc Gx7 theo điểm vật lý, và sau đó theo vị trí trên tuyến đo để xác định giá trị trường trung bình của từng gate đo đạc cho mỗi điểm vật lý

- Đánh giá độ tản mát số liệu của điểm vật lý

- Phân tích chọn lựa để loại trừ số liệu có độ lệch lớn

- Lưu số liệu trở lại tệp số liệu đo

Theo qui tắc chung, việc xử lý thống kê đòi hỏi lượng số liệu dùng cho tính toán phải từ 25 trở lên Điều này đòi hỏi đo đạc phải thực hiện có số record đo cho mỗi điểm vật lý phải trên 25 Thực tế yêu cầu này thường không đảm bảo do thói quen đo đạc Mặt khác để đánh giá số liệu đo tại thực địa ngay sau khi đo xong, thì thời gian tích lũy của record hiện ra để kiểm tra phải có thời gian tích lũy đo đủ lớn Do đó yêu cầu lượng record phục vụ xử lý thống kê thường không đáp ứng được

Trang 38

Hình 3 Lược đồ xử lý tài liệu đo sâu điện từ với chương trình DPRTE

Vì những hạn chế đã nêu, xử lý thống kê số liệu nguyên thuỷ chỉ góp phần cải thiện tốc độ nhập số liệu đo vào phần mềm Temix, và không phải lúc nào cũng cho ra kết quả có lý

12 Xây dựng chương trình chuyển đổi kết quả phân tích của TEMIX ra cơ sở dữ liệu đã chọn và ra các dạng file dữ liệu có thể biểu diễn được bằng các phần mềm chuyên dụng như Surfer, Map Info

Nội dung xây dựng chương trình chuyển đổi kết quả phân tích của TEMIX ra các dạng đã chọn khác được nêu trong chuyên đề “Xây dựng chương trình chuyển đổi kết quả phân tích của TEMIX ra cơ sở dữ liệu đã chọn và ra các dạng file dữ liệu có thể biểu diễn được bằng các phần mềm chuyên dụng như Surfer, Map Info” do TS Lương Bội Lưu và KS Bùi Văn Cầm thực hiện

Phần mềm phân tích tài liệu ĐVL nói chung, và đo điện từ nói riêng được các nhà ĐVL trên thế giới lập ra thường có biện pháp bảo vệ bản quyền chặt chẽ Chương trình Temix v4 được mua kèm với bộ máy đo Geonics là chương trình chạy trong môi trường DOS, và được bảo vệ bằng khóa cứng lắp vào cổng máy in LPT Thực tế sử dụng cho thấy hiện nay Temix là phương tiện tất yếu để phân tích tài liệu, cho đến khi có thể mua được phần mềm tốt hơn Song khi sử dụng Temix,

sẽ gặp phải những khó khăn liên quan đến bản quyền phần mềm:

- Phần mềm này chỉ chạy khi đọc được mã bản quyền trong khóa cứng

- Các máy tính thế hệ mới, có tốc độ cao, nên việc đọc khóa cứng bị lỗi

Vì thế, việc đọc số liệu kết quả phân tích không thể thực hiện được khi không có khóa và một cái máy tính kiểu cũ

Để khắc phục khó khăn này, đề tài đã thưc hiện việc phát triển một phần mềm DPRTE cho phép đọc và xuất số liệu Temix ra các dạng văn bản theo qui cách thường dùng trong ngành địa chất nước ta, và có thể nhập vào các phần mềm thông dụng hiện nay như Map Info, Surfer để làm bản vẽ cũng như để sắp xếp số liệu vào CSDL đã chọn theo mục 12 (Xây dựng tổ chức CSDL cho đề tài)

Chương trình DPRTE đã hoạt động tốt, phục vụ cho việc làm làm bản vẽ, bảng số liệu, trong các báo cáo tìm kiếm nước ở Hà Giang, cũng như cho chính các chuyên đề đo thử nghiệm thuộc đề tài này

Lược đồ xử lý tài liệu đo sâu điện từ với chương trình DPRTE

Số liệu đo Protem,

Quản lý, thống kê điểm đo, tài liệu, sai số Kiểm tra, xuất ra các dạng MIF, Text

Trang 39

Chương IV XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

1 Khả năng các phương pháp ĐVL trong tìm kiếm nước

Công tác ĐVL tìm kiếm nước dưới đất đã có một lịch sử lâu dài và đã hình thành bài bản xác định Hệ thống các phương pháp ĐVL tìm nước truyền thống gồm có các phương pháp ĐVL phát hiện dị thường, các phương pháp ĐVL khảo sát chi tiết dị thường Vấn đề mới nằm ở ứng dụng phương pháp điện từ và cộng hưởng từ hạt nhân vào tìm kiếm nước có thể thi công nhanh, tin cậy, hoặc tại các địa điểm mà các phương pháp truyền thống chưa cho ra kết quả mong muốn

1.1 Phương pháp đo từ

Phương pháp đo từ được sử dụng để phát hiện các đới phá hủy kiến tạo, các ranh giới địa tầng, hoặc thay đổi về thành phần thạch học theo mặt bằng của vùng nghiên cứu Do điều kiện trang bị phổ biến hiện nay, chỉ thực hiện đo trường toàn phần T với hai dạng:

- Đo trường toàn phần T với máy đo 1 đầu thu,

- Đo gradient ∆T với máy đo 2 đầu thu

Tại mỗi vùng khảo sát, đo từ thuộc nhóm các phương pháp ĐVL thực hiện trước để cung cấp tài liệu sơ bộ, định hướng cho việc tìm ra vị trí triển vọng chứa nước

Đo từ hiện ít được dùng vào tìm kiếm nước, vì khó xác định được dị thường liên quan đến đới chứa nước Điều này xảy ra ở cả nơi có trường từ yếu như vùng chỉ phát triển trầm tích, hay vùng trường mạnh như nơi phát triển xâm nhập

Tuy nhiên thực tế đo đạc tại vùng Ma Nới cho thấy trên vùng trầm tích có lẫn xâm nhập thì tài liệu từ thể hiện rõ các ranh giới đất đá và từ đó có thể xác định được vị trí đới phá hủy kiến tạo

Vì thế, chúng tôi cho rằng phương pháp đo từ vẫn có tiềm năng xác định trong việc tìm kiếm nước dưới đất thông qua dấu hiệu gián tiếp là cấu tạo địa chất của vùng tìm kiếm

1.2 Phương pháp đo radon

Phương pháp đo radon dựa trên việc xác định lượng hơi radon xuất lộ lên lớp đất phủ thông qua các khe nứt sâu của đới phá hủy kiến tạo Vì thế phương pháp có khả năng phát hiện trực tiếp đứt gãy và xác định quy mô và tính chất của chúng Đo radon có thể dùng cho tìm kiếm nước ở vùng có phát triển trầm tích cổ hoặc magma

Đo radon được đề tài đưa vào thử nghiệm Kết quả đo tại Ma Nới (Ninh Thuận) và Tân Nghĩa (Bình Thuận) cho thấy tài liệu radon thể hiện tốt các đới đứt gãy Tuy nhiên tại vùng thuần trầm tích như Mèo Vạc (Hà Giang) thì thể hiện không rõ ràng

1.3 Các phương pháp đo điện

Các phương pháp đo điện là phương pháp truyền thống dùng cho tìm kiếm nước dưới đất Nước làm giảm điện trở suất đất đá, và nước di chuyển thì gây ra

Trang 40

Các phương pháp đo điện mặt cắt, điện thế tự nhiên và cảm ứng tần số cực thấp (VLF) thuộc nhóm các phương pháp ĐVL thực hiện đầu tiên để cung cấp tài liệu sơ bộ về vùng công tác

Phương pháp đo sâu điện thực hiện ở các bước khảo sát, để đánh giá và xác định mặt cắt điện địa chất trên các tuyến hoặc diện tích quan tâm

Phương pháp đo sâu điện phân cực thực hiện trên dị thường và các điểm có biểu hiện đặc biệt về địa chất - địa vật lý, để đánh giá và xác định đới triển vọng chứa nước, mức độ chứa sét,

Phương pháp đo sâu lưỡng cực trục liên tục đều (còn gọi là ảnh điện) thực hiện ở bước khảo sát chi tiết dị thường đã phát hiện, xác định thế nằm, hình ảnh của các cấu tạo địa chất và đới triển vọng chứa nước

Khó khăn chủ yếu để đánh giá dị thường điện trở là khi có vật liệu sét, than hay độ khoáng hóa cao thì điện trở suất cũng nhỏ Mặt khác, phương pháp điện trở không phân biệt được nước tự do hay nước liên kết trong đất đá

1.4 Phương pháp điện từ

Phương pháp điện từ có phần lớn các đặc điểm của phương pháp điện trở, ngoại trừ các điểm khác cơ bản:

- Tham số đo là điện thế chuẩn hóa, phản ứng mạnh với độ dẫn của vật thể

- Với cùng kích thước thiết bị, thì độ sâu khảo sát lớn hơn và tính định xứ của kết quả cũng cao hơn

- Về thi công, có cấu hình đo đa dạng, không lệ thuộc vào tính chất điện của lớp mặt

- Có thể tự động hóa để đo bằng phương tiện cơ giới như ô tô, máy bay, Nhược điểm chủ yếu của phương pháp điện từ là phản ứng mạnh với các nguồn nhiễu điện, các vật dẫn Phương pháp điện từ cũng không phân biệt được nguồn gốc dị thường do vật liệu sét, than, độ khoáng hóa cao, không phân biệt nước tự do hay nước liên kết trong đất đá

1.5 Phương pháp địa chấn

Phương pháp địa chấn được thực hiện với dạng phương pháp sóng khúc xạ

là chính Phương pháp có điểm mạnh là khả năng phát hiện và xác định chính xác

vị trí trên mặt bằng các đới phá hủy và hang hốc karst, cũng như phân chia các lớp theo chiều sâu, phát hiện trực tiếp gương nước dưới đất

Tuy nhiên điểm yếu của phương pháp là có độ sâu khảo sát nhỏ, thường giới hạn ở bề mặt đá gắn kết tốt như trầm tích cổ, đá vôi hoặc magma, có tốc độ truyền sóng dọc từ 2500 m/s trở lên Mặt khác, khi lớp phủ dày trên 40 m thì việc thu được sóng khúc xạ khó khăn, đòi hỏi phải dùng chất nổ mạnh và dẫn đến giá thành tìm kiếm cao

Thực tế khảo sát tại các xã Phố Cáo và Sủng Là (Đồng Văn, Hà Giang) cho thấy địa chấn đã phát hiện và xác định đứt gãy là ranh giới địa tầng nằm dưới lớp phủ đệ tứ, phục vụ tốt cho xác định mặt cắt địa chất và đặt lỗ khoan tìm kiếm nước

1.6 Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân

Ngày đăng: 13/04/2014, 05:16

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.  Diễn giải của Mc Neill về đo sâu điện từ: - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 1. Diễn giải của Mc Neill về đo sâu điện từ: (Trang 16)
Hình 2. Lược đồ ứng dụng phân tích của phần mềm phân tích đo sâu điện - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 2. Lược đồ ứng dụng phân tích của phần mềm phân tích đo sâu điện (Trang 19)
Bảng 1: Mối quan hệ bằng kinh nghiệm giữa thời gian suy giảm và các loại đá - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Bảng 1 Mối quan hệ bằng kinh nghiệm giữa thời gian suy giảm và các loại đá (Trang 23)
Hình 3. Lược đồ xử lý tài liệu đo sâu điện từ với chương trình DPRTE - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 3. Lược đồ xử lý tài liệu đo sâu điện từ với chương trình DPRTE (Trang 38)
Hình 1. Bố trí đo điện từ trong miền thời gian TEM, cấu hình đo trong - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 1. Bố trí đo điện từ trong miền thời gian TEM, cấu hình đo trong (Trang 56)
Hình 2. Lược đồ tín hiệu đo sâu điện từ. a) Dạng dòng phát Ip, b) Tín  hiệu thu Ut, c) Các gate lấy giá trị đo đạc Ug khi đo Off Time và On Time - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 2. Lược đồ tín hiệu đo sâu điện từ. a) Dạng dòng phát Ip, b) Tín hiệu thu Ut, c) Các gate lấy giá trị đo đạc Ug khi đo Off Time và On Time (Trang 57)
Hình 3. Rải khung dây nhiều vòng nhiều đoạn - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 3. Rải khung dây nhiều vòng nhiều đoạn (Trang 63)
Đồ thị của 240 số, ứng với khoảng thời gian 33 ms. - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
th ị của 240 số, ứng với khoảng thời gian 33 ms (Trang 66)
Hình 1. Bảng thực đơn chính của Temix V4 - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 1. Bảng thực đơn chính của Temix V4 (Trang 74)
Hình 2. Bảng chọn tần số cho các đoạn, và các tham số - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 2. Bảng chọn tần số cho các đoạn, và các tham số (Trang 75)
Hình 3. Bảng chọn record để nạp số liệu  Dịch con trỏ đến record đầu tiên cần nạp, sau đó chọn lựa: - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 3. Bảng chọn record để nạp số liệu Dịch con trỏ đến record đầu tiên cần nạp, sau đó chọn lựa: (Trang 76)
Hình 5. Màn hình nhập tham số điểm đo - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 5. Màn hình nhập tham số điểm đo (Trang 77)
Hình 6. Vẽ mô hình môi trường (ρ, H) - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 6. Vẽ mô hình môi trường (ρ, H) (Trang 78)
Hình 7. Bản in đường cong đo sâu và mô hình môi trường - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 7. Bản in đường cong đo sâu và mô hình môi trường (Trang 80)
Hình 9. Lập tuyến theo cách: a) Vẽ  đường, b) Vẽ vùng. - Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm, phát hiện nước dưới đất ở độ sâu lớn tại một số vùng thuộc hai tỉnh ninh thuận và bình thuận
Hình 9. Lập tuyến theo cách: a) Vẽ đường, b) Vẽ vùng (Trang 82)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w