luận án tiến sĩ địa chất nghiên cứu xâm nhập mặn nước dưới đất trầm tích đệ tứ vùng nam định

Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu Mục đích: - Nghiên cứu quá trình hình thành thấu kính nước nhạt; - Xác định hiện trạng phân bố mặn-nhạt NDĐ; - Xác định cơ chế XNM tầng chứa nước TCN Pl

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGHIÊN CỨU XÂM NHẬP MẶN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRẦM

Ngành: Kỹ thuật địa chất Mã

số: 62.52.05.01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội - 2014

ii

Công trình được hoàn thành tại:

Bộ môn Địa chất Thủy văn, Khoa Địa chất Trường Đại học Mỏ - Địa chất

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

Phản biện 1: PGS.TS Đoàn Văn Cánh

Hội Địa chất Thủy văn Việt Nam

Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Văn Hoàng

Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Trường Đại học Mỏ - Địa chất Vào hồi … giờ … ngày … tháng… năm …

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc

Thư viện Trường đại học Mỏ - Địa chất

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận án

Việt Nam có đường bờ biển dài hơn 3.260km, khu vực ven biển là nơi tập trung dân cư, kinh tế, giao thông quan trọng của đất nước Nằm ở phía đông nam đồng bằng Bắc Bộ (ĐBBB), trên địa bàn một số huyện thuộc tỉnh Nam Định và Ninh Bình tồn tại thấu kính nước dưới đất (NDĐ) nhạt trong trầm tích Kainozoi Nguồn NDĐ này đang được khai thác để phục vụ cho ăn uống, sinh hoạt và sản xuất của nhân dân trong vùng Trữ lượng khai thác tiềm năng không lớn nhưng nhu cầu khai thác lớn, mực nước có xu hướng hạ thấp đáng

kể (0,5÷0,7m/năm) Nguy cơ xâm nhập mặn (XNM) đã và đang diễn ra do các hoạt động khai thác NDĐ Do vậy, cần phải nghiên cứu sự phân bố, hình thành, biến đổi chất và lượng của thấu kính nước nhạt này nhằm phục vụ khai thác bền vững, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế của địa phương

2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu Mục

đích:

- Nghiên cứu quá trình hình thành thấu kính nước nhạt;

- Xác định hiện trạng phân bố mặn-nhạt NDĐ;

- Xác định cơ chế XNM tầng chứa nước (TCN) Pleistocen (qp);

- Đánh giá vai trò của các cơ chế trong quá trình xâm nhập mặn

Nhiệm vụ:

Nghiên cứu cấu trúc địa chất (ĐC), địa chất thủy văn (ĐCTV);

Phân tích, đánh giá và kết hợp các phương pháp địa vật lý (ĐVL) với ĐCTV/thủy địa hóa, xác định hiện trạng mặn-nhạt;

Nghiên cứu sự phân bố độ mặn trong lớp thấm nước yếu nguồn gốc biển

và ảnh hưởng của nó tới TCN qp;

Nghiên cứu, xác định cơ chế XNM thấu kính nước nhạt, TCN qp;

Thiết lập mô hình dòng chảy, mô phỏng sự phân bố, dịch chuyển ranh giới mặn-nhạt và dự báo diễn biến XNM

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: nước dưới đất, TCN qp vùng Nam Định;

Phạm vi nghiên cứu: diện phân bố thấu kính nước nhạt, TCN qp vùng Nam

Định và các khu vực liên quan

4 Nội dung nghiên cứu

Khoan, lấy mẫu đất nguyên dạng, ép nước lỗ rỗng;

Khoan các chùm lỗ khoan ĐCTV, hút nước thí nghiệm;

Xây dựng mô hình dịch chuyển vật chất và dự báo XNM

5 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Cách tiếp cận: Tác giả luận án sử dụng các cách tiếp cận chính sau:

- Cách tiếp cận thực tế;

- Cách tiếp cận các kết quả nghiên cứu trước đó;

- Cách tiếp cận các phương pháp nghiên cứu, đánh giá hiện đại

Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp thủy địa hóa/thủy động lực: nghiên cứu, đánh giá mức độ

nhiễm mặn và các thông số địa chất thủy văn;

- Phương pháp địa vật lý: xác định khả năng dẫn điện của đất đá;

- Phương pháp đồng vị: xác định tuổi, quan hệ thủy lực giữa các TCN và

nguồn gốc của NDĐ;

- Phương pháp mô hình số: dự báo xâm nhập mặn NDĐ; - Phương pháp chuyên gia: trao đổi, học tập từ các chuyên gia

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Ý nghĩa khoa học: Luận án đã góp phần làm sáng tỏ quá trình hình thành,

nguồn gốc và nguồn bổ cập cho thấu kính nước nhạt Xác định cơ chế XNM

và vai trò của các cơ chế trong quá trình XNM Tác giả đã thiết lập được các phương trình tương quan giữa các thông số ĐCTV với thông số ĐVL và đồng

vị, là cơ sở áp dụng cho vùng nghiên cứu và các vùng có điều kiện ĐCTV tương tự

Ý nghĩa thực tiễn: Luận án đã xác định được hiện trạng phân bố mặn-nhạt

NDĐ, đánh giá và dự báo diễn biến XNM ở vùng nghiên cứu Kết quả nghiên cứu của luận án có thể là tài liệu tham khảo cho các nhà quản lý, quy hoạch tài nguyên nước, các nhà hoạch định chính sách và các nhà khoa học nhằm phục

vụ khai thác và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên NDĐ quý giá này

7 Luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1: Nước nhạt trong TCN Pleistocen vùng Nam Định được hình

thành trong suốt lịch sử phát triển ĐC, ĐCTV của vùng và có sự bổ cập liên tục bởi nước nhạt trong các thành tạo chứa nước bên dưới; nguồn bổ cập cho thấu kính nước nhạt này từ phía tây và tây bắc

Luận điểm 2: Thấu kính nước nhạt trong TCN Pleistocen vùng Nam Định

bị xâm nhập mặn do chênh lệch áp lực giữa vùng nước nhạt với vùng nước mặn phía bắc và đông bắc; do lớp thấm nước yếu nguồn gốc biển phủ bên trên thông qua nhiều quá trình hóa lý, trong đó quá trình khuếch tán và phân dị trọng lực đóng vai trò chính

8 Những điểm mới của luận án

- Tác giả sử dụng các kết quả phân tích TPHH, thành phần đồng vị của nước lỗ rỗng, kết hợp các kết quả địa vật lý lỗ khoan, xác định sự biến đổi độ dẫn điện, theo chiều sâu và phân tích các quá trình ảnh hưởng của chúng tới TCN Pleistocen

- Luận án đã áp dụng các phương pháp ĐVL kết hợp với các phương pháp ĐCTV để xác định hiện trạng phân bố mặn-nhạt của các nguồn mặn phân

bố trong các TCN và lớp thấm nước yếu nguồn gốc biển trong trầm tích Đệ tứ

ở vùng nghiên cứu

- Tác giả đã thiết lập được tương quan giữa các kết quả phân tích TPHH của NDĐ (Cl-, TDS) với các thông số ĐVL (độ dẫn điện, điện trở suất của khung đất đá); qua đó có thể xác định, đánh giá chất lượng NDĐ qua các thông

số ĐVL

9 Cơ sở tài liệu

9.1 Tài liệu thu thập:

Các tài liệu và thông tin được thu thập từ các đề tài, dự án khác nhau Đó là các báo cáo khoa học, báo cáo tổng kết đề tài đã công bố

9.2 Kết quả thí nghiệm, nghiên cứu hiện trường và trong phòng thực hiện riêng phục vụ cho đề tài luận án:

Luận án đã sử dụng các nguồn số liệu, kết quả thí nghiệm hiện trường và trong phòng do chính tác giả và các cộng tác viên trực tiếp tiến hành, phục vụ riêng cho đề tài luận án bao gồm:

Tài liệu xác định hiện trạng phân bố mặn-nhạt NDĐ: đo trường chuyển (61 điểm) và các lỗ khoan nông (22 lỗ khoan);

Các tài liệu đo ĐVL lỗ khoan của 16 lỗ khoan;

Tài liệu xác định thông số ĐCTV của TCN qp từ kết quả khoan 02 chùm

và hút nước thí nghiệm tại 03 chùm lỗ khoan;

Các kết quả phân tích TPHH của (59 mẫu TCN, 27 nước lỗ rỗng);

Các kết quả phân tích thành phần đồng vị bền của nước trong TCN, nước

lỗ rỗng, nước mưa, nước mặt và nước biển (87 mẫu), đồng vị phóng xạ (32 mẫu) và đồng vị khí trơ (8 mẫu) của NDĐ; Kết

quả quan trắc động thái NDĐ

10 Cấu trúc luận án

Luận án gồm 160 trang với 20 biểu bảng, 94 hình vẽ và 122 tài liệu tham khảo Cấu trúc luận án như sau:

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan nghiên cứu xâm nhập NDĐ

Chương 2: Sự hình thành thấu kính nước nhạt

Chương 3: Nghiên cứu hiện trạng phân bố mặn-nhạt NDĐ

Chương 4: Cơ chế XNM thấu kính nước nhạt, TCN Pleistocen

Chương 5: Diễn biến XNM thấu kính nước nhạt TCN Pleistocen Kết

luận và kiến nghị

11 Lời cảm ơn

Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Địa chất Thuỷ văn, Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Phạm Quý Nhân và PGS.TS Flemming Larsen Trong suốt thời gian nghiên cứu, viết luận án, tác giả cũng luôn nhận được sự giúp đỡ, góp ý, của các thầy

cô giáo Bộ môn Địa chất Thuỷ văn và các nhà khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Lâm, PGS.TS Nguyễn Kim Ngọc, PGS.TS Đoàn Văn Cánh, PGS.TS Phan Ngọc Cừ, TS Đặng Đình Phúc, TS Đặng Đức Nhận, PGS.TS Nguyễn Văn Đản, PGS.TS Nguyễn Văn Hoàng, TS Vũ Kim Tuyến, TS Nguyễn Thị Thanh Thủy, TS Dương Thị Thanh Thủy, ThS Kiều Thị Vân Anh, GS.TS Dieke Postma, TS Frank Wagner, PGS.TS Christiansen V Anders, ThS Trần Vũ Long, ThS Đặng Trần Trung, ThS Nguyễn Thế Chuyên, ThS Trần Thành Lê và các đồng nghiệp trong dự án VietAS cũng như nhiều cán bộ khoa học, chuyên môn trong và ngoài trường

Một lần nữa tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với tất cả những giúp đỡ quý báu đó!

Chương 1 - TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU XÂM NHẬP MẶN NƯỚC

DƯỚI ĐẤT

1.1 Tổng quan về nghiên cứu xâm nhập mặn NDĐ trên thế giới

Trên cơ sở tổng hợp và phân tích kết quả của các công trình khoa học đã được công bố về nghiên cứu XNM trên thế giới cho thấy, tất cả các công trình nghiên cứu đều sử dụng kết hợp các phương pháp khác nhau để giải quyết một vấn đề cụ thể nào đó như đánh giá hiện trạng, xác định nguyên nhân, giải pháp khắc phục…

Nhận xét chung:

1.2 Tổng quan nghiên cứu xâm nhập mặn NDĐ ở Việt Nam

Xâm nhập mặn NDĐ đã và đang được các nhà khoa học Việt Nam quan tâm, hiện tượng này xảy ra ở các vùng đồng bằng ven biển, dải cồn cát ven biển và các hải đảo… do tác động của con người và các yếu tố biến đổi tự nhiên của môi trường gây ra

Nhận xét chung:

Các nghiên cứu XNM thường được kết hợp trong các báo cáo đánh giá tài nguyên NDĐ, chủ yếu là điều tra, khảo sát xác định ranh giới mặn-nhạt với ranh giới TDS=1g/l, tính toán thời gian và tốc độ dịch chuyển ranh giới trên

cơ sở điều kiện địa chất thủy văn của vùng nghiên cứu và lưu lượng khai thác yêu cầu Các nghiên cứu trong nước thường áp dụng 3 nhóm phương pháp chính bao gồm:

Nhóm phương pháp thủy địa hóa/thủy động lực;

Nhóm phương pháp địa vật lý;

Nhóm phương pháp mô hình số

1.3 Lịch sử nghiên cứu địa chất, ĐCTV vùng Nam Định

Các nghiên cứu địa chất, địa chất thủy văn của vùng Nam Định luôn gắn liền với lịch sử nghiên cứu của cả ĐBBB, bên cạnh đó đã có gần 20 đề tài dự

án đã được thực hiện tại vùng Nam Định Các đề tài, dự án đã cho thấy bức tranh tổng thể về điều kiện địa chất, địa chất thủy văn vùng Nam Định

Giới Mesozoi

Các thành tạo Mesozoi trong vùng chủ yếu thuộc hệ Triat, thành phần là

đá vôi dạng khối, sáng màu, đá vôi sét, lộ trên mặt ở phía tây, tây bắc vùng nghiên cứu, thuộc tỉnh Ninh Bình

Giới Kainozoi - hệ Neogen - thống Pliocen

Gồm các thành tạo của hệ tầng Vĩnh Bảo, Tiên Hưng Thành phần trầm tích gồm cát kết hạt nhỏ đến trung lẫn sạn sỏi, xen kẹp sét bột kết

Hệ Đệ tứ

Thống Pleistocen, phụ thống dưới, hệ tầng Lệ Chi (amQ1 lc)

Các trầm tích của hệ tầng Lệ Chi không lộ trên mặt, bắt gặp tại phần lớn các lỗ khoan trong vùng nghiên cứu Thành phần thạch học gồm cát sạn lẫn bột, sét màu xám, xám tro Chiều sâu phân bố của hệ tầng từ 79m đến 132,8m Chiều dày thay đổi từ 4m đến 26,2m

Thống Pleistocen, phụ thống giữa-trên, hệ tầng Hà Nội (a,amQ1 2-3 hn)

Các trầm tích của hệ tầng Hà Nội phân bố rộng khắp trong vùng nghiên cứu Thành phần chủ yếu là cát, sạn sỏi xám xanh, xám vàng

Thống Pleistocen, phụ thống trên, hệ tầng Vĩnh Phúc (a,am,mQ1 vp)

Trong vùng nghiên cứu, các trầm tích Pleistocen trên thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc Thành phần thạch học là cát, cát pha và sét, sét bột

Thống Holocen, phụ thống dưới-giữa, hệ tầng Hải Hưng (mQ2 1-2

hh) Các trầm

tích của hệ tầng Hải Hưng được chia làm 3 kiểu nguồn gốc Thành phần thạch học là cát, cát pha, bột, sét màu tím thẫm, xám xanh nhạt xen lớp tàn tích thực vật

Thống Holocen, phụ thống trên, hệ tầng Thái Bình (Q2 tb)

Hệ tầng Thái Bình được phân chia chi tiết thành hai phụ hệ tầng Thành

phần trầm tích chủ yếu là sét bột lẫn cát hạt mịn

2.2.1.2 Đặc điểm địa tầng vùng thềm lục địa khu vực nghiên cứu

Trầm tích biển khu vực nghiên cứu theo kiểu trầm tích bãi triều cửa sông châu thổ do thủy triều, có thành phần chủ yếu là cát, sạn, bột, sét, hạt mịn dần theo hướng từ đất liền ra biển

2.2.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất vùng nghiên cứu

2.2.2.1 Đặc điểm cấu trúc địa chất vùng Nam Định

Trong vùng nghiên cứu tồn tại hai hệ thống đứt gãy chính, vuông góc nhau

là hệ thống đứt gãy hướng tây bắc - đông nam (TB-ĐN) và hệ thống đứt gãy hướng đông bắc - tây nam (ĐB-TN)

2.2.2.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất phía tây vùng Nam Định

Vùng nghiên cứu nằm ở rìa phía đông nam ĐBBB, nơi giáp ranh giữa các thành tạo Đệ tứ và các thành tạo tuổi Triat, chủ yếu thuộc hệ tầng Đồng Giao

(T2ađg), là các đá có khả năng chứa và lưu thông nước rất tốt, với hệ thống

các đứt gãy theo hướng TB-ĐN, hướng cắm vào các thành tạo Kainozoi trong vùng nghiên cứu

2.2.2.3 Đặc điểm cấu trúc địa chất vùng thềm lục địa vùng NC

Vùng nghiên cứu nằm ở khu vực phía tây bắc bể trầm tích sông Hồng, nơi tập trung nhiều đứt gãy lớn hướng TB-ĐN

2.3 Đặc điểm địa chất thủy văn

2.3.1 Các tầng chứa nước

2.3.1.1 TCN trong trầm tích Holocen trên (qh2)

Phân bố trên toàn diện tích phần đồng bằng, thành phần đất đá chứa nước gồm cát, cát pha của hệ tầng Thái Bình

2.3.1.2 TCN trong trầm tích Holocen dưới (qh1)

TCN này phân bố không đều khắp vùng nghiên cứu, không lộ ra trên mặt Thành phần đất đá chứa nước gồm cát hạt mịn, cát pha, bột sét có nguồn gốc sông đầm lầy, đầm lầy biển, biển

2.3.1.5 TCN các trầm tích cacbonat, triat giữa (t2)

Các thành tạo chứa nước này phân bố ở phía tây vùng nghiên cứu, đất đá chứa nước là đá vôi khe nứt karst

2.3.2 Các thành tạo địa chất nghèo nước, cách nước

2.3.2.1 Các thành tạo địa chất rất nghèo nước hệ tầng Hải Hưng

Phân bố rộng khắp vùng nghiên cứu, thành phần là sét, sét bột, sét cát có nguồn gốc biển có chiều dày từ 3m đến 40m, trung bình 13m

2.3.2.2 Các thành tạo rất nghèo nước hệ tầng Vĩnh Phúc

Phân bố rộng rãi trong vùng, thành phần thạch học chủ yếu là sét, sét bột nguồn gốc biển, sông biển, chiều dày từ 7m đến 34m

2.3.2.3 Các thành tạo địa chất nghèo nước đá biến chất

Các thành tạo đá biến chất phức hệ sông Hồng, phân bố ở hầu khắp vùng nghiên cứu, lộ trên mặt dưới dạng các đồi bát úp nằm rải rác khu vực núi Gôi, núi Hổ, núi Xá… và phân bố sâu dần theo hướng ra biển

2.3.3 Đặc điểm thuỷ địa hoá

2.3.3.1 Đặc điểm thuỷ hoá TCN qh1 và qh2

Phần lớn nước trong TCN qh2 có TDS>1g/l Toàn bộ các điểm khảo sát NDĐ trong TCN qh1 có TDS>1g/l

2.3.3.2 Đặc điểm thuỷ hoá TCN qp

Vùng nước nhạt chiếm diện tích khá lớn ở phía nam, đông nam, thuộc các huyện Hải Hậu, Nghĩa Hưng và một phần của các huyện Giao Thuỷ, Nam Trực, Trực Ninh, Ý Yên, Kim Sơn, Yên Khánh Vùng nước nhạt phân bố trên phần đất liền và cả ở phần thềm lục địa gần bờ; vùng nước mặn phân bố ở phía đông bắc và phía giáp tỉnh Thái Bình Loại hình hoá học chủ yếu là Clorua Natri

2.3.4 Cấu trúc địa chất thủy văn vùng nghiên cứu

Vùng nghiên cứu nằm sát biển, có hai loại địa hình: Loại 1: núi đá vôi, độ cao trung bình thuộc địa phận Ninh Bình, nằm trong đới nâng Tây Nam; loại 2: địa hình bằng phẳng, nằm trong trũng Hà Nội, chịu tác động mạnh của cả sông và biển

Trong các thành tạo trước Kainozoi đã phát hiện khá nhiều đứt gãy kiến tạo phát triển theo hai hướng chính là TB-ĐN và ĐB-TN, các đứt gãy này đã chia đá gốc thành các khối nâng hạ khác nhau và được thành tạo Kainozoi phủ bên trên Các đứt gãy kiến tạo đóng vai trò là những kênh dẫn nước từ các vùng núi cao thuộc đới nâng Tây Nam và có khả năng thoát ngầm vào các thành tạo Neogen và Đệ tứ

2.4 Quá trình hình thành thấu kính nước nhạt

2.4.1 Quá trình tiến hóa trầm tích trong Kainozoi

Điều kiện địa chất, ĐCTV, lịch sử phát triển và cấu trúc ĐC, ĐCTV là các yếu tố tự nhiên quyết định sự hình thành thấu kính nước nhạt

2.4.1.1 Giai đoạn phát triển trầm tích trong Neogen

Các trầm tích hệ tầng Tiên Hưng, Vĩnh Bảo được thành tạo và lấp đầy các vùng trũng Thành phần trầm tích bao gồm sét kết, bột kết, cát kết lẫn sạn, có tướng biển nông ven bờ

2.4.1.2 Giai đoạn phát triển trầm tích trong Đệ tứ

Vùng nghiên cứu nằm ở nơi tiếp giáp giữa đồng bằng và biển Do tác dụng tương hỗ giữa sông và biển, tại đây vùng tiền tam giác châu được hình thành

2.4.2 Giả thiết về quá trình hình thành thấu kính nước nhạt

- Vào thời kỳ Pliocen muộn, khoảng 1,8 triệu năm trước đây (BP), nước

biển rút ra, vùng nghiên cứu tồn tại môi trường lục địa, thành tạo chứa nước

hệ tầng Vĩnh Bảo, TCN này được cung cấp bởi nước mưa và các TCN bên dưới cung cấp theo các đứt gãy, khe nứt karst

- Sang đầu Pleistocen sớm, nước biển tiến vào thành tạo hệ tầng Lệ Chi,

vùng nghiên cứu thuộc vùng cửa sông, nước có tổng khoáng hóa cao hơn có thể xâm nhập vào TCN Neogen

- Thời kỳ Pleistocen giữa-muộn, biển lùi ra xa dần khỏi vùng nghiên

cứu, mực nước biển thấp hơn mực nước biển hiện nay lớn nhất khoảng 120m, thành tạo hệ tầng Hà Nội Quá trình xâm thực diễn ra mạnh mẽ, đồng thời quá trình lắng đọng trầm tích sông, quá trình thấm của nước mưa, nước mặt và nước cấp từ đá gốc

- Vào cuối Pleistocen, khoảng 15.000 đến 14.000 năm BP, mực nước

biển bắt đầu dâng cao, bắt đầu thời kỳ biển tiến Flandrian, trầm tích Pleistocen vùng Nam Định bắt đầu bị chìm trong nước biển

- Thời kỳ biển tiến Holocen, vào khoảng thời gian 6.000 năm BP, thời

kỳ này mực nước biển lên cao nhất Khi nước biển tràn lên, các trầm tích hạt mịn được lắng đọng, ngăn cách nước biển với nước trong TCN Pleistocen trước đó và biến TCN Pleistocen thành TCN có áp

- Thời kỳ biển thoái trong Holocen, khoảng 4.000 năm BP, mực nước

biển bắt đầu hạ dần, gradien thủy lực trong các TCN giữa nguồn cấp từ các thành tạo đá gốc phía tây bắc và các trầm tích Đệ tứ tăng lên; dòng nước nhạt thắng thế và thay thế nước mặn trong các TCN

2.5 Nguồn bổ cập cho thấu kính nước nhạt

2.5.1 Phương pháp nghiên cứu

Áp dụng kỹ thuật đồng vị kết hợp nghiên cứu cấu trúc ĐC, ĐCTV, xác định hướng vận động của NDĐ trong các thành tạo Đệ tứ và trước Đệ tứ, nghiên cứu nguồn gốc, quan hệ thủy lực giữa các TCN

* Nghiên cứu nguồn gốc NDĐ trên cơ sở thành phần đồng vị bền

Hydro và Oxy là thành phần cấu tạo của phân tử nước, có hai đồng vị bền

là Deuteri (D hay 2H) và 18O Trong tự nhiên, thành phần đồng vị của nước sẽ thay đổi trong các quá trình chuyển pha

* Nghiên cứu hướng dòng chảy NDĐ bằng phương pháp định tuổi, sử dụng các đồng vị phóng xạ

Xác định tuổi của NDĐ bằng kỹ thuật đồng vị dựa trên cơ sở phân rã của các đồng vị phóng xạ có trong thành phần của phân tử nước hoặc trong thành phần của các chất hoặc khoáng chất tan trong nước

2.5.2 Kết quả nghiên cứu

2.5.2.1 Thành phần đồng vị bền của các mẫu nước nghiên cứu

Thành phần đồng vị bền của nước trong TCN với δ2H thay đổi từ 72,58‰ đến -2,12‰ và δ18O thay đổi từ -8,99‰ đến -0,86‰, cho thấy nước trong TCN có cả nguồn gốc biển và nguồn gốc khí tượng

2.5.2.2 Hoạt độ phóng xạ của 14 C và thành phần đồng vị bền 13 C

Tỷ số hoạt độ phóng xạ (14a) của đồng vị 14C trong hợp chất Cacbon vô cơ (DIC) của các mẫu nước ở độ sâu khác nhau cho thấy thời gian lưu của nước trong TCN khác nhau Đồng vị bền 13C đóng vai trò chất chỉ thị trong việc xác định nồng độ ban đầu của mẫu nghiên cứu

2.5.2.3 Kết quả nghiên cứu đồng vị khí trơ và Triti

Các đồng vị khí trơ và Triti cho phép xác định thời gian lưu của nước trong TCN đến 1.500 năm Các mẫu tại các lỗ khoan trên tuyến mặt cắt CD (hình 4.4) có giá trị giảm dần theo hướng từ tây-bắc xuống đông-nam, điều này cho thấy thời gian lưu của NDĐ tăng theo hướng từ tây-bắc xuống

đôngnam

2.5.3 Phân tích và thảo luận kết quả

2.5.3.1 Nguồn bổ cập và nguồn gốc NDĐ trong vùng nghiên cứu Thành phần đồng vị bền của nước trong TCN qp ở một số cụm quan trắc được bổ cập từ tầng Neogen và Triat Đồng vị bền của nước trong TCN qp nằm sát đường nước khí tượng địa phương, cho thấy nước trong TCN qp ở các

vị trí này được bổ cập từ nước khí tượng

2.5.3.2 Xác định hướng dòng chảy NDĐ trên cơ sở kết quả xác định

thời gian lưu của nước trong TCN

Kết quả phân tích thành phần đồng vị phóng xạ 14C và thời gian lưu của nước tại các lỗ khoan trong các TCN Neogen và Triat trên toàn vùng nghiên

cứu cho thấy: thời gian lưu của nước trong TCN qp lớn nhất đạt 12.900 năm

và nhỏ nhất là 1.100 năm (hình 2.1) Nước nhạt trong TCN qp ở trung tâm của

tích thành phần đồng vị theo mặt cắt CD (trên hình 4.4)

Nước trong TCN nứt nẻ, karst có hướng vận động theo hướng TB-ĐN và

từ hướng tây, tây-bắc ra biển Với việc kết hợp giữa nghiên cứu đặc điểm địa chất, địa hình địa mạo, ĐCTV với các kết quả nghiên cứu đồng vị (14C, 3H,

39Ar/40Ar, 3He) tại các cụm lỗ khoan quan trắc theo tuyến mặt cắt CD cho thấy

xu hướng nước càng sâu tuổi càng trẻ Vận động của NDĐ từ thành tạo Triat

đến TCN qp theo 3 cách:

1) Nước trong thành tạo Triat cung cấp trực tiếp cho TCN qp;

2) Nước trong thành tạo Triat qua Neogen cung cấp cho TCN qp;

3) Nước trong thành tạo Triat cung cấp cho Neogen qua các đứt

gãy trong thành tạo Proterozoi và tới TCN qp

Chương 3 - NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG PHÂN BỐ MẶN NHẠT

NƯỚC DƯỚI ĐẤT

3.1 Cơ sở lựa chọn phương pháp áp dụng

Tính chất mặn-nhạt của nước phụ thuộc vào tổng hàm lượng các muối hòa tan trong nước Điều này thể hiện qua khả năng dẫn điện hay ĐTS của nước

Do vậy, xác định độ dẫn điện (hay ĐTS) của nước có thể đánh giá được tính chất, mức độ mặn-nhạt của nước

3.1.1 Điện trở suất của TCN

Loại dẫn điện trong đất đá trầm tích là loại dẫn điện điện tử và dẫn điện ion, xảy ra ở phần khung của khoáng vật tạo đá, hay nói cách khác phần tử tải điện là các electron

3.1.2 Cơ sở phương pháp trường chuyển

Phương pháp trường chuyển nghiên cứu trường thứ sinh do các dòng cảm ứng xuất hiện trong đất đá nghiên cứu

3.1.3 Cơ sở phương pháp đo cảm ứng (đo độ dẫn điện)

Phương pháp đo độ dẫn điện (induction) đo khả năng dẫn điện của đất đá nghiên cứu Bản chất của phương pháp là nghiên cứu hiện tượng cảm ứng điện

từ của đất đá (thành hệ) xung quanh thành lỗ khoan

3.2 Kết quả áp dụng phương pháp trường chuyển

3.2.3 Phân tích kết quả khảo sát

Lớp thứ nhất: có giá trị điện trở suất tương đối cao;

Lớp thứ hai: phân bố, đóng vai trò như lớp chuyển tiếp; Lớp thứ

ba: có giá trị ĐTS rất nhỏ, từ 0,6ohm.m đến 2,2ohm.m;

Lớp thứ tư: khoảng biến đổi lớn, ĐTS nhỏ dần từ tây sang đông

Lớp thứ năm: có ĐTS tương đối cao (từ 12÷35ohm.m)