(Luận án) Nâng cao hiệu quả của phương pháp thăm dò trọng lực trong nghiên cứu cấu trúc địa chất ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ PHẠM NAM HƯNG NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ TRỌNG LỰC TRONG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Vật lý Địa cầu Mã số: 62 44 01 11 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội, năm 2015 Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Cao Đình Triều 2. PGS.TS. Đinh Văn Toàn Phản biện 1: GS.TS. Bùi Công Quế Phản biện 2: PGS.TS. Đỗ Đức Thanh Phản biện 3: TS. Nguyễn Tài Thinh Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Học viện họp tại: ................................................................................................. Vào lúc ........... giờ ........ ngày ........ tháng năm 2015. Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia, Hà Nội Thư viện Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Thực tế kết quả công tác đo vẽ trọng lực thời gian qua ở Việt Nam cho thấy: Vẫn sử dụng các máy trọng lực thế hệ cũ với sai số lớn khi đo vẽ ở tỷ lệ lớn, tỷ lệ đo vẽ chưa đồng bộ giữa các vùng, khi thành lập bản đồ dị thường trọng lực Bouguer sử dụng công thức trường trọng lực bình thường của Helmert 19011909 với sự điều chỉnh giảm đi một hệ số 14 mGal mà chưa có tính toán cụ thể để chứng minh tính đúng đắn của

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO VIỆNHÀNLÂMKHOAHỌCVÀ CÔNGNGHỆVIỆTNAM HỌCVIỆNKHOAHỌCVÀCÔNGNGHỆ PHẠMNAMHƯNG NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒTRỌNGLỰCTRONGNGHIÊNCỨUCẤUTRÚC ĐỊACHẤTỞVIỆTNAM Chuyên ngành: Vật lý Địa cầuMãsố:62 4401 11 TĨMTẮTLUẬNÁNTIẾNSĨVẬTLÝ Hà Nội,năm2015 Cơngtrìnhđượchồnthànhtại: Học viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệViệt Nam Ngườihướngdẫnkhoahọc: PGS.TS.CaoĐìnhTriều PGS.TS ĐinhVănTồn Phản biện 1:GS.TS Bùi Công QuếPhản biện 2:PGS.TS Đỗ Đức ThanhPhảnbiện3:T S N g u y ễ n TàiThinh LuậnánsẽđượcbảovệtrướcHội đồngchấmluậnáncấpHọc việnhọp tại: Vàolúc n g y năm2015 Cóthểtìmhiểuluậnántại: - ThưviệnQuốc gia,Hà Nội - ThưviệnViện HànlâmKhoahọc vàCơngnghệViệtNam - Thư viện Học việnKhoahọc Côngnghệ tháng MỞ ĐẦU Tính cấpthiếtcủaluậnán Thực tế kết cơng tác đo vẽ trọng lực thời gian qua Việt Nam chothấy:Vẫnsửdụngcácmáytrọnglựcthếhệcũvớisaisốlớnkhiđovẽởtỷlệlớn, tỷ lệ đo vẽ chưa đồng vùng, thành lập đồ dị thườngtrọnglựcBouguersửdụngcơngthứctrườngtrọnglựcbìnhthườngcủaHelmert 1901-1909vớisựđiềuchỉnhgiảmđimộthệsố14mGalmàchưacótính tốn cụ thể để chứng minh tính đắn cơng thức (1.3) hiệuchỉnhcịnbỏquacácyếutốnhư:hiệuchỉnhbiếnthiêntrọnglực,hiệuchỉ nhđịahìnhchưađầyđủcịnbỏquacácyếutốnằmtrongbánkínhtronglà30mvà yếu tố nằm ngồi bán kính ngồi 7.29 m Mặt khác, số liệu tựa ban đầu (địachấn, khoan, ) có Việt Nam khơng nhiều cho việc minh giải tài liệutrọnglực Chínhvìvậy,nghiêncứu sinh chọn đề tài:“Nângcaoh i ệ u q u ả phương pháp thăm dò trọng lực nghiên cứu cấu trúc địa chất ởViệt Nam”nhằm tiến hành xem xét yếu tổ ảnh hưởng biến thiên trọnglực vấn đề hiệu chỉnh địa hình tới chất lượng tài liệu trọng lực Bouguer.Cũng xem xét giảm thiểu tính đa nghiệm tốn ngược trọng lựctrongđiều kiện khơngcó nhiềutài liệutựaban đầu Mụctiêucủaluậnán Nâng cao chất lượng tài liệu trọng lực thăm dị giảm thiểu tínhđan ghi ệ m tronggiải t oá n n gư ợ c t r ọng lực,phục vụ n g h i ê n c ứ u cấ u t r úc địachấtởViệtNam Nhiệmvụ củaluận án Tínhtốnảnhhưởngcủabiếnthiêntrọnglựcvàảnhhưởngcủađịahìnhđ ến tàiliệu đo đạctrọnglực Lựachọnvàứngdụngthửnghiệmcácphươngphápphântíchđịnhtính vàđịnhlượngtàiliệutrọnglựctrongnghiêncứucấutrúcđịachấtởViệtNam Giảibài tốn thuậnvàngượctrọng lực2D và3D (vídụtạimộtkhuvực cụthể) Kếtquảkhoahọc vàýnghĩathực tiễncủaluậnán Nghiên cứu sinh khảo sát, đánh giá giá trị biến thiên trọng lực ởViệt Nam 0.3 mGal, từ cho thấy cần phải tính hiệu chỉnh biến thiên đốivớitừngtỷlệbản đồtrongđo vẽ trọnglực Trong luận án nghiên cứu sinh khảo sát, đánh giá hiệu chỉnh địahình phần đất liền lãnh thổ Việt Nam Từ thành lập đồ dị thường trọnglựcB o u g u e r đ ầ y đ ủ t ỷ l ệ : 0 0 t h e o c ô n g t h ứ c t r n g b ì n h t h n g Quốctế1980 Xây dựng số mơ hình lý thuyết hợp lý từ phân tích nhậnđịnhkếtquảcóđốisánhvớicáctuyếnthămdịđịachấnkhuvựcBiểnĐơn gvàcáctuyếnđịachấndịsâutrênđấtliềnnhằmhạnchếđượctínhđanghiệmcủa tốn ngược trọnglực khơngcó nhiềutài liệu tựa Các đồ độ sâu mặt vỏ Trái đất mặt Kết tinh,Conrad, Moho lưu vực Sông Cả-Rào Nậy xây dựng phương phápmơ hình 2D, 3D có độ tin cậy cao Đây thông tin độc lập có giá trịtrongluậngiảicácquyluậtvềcấutrúcđịachất,địađộnglựcvàcáctaibiếnđ ịachấtliên quantrongkhu vực nghiên cứu Nhữngđiểmmớicủaluận án Đã xác định giá trị biến thiên trọng lực theo thời gian ViệtNamcó biên độthayđổi khoảng0 m G a l Lầnđ ầ u t i ê n t h n h l ậ p b ả n đ h i ệ u c h ỉ n h đ ị a h ì n h v i b n k í n h ngồitới70kmvàbảnđồtrọnglựcBouguertheocơngthứcQuốctế1980chotồnlãnhthổViệt Nam, tươngứngvớitỷlệ1/1.000.000 Gợi ý phân tích lựa chọn mơ hình tốn thuận nhằm hạn chế tínhđa nghiệm giải tốn ngược trọng lực điều kiện khơng có số liệu tựaban đầu(kếtquả khoan thămdị, địachấnthămdị,…) Luậnđiểmbảovệ Nhằmloạitrừtốiđaảnhhưởngcủađịahìnhtớichấtlượngbảnđồdị thường trọng lực Bouguer cần thiết phải tiến hành tính tốn hiệu chỉnh địahìnhvớibán kính vịngngồitốithiểulà 50 km Việc nhận dạng mơ hình ban đầu sở kết hợp phươngpháp: Gradient ngang, Gradient chuẩn hóa tồn phần hệ số cấu trúc/mật độcó thể giảm tính đa nghiệm giải toán ngược trọng lực 2D nhữngkhu vực thiếutài liệutựaban đầu Cấu trúccủaluậnán Ngoài phầnmởđầuvàkết luận, luậnángồm4chương: Chương1 : T ổ n g q u a n v ề p h t t r i ể n p h n g p h p t h ă m d ò t r ọ n g l ự c t rênthế giới vàở Việt Nam Chương 2:Nghiên cứu đánhgiáảnhhưởng củabiến thiên trọng lựcvàhiệuchỉnh địa hình tới chấtlượngbản đồtrọnglực Bouguer Chương3: G i ả i p há p g i ả m t hi ể u tínhđ a nghi ệm giảib i t ố n ngượctr ọnglực Chương4:Ápdụngquytrìnhđođạcphântíchtàiliệutrọnglựcnhằmnghiên cứuđặctrưngcấu trúc vỏ trái đấtlưu vực SơngCả-Rào Nậy CHƯƠNG1 : T Ổ N G Q U A N V Ề P H Á T T R I Ể N P H Ư Ơ N G P H Á P THĂMDÒ TRỌNGLỰC TRÊNTHẾ GIỚI VÀỞ VIỆTNAM Trên giới phương pháp thăm dò trọng lực sử dụng từ nhữngnăm đầu kỷ XX, Việt Nam phương pháp trọng lực sử dụng saunăm 1960, chủ yếu tập trung vào hướng nhiệm vụ: 1) Tìm kiếm thăm dịcác cấu trúc chứa dầu khí; 2) Phục vụ nghiên cứu cấu trúc sâu địa chất khuvực; 3) Đo đạc lập mạng lưới trọng lực sở hạng cao quốc gia; 4) Đo giá trịtrọng lực dọc tuyến thuỷ chuẩn hạng cao phục vụ giải tốn trắc địaliênquanđếnthơngsốtọađộ,độcaoNhànước.Vàđãcómộtsốkếtquảcụthể nghiên cứu cấu trúcđịa chấtl ã n h thổ Việt Nam Tuy nhiên t r o n g cơng tác thăm dị trọng lực cịn số hạn chế máy móc thiết bị,phươngphápxửlýđúc kết phân tíchtàiliệutrọnglực, 1.1 Tổngquanvềpháttriển phươngphápthăm dịtrọnglựctrênthếgiới 1.1.1 Vềthiếtbịđotrọnglực Đi với phát triển máy đo trọng lực biển hàng khơngthìcácmáyđotrọnglựcmặtđấtngàycànghiệnđạivàcóđộchínhxácca o Từ máy trọng lực hệ cũ GAK-7T, GAK-PT, GAK-7S sản xuấtnhững năm 1960, có độ xác khơng cao với sai số từ0.030.06 mGal.Ngày giới có máy trọng lực điện tử hệ với độ chínhxáccaonhư:CG-3, CG-5,ZLS, đạtđ ộ c h í n h x c t 0 đ ế n 0.005 m G a l đápứngđượcphépđo trọnglực chitiết đến vi thămdịtrọnglực 1.1.2 Vềkỹthuậtđođạc Tùy theo tỷ lệ đo vẽ đồ chất lượng yêu cầu tài liệu mà người ta thiết kế khoảng cách điểm tuyến đo khu vực nghiêncứu 1.1.3 Vềphương phápphân tích tàiliệutrongnghiên cứu cấutrúcđịachất Trong nghiên cứu cấu trúc địa chất sâu vỏ Trái đất phương phápthăm dị trọng lực chứng tỏ tính hiệu vượt trội so với cácphươngpháđịavậtlýkhác.Vìvậy,mấychụcnămtrởlạiđâycácnhàđịavậtlý thếgiớivànướctađãtậptrungnghiêncứuvàđưarađượcnhiềuphương pháp để giải toán thuận ngược trọng lực áp dụngcho trường hợp toán hai chiều Manik Talwani n.n.k (1959) bachiều Talwani Eving (1960), Parker (1973), đồng thời có phầnmềm chuyên dụng xử lý tài liệu địa vật lý bước thương mạihố ngày đại như: chương trình trường thế, phần mềm OasisMontaj củaMỹ, Coscad 2D, 3D củaLiên BangNga, 1.2 Cơngtácthăm dịtrọnglực ởViệtNam 1.2.1 Pháttriểnmạnglướitựatrọnglực ởViệt Nam Hệ thống điểm tựa Quốc gia phân làm giai đoạn: Xây dựng1973-1978, bổ xung đại hóa 1987-2000 hoàn thiện nâng cấp 2001-2011 Đến nay, mạng lưới điểm tựa hạng có khoảng 500 điểm trọnglựcphân bổtrên phạmvi phầnđất liềnlãnh thổ Việt Nam 1.2.2 Thiếtbị đođạctrọnglựcthămdị Mộtsốloạimáyvàthiếtbịchủyếusửdụngđođạcsốliệutrọnglựcđãđư ợc sử dụngởViệtNamtrongthờigianqua gồm: - Cácmáyđotrọnglựctuyệtđối:OBM, AGATcủa LiênXơ cũ, L&R Mỹ với độ xác 0.01÷0.05 mGal máy đại GBL, GBL.McủaLiên BangNga, vớiđộchínhxác 5µGal - Các máy đo điểm tương đối: Trước sử dụng máy trọnglực thạch anh Liên Xô cũ GAK-7T, GNU-K2, GNU-KV Z400 củaTrung Quốc, gần sử dụng hệ máy trọng lực điện tử có độ xác caonhưCG-3, CG-5 Canada ZLS Mỹ Đi với máy trọng lực xác cao máy trắc địa phụcvụ xác định tọa độ độ cao: máy GPS 4.000 SI, GPS 4.600 LS, GPS 5.700vớisai số xácđịnhtoạđộ(Mxy)± 1mvà độ cao(Mh)± 0.20m 1.2.3 Vềtỷlệ bảnđồnghiêncứu Trong năm 1960-1964 đo vẽ trọng lực tỷ lệ nhỏ (1 : 500.000)chỉ tiến hành phần lãnh thổ phía Bắc sau năm 1975, đo vẽtrọng lực phần lãnh thổ phía Nam tỷ lệ : 500.000 triển khai vàđều đơn vị trực thuộc Tổng Cục địa chất Khoáng sản Việt Nam thựchiện Từ sau năm thập kỷ 80, nhu cầu tìm kiếm loại khốngsảnrắn,tìmkiếmdầukhívàlậpbảnđồđịachấtởcáctỷlệkhácnhau,cơ ngtácđovẽtrọnglựcđượctiếnhànhtrêntừngvùnghoặctheotừngtờbảnđồđịachất tỷ lệ lớn (từ 1: 200.000 đến 1: 100.000) Thời gian gần đây,công tác đo vẽ trọng lực phục vụ tìm kiếm, phát khống sản có chuyểnbiến dần chất q trình đo vẽ lập đồ địa chất điều tra khoángsản ởtỷlệ 1:50.000 lớnhơn Cho đến nay, nhờ nỗ lực to lớn ngành Địa chất Việt Nammàc h ú n g t a đ ã c ó đ ợ c t b ả n đ d ị t h n g t r ọ n g l ự c B o u g u e r t h ố n g n h ấ t tồnquốctỷlệ1: 500.000[9] 1.3 Phươngphápphântích tàiliệutrọnglựcởViệtNam 1.3.1 Lập đồ dị thường trọnglựcBouguer Các đồ dị thường trọng lực Bouguer Việt Nam thành lập cácnăm 1985, 1995 năm 2011 [8, 9] chủ yếu thành lập cở sở côngthức trường trọng lực bình thường Helmert (1901-1909) với lượng hiệuchỉnhlà14 mGalvàliên kếtvớihệchuẩnQuốctế Posdamvớimật độ lớp trunggian= 2.67g/cm3,xácđịnh theocôngthứcsau: gB g qs g 0 0.30860.0419*H gdh Trongđó: - gqs: Giátrị trọnglực tạiđiểmquansát (1.1) - g0:G i t r ị t r ọ n g l ự c b ì n h t h n g đ ợ c x c đ ị n h t h e o c ô n g thức Helmert(1901-1909) g0978016(10.005302sin20.000007sin22) (1.3) - : M ật độ lớptrunggian lấytheo giớithừanhận  2.67 g/cm3 - H:Độ cao điểmtrọnglựcso vớimặtGeoit - gdh: Giá trị ảnh hưởng địa hình xung quanh điểm trọng lực xác địnhtheophươngpháp Prisivanco Mặt khác, Việt Nam trước thành lập đồ dị thường trọnglực Bouguer bỏ qua số hiệu chỉnh khác như: hiệu chỉnh đẳng tĩnh, ảnhhưởngbiếnthiêntrọnglựctheoMặttrăngvàMặttrờivàhiệuchỉnhđịahìnhchưa đầyđủ 1.3.2 Phương pháp biến đổi trường trọng lực giải toánngượctrọnglực Tùy thuộc vào đối tượng nghiên cứu số liệu có mà tác giảsử dụng phương pháp phân tích khác nghiên cứu cấu trúc địachất Có thể kể đến cơng trình Bùi Cơng Quế [28, 29, 30], Cao ĐìnhTriều [50, 51, 55, 59], Đinh Văn Toàn [42, 43], Đỗ Đức Thanh [38, 39], Các tácgiả chủ yếu sử dụng phương pháp phân tích truyền thống phươngpháp lựa chọn, biến đổi trường, phân tích thống kê, phương pháp tính đạo hàmbậccao, phươngpháp phântích tốnthuận ngược 3D Từ cơng trình trình bày trên, nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái đất theotài liệu trọng lực nước ta số ưu điểm hạn chế: Về cơng tác xửlý, phântíchtàiliệutrọnglựcởnướctatrongthờigianquađãcónhiềuđónggóp quan trọng nghiên cứu cấu trúc địa chất, công tác điều tra khoángkhảnrắn lỏng.Tuynhiên cũngbộc lộ số hạnchế cáckết quảcần tiếptụcnghiên cứukhắc phục 1.4 Kếtluậnchương Từ nội dung trình bày chương 1, nghiên cứu sinh có số kếtluậnnhư sau: - Vẫn sử dụng máy trọng lực hệ cũ, với sai số lớn (sai số phépđo ± 0.05 - 0.08 mGal) Chưa tính đến hiệu chỉnh biến thiên trọng lực đođạcởtỷlệ1:100.000 lớn - Tỷ lệ nghiên cứu không đồng đều, tính tốn dị thường trọng lựcBouguer thường sử dụng cơng thức trường trọng lực bình thường Helmert(1901-1909) với điều chỉnh giảm 14 mGal mà chưa có tính tốn cụthểđể chứngminh - Hiệu chỉnh địa hình chưa đầy đủ, cịn bỏ qua yếu tố địa hình nằmởvùng nhỏ hơn30m (đây làvùng gây nêngiátrịlớn củah i ệ u chỉnhđịahìnhtrongđiềukiệnđịahìnhthayđổiphứctạpnhưở nh ữngvùngnúicao) vùngngồibánkính lớnhơn 7.290m - Hệ phương pháp sử dụng: Sử dụng phương pháp định tính mangtính khu vực nhiều hơn, cịn phương pháp phân tích định lượng chủ yếudựa vào tài liệu trọng lực tỷ lệ nhỏ Mặt khác với tài liệu tựa ban đầu cóởViệt Namcịn thiếunên kếtquả mangtính định lượng khơngcao CHƯƠNG2:NGHIÊNCỨUĐÁNHGIÁẢNHHƯỞNGCỦABIẾNTHIÊNTRỌ NGLỰCVÀHIỆUCHỈNHĐỊAHÌNHTỚIC H Ấ T LƯỢNGBẢNĐỒ TRỌNGLỰC BOUGUER 2.1 Ảnh hưởng biến thiên trọng lực tới chất lượng tài liệu trọnglựcthăm dòở Việt Nam 2.1.1 Biến thiêntrọnglực Trọng lực điểm mặt đất chịu tác dụng cáchành tinh hệ Mặt trời vệ tinh Mặt Trăng dẫn đến thay đổi hìnhdạng Trái đất Sự biến đổi trọng lực gọi biến thiên trọng lực theoMặt trăng Mặt trời Theo Telford et al, 1990 cho thấy biên độ biến thiêntrong ngày đêm đạt 0.3 mGal, phụ thuộc vào vị trí (vĩ độ, kinh độ)vàthờigiantạiđiểmthờiđiểm quansát.Trongcơngtácthămdịtrọnglựcđịi Châu, Lào Cai, giá trị nhỏ dần phía vùng đồng Nói chung, hầuhết giátrị hiệu chỉnhnhỏ 10 mGal 2.3 Bản đồ dị thường trọng lực Bouguer phần đất liền lãnh thổ Việt Namtrêncơ sở hiệuchỉnh địahình đầy đủ 2.3.1 Vềcơngthứctínhtrườngbìnhthường Có rấtnhiều cơng thức tính giátrị trọng lực bìnht h n g c n g thứcH e l m e r t 1 9 , K a s s i g n i t , , , T u y n h i ê n , p h ổ b i ế n n h ấ t giới hiệnnaysửdụngcôngthứcQuốctế1980khithànhlậpbảnđồdịthườngtrọnglực Bouguer[119].Côngthức nhưsau: g0 978032.7(10.0053024sin20.0000058sin22 ) (2.17) Vớiđộchính xác0.7Gal 2.3.2 Giá trị trường trọnglựcở Việt Nam Phầnđ ấ t l i ề n V i ệ t N a m t rả i d i t vĩ độ 8030' đến 23030', với vĩ tuyếntuyến () trung bình 150, giá trịtrọnglựcbìnhthường(g0)d a o động trongkhoảngrấtl n l 708.72m G a l , t g 0= mGalở v ĩ đ ộ  = 030'đ ế n v ĩ đ ộ giátrịg0=978854.23mGalởvĩđộ = 23030' Giá trị trọng lực bìnhthường(g0)càngtăngkhiđiểmtrọn glựcbìnhthườngtăngtheochiềutừNam raBắc 2.3.3 Bảnđồdịthườngtrọ ng lực Bouguer phần đất liềnlãnhthổ Việt Nam BảnđồdịthườngtrọnglựcBou guerđượcxâydựngtrêncơsở Hình 2.25:Bản đồ phân bố giá trị hiệu chỉnhđịahình phầnđấtliệnlãnhthổ Việt Nam côngt h ứ c t r n g b ì n h t h n g Q u ố c t ế v h i ệ u c h ỉ n h đ ị a h ì n h đ ầ y đ ủ phần đấtliền lãnh thổ Việt Nam cho thấy:Cường độ trường dịt h n g t r ọ n g lực Bouguer Việt Nam có giá trị lớn đạt -175 mGal Mèo Vạc- Hà Giang ởSapa-LàoCaivàởMườngTè-LaiChâuchođếngiátrị+20mGalởRạchGóc-CàMau,BiênHịa,LongAn GiátrịdịthườngcóxuthếtăngcaotừBắcvàoNam tăng dần từ Tây sang Đơng Các đường đẳng trị trường phát triểncó dạng dải, uốn lượn, gấp khúc tạo nên nhiều dị thường địa phương có hìnhdáng phức tạp kích thước hình dạng diện phân bố Phương phát triểncủa đường đẳng trị phương phát triển trục dị thường rấtđa dạng, theo phương Tây Bắc-Đông Nam, phương Đông Bắc-Tây Nam chủyếu, phương Á vĩ tuyến Á kinh tuyến Miền trường có giá trịdương daođộng từ 0đến 20mGaltrải dài cáchđoạndọc theob b i ể n t Móng Cái-Quảng Ninh đến Bà Rịa-Vũng Tàu bao trùm hầu hết đồng bằngNam Bộ Miền trường có giá trị âm phân bố diện rộng, bao trùm hầu hếtcácmiền núi phíaBắc, Đơngbắc TâyNguyên 2.4 Kếtluận chương2: Trên sở trình bày phép hiệu chỉnh ảnh hưởng tới chất lượng tàiliệutrọnglực Bouguer, cóthể đưaramột số nhậnđịnhsau: Các máy đo trọng lực hệ có chế độ tự động hiệu chỉnh biếnthiên, loại máy cịn lại phải tính hiệu chỉnh biến thiên trọng lực Giá trịbiến thiên trọng lực Việt Nam thay đổi với biên độ khoảng 0.3 mGal Vớiphép đo trọng lực tỷ lệ 1:100.000 lớn cần thiết phải thực hiệuchỉnhbiến thiêntrọnglực Cần thiết phải tiến hành khảo sát lựa chọn bán kính vùng cùngvà bán kính vùng ngồi trước tiến hành thiết lập quy trình tính hiệuchỉnhđ ị a h ì n h Khả o s t v ù n g trongc ùngt ối u l n h ằ m lựa c h ọ n bá n k í n h màc ó m h ì n h l ý t h u y ế t p h ù h ợ p n h ấ t v i đ ị a h ì n h t h ự c t ế n h ằ m n â n g c a o đượctínhđầy đủ phép hiệu chỉnh Khảo sát vùng ngồi tối thiểu để tìm rabán kính đủ cho tính hiệu chỉnh ảnh hưởng địa hình mộtphươngánthămdò cụ thểđể đạtyêu cầu kỹthuậtđặtratừ trước Với bán kính vùng lấy r = km bán kính vùng ngồiR= k m đượcs d ụ n g để t í n h hi ệ u c h ỉ n h đ ị a h ì n h p h ầ n đ ấ t l i ề n lã n ht hổ ViệtNam.Kếtquảchothấyhơnmộtnửagiátrịhiệuchỉnhnhỏhơn10mGal.Giá trị hiệu chỉnh vùng đồng nhỏ mGal Giá trị hiệu chỉnh lớnnằm vùng miền núi phía Bắc, gần 21 mGal Bản đồ trọng lực Bouguerđầy đủ theo cơng thức trường bình thường Quốc tế 1980 thành lập chotồnlãnhthổViệt Namcó độ tin cậycao CHƯƠNG3:GIẢIPHÁPGIẢMTHIỂUTÍNHĐANGHIỆMGIẢIBÀITỐN NGƯỢC TRỌNGLỰC 3.1 Mởđầu Với thực tếhiệnnay,sốliệu tựa ban đầu choviệc giảitoánn g ợ c trọng lực thiếu, toán ngược trọng lực tốn đa nghiệm.Mục đích việc xây dựng mơ hình để khảo sát trường dị thường cácphương pháp chọn mơ hình lý thuyết để nhận biết đưa thôngtin tiên nghiệm đặc điểm nhận dạng hình dạng vậtt h ể , h ì n h t h i c ấ u trúc, ranh giới phân chia địa chất (đứt gãy), đặc điểm thay đổi trường theotừng mức tính chuyển trường, tính đạo hàm bậc cao gradient trọng lực theotuyến Từ có phân tích, nhận định đánh giá quy trình xử lý tài liệu trọnglực áp dụng nghiên cứu cấu trúc địa chất Thông thường để giải tốntrọnglực mơ hìnhlýthuyết, cácbước sau đâyđược áp dụng: Tạom h ì n h b a n đ ầ u :T ứ c l x â y d ự n g m ộ t m ô h ì n h h ì n h h ọ c l ý thuyếtdựatrênmộtsốgiảđịnhvềđịachất như:mật độ,đặcđiểmđịamạo,v.v Khảos át m hì n h đ ã l ậ p :Tí nh đ n g c ongl ý thuyết c ủ a m h ì n h, thựchiện phépbiến đổitrườngtrên mơ hìnhđãlập Ứngdụngmơhình:Từtínhtốntrênmơhìnhlýthuyết,đưaracácth ơngtintiên nghiệmđểáp dụngcho việcgiảibài tốnngượctrọnglực 3.2 Hệphương phápxácđị nht hơng tintiê nnghiệm ứngdụng tron gbàitốn mơhình hóa cấutrúc 2D 3.2.1 Xâycácmặtcắtbiếnđổitrườngtrọnglực Córấtn hi ề u p hư ng phápbi ế n đổi tr ờng trọng lựctrongmi nh gi ả i tài liệu trọng lực theo tuyến, theo kết nghiên cứutrước củaCao Đình Triều 2004, 2006 sử dụng phương pháp sau: Mặt cắtgradient ngang, gradient chuẩn hóa tồn phần hệ số cấu trúc/mật độ Cácphương pháp sử dụng hỗ trợ cho nhằm xác định vị trí đứt gãy,cấu trúcphục vụ xâydựngmơ hình cấu trúcban đầu trongluậnáncủa 3.2.2 Xây dựng tốn mơ hình lý thuyết 2D phân tích tàiliệutrọng lực NCS xây dựng dạng tốn mơ hình lý thuyết cho trường hợpmột hai vật thể thẳng đứng nghiêng có giá trị mật độ thay đổi trongtừngphânlớpcấutrúc địachất Từ giá trị đường cong trọng lực nhận mơ hình lý thuyếtđã lập, sử dụng phép biến đổi trường nhằm nhận dạng lại mơ hìnhban đầu Kết quảtrên mặtcắt cho thấy: Đốivới vậtthểcắmthẳng đứng: - Mặt cắt gradient ngang có đổi dấu qua tâm vật thể gâydịthườngvà có hai dải cựctrịtrùngvớihai mép biên vậtthể - Mặt cắt gradient chuẩn hố tồn phần cho thấy vùng cực trị tươngứng với vị trí khơng gian vật thể Ranh giới phân lớp ngang trùng với tâm cácđiểmcực trị, - Đối với mặt cắt hệ số cấu trúc/mật độ: Khi qua đứt gãy có đổidấu tạo dị thường dương âm vị trí vật thể Đường đẳng trị "0" gầnnhư có hướng trùng vớiv ị t r í đ ứ t g ã y , c ũ n g c h í n h l c c đ i ể m đ ặ c b i ệ t l i ê n quan đến mép bên vật thể, tức ranh giới thẳng đứng phân chia môitrường Đốivới vậtthểcắmnghiêng: Về dáng điệu thay đổi đường cong dị thường giống dạngmơhìnhđứtgãythẳngđứng,tuynhiêndángđiệuđườngđẳngtrịthayđổikhácnhiều.Xuthếcủacácđườngđẳngtrị nghiêngtheoxuthếgócnghiêngcủađứtgãy.Đó cũnglàmột dấu hiệu khitaxác định góccắmcủa đứtgãy 3.3 Mơhình cấutrúcvỏTrái đất theo2 tuyến địachấndị sâu Ở đây, NCS xây dựng mơh ì n h ban đầu cho tuyến p h â n t í c h t r ọ n g lực dựa theo kết phân tích tốn thuận mục 3.2, từ giải tốnngược trọng lực đối sánh kết nhận theo tuyến địa chấn dị sâucủaĐinh VănTồn, 2012[44] 3.3.1 Xâydựngmơ hình banđầu dọc2 tuyến nghiêncứu Áp dụng phép biến đổi phân tích thành phần trường cácmơ hình lý thuyết để xây dựng mơ hình ban đầu cho tuyến trọng lực: Tuyến1: Thái Ngun - Hịa Bình Tuyến 2: Hịa Bình - Thanh Hóa Kết mơhìnhx â y d ự n g b a n đ ầ u p h ả n n h s b ộ c ấ u t r ú c đ ị a c h ấ t v i đ ộ l ệ c h g i ữ a đườngcongđođạcvàđườngcongnhậnđượctừmơhìnhbanđầunằmtrongkhoảng 5-7 mGal ta cần điều chỉnh mơ hình cho đường cong trùngkhítnhất 3.3.2 Mặtcắtcấu trúcvỏTráiđất dọc2tuyến nghiêncứu Từmơhìnhbanđầucóđượcởtrên,tiếnhànhgiảibàitốnngược.Kếtquảtheo 2tuyến phântíchtrọnglựcchothấy: +M ặ t kế t tinhtha yđổitừ1km đến5 k m , v i m ậ t đ ộ l ớp trầmtíchthayđổi trongkhoảng2.63÷2.67 g/cm3 + MặtConrad thayđổi từ 11 kmđến 18 km,vớimậtđộ lớp granit thayđổi2.68÷2.75 g/cm3 +MặtMohothayđổitừ28kmđến36km,vớimậtđộlớpBazanthayđổitrongkh oảng2.89÷2.94g/cm3 3.3.3 Đốisánhkếtquảphântíchtheotàiliệutrọnglựcvàđịachấn dịsâu Theocác bước phân tíchtừbàitốn mơ hìnhhóavà kếtquả nhận từgiảibàitốnngượctrọnglực,tácgiảcóđốisánhvới2tuyếnđịachấndịsâu củaĐinhVănTồn[44]chothấy: - Vềm ặ t r a n h gi i nga ng c c m ặ t c b ả n v ỏ T r i đấ t n h : K ế t t i n h , Conradvà Moho tươngđồngnhau độ sâu - Vịtrícácđứtgãyđượcxácđịnhtrên2tuyếntrọnglựccũngkhátrùng với đứt gãy lớn phân chia ranh giới cấu trúc như: Sông Lô, Sông Chảy,SôngMã, MườngLa-Bắc Yên, Sự phù hợp chặt chẽ toán trọng lực phương pháp địa chấnthăm dò chứng tỏ hiệu tốn phân tích trọng lực khả ápdụng phương pháp phân tíchkếthợpgiữa hailoại tài liệu: trọng lựcvàđ ị a chấnthămdò 3.4 Kếtluậnchương Qua phép biến đổi phân tích thành phần trường trọng lựckhảo sát mơ hình lý thuyết thực tế là: Gradient ngang, gradient chuẩnhóa tồn phần tốn mơ hình cấu trúc/mật độ cho phép có thểxác định sơ hình dạng vật thể tương đối xác vị trí đứt gãy vàranhgiớingang củacác mặtcơbảnvỏTráiđất Đó làc c t h n g t i n t i ê n nghiệmban đầu phục vụ cho việc giải bàitoán ngượctrọnglực Quy trình nhận biết phân tích tài liệu đưa kết hợp chặt chẽ cácphép biến đổi định tính định lượng áp dụng tuyến trọng lực cóđối sánh với tuyến chuẩn địa chấn tương đồng cấu trúc địa chất,đứt gãy Vì áp dụng hướng phân tích cho vùng khác khichúngtakhơngcó nhiều tài liệu tựa ban đầu CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG QUY TRÌNH ĐO ĐẠC PHÂN TÍCH TÀI LIỆUTRỌNG LỰC NHẰM NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VỎTRÁIĐẤTLƯUVỰCSÔNGCẢ-RÀO NẬY 4.1 Mởđầu Trên sở kết nghiên cứu biến thiên trọng lực hiệu chỉnhđịa hình lãnh thổ Việt Nam, hệ phương pháp xử lý phân tích thửnghiệm áp dụng mơ hình theo nhiều phương án khác nghiêncứusinhtrình bàytrongchương2vàchương3.Trongchươngnàynghiêncứusinh áp dụng quy trình đo đạc phân tích tài liệu trọng lực nhằm nghiên cứuđặc trưngcấutrúc vỏ Trái đấtlưu vực SơngCả-Rào Nậy 4.2 Mơhình cấutrúc vỏTráiđất dọc 6tuyếnnghiên cứu 4.2.1 Đo đạcvàtínhtốndị thườngtrọng lựcBouguer