XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬN TỐCTRUYỀN SÓNG TRONG VỎ TRÁI ĐẤT CHOKHU VỰC MIỀN TRUNG VIỆT NAM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Lª thÞ thuÊn XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬN TỐC TRUYỀN SÓNG TRONG VỎ TRÁI ĐẤT CHO KHU VỰC MIỀN TRUNG VIỆT NAM Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số: 60 44 0111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TSKH NGÔ THỊ LƯ Hà Nội - 2014 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Viện Vật lý Địa cầu - Viện Hàn Lâm KH&CN Việt Nam sở giải nhiệm vụ hợp tác quốc tế KH&CN theo Nghị định thư cấp nhà nước Việt Nam - Liên Bang Nga “Nghiên cứu đối sánh mô hình vận tốc vỏ Trái đất Việt Nam Bắc Kavkaz, nước Nga để xây dựng mô hình vận tốc vỏ Trái đất phù hợp với môi trường thực tế Việt Nam” TSKH Ngô Thị Lư làm chủ nhiệm Trong suốt trình hoàn thành luận văn nhận hướng d ẫn bảo tận tình TSKH Ngô Thị Lư Tôi xin bày tỏ kính trọng lòng biết ơn sâu sắc tới cô Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Vật lý Địa cầu quan tâm tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận văn Cảm ơn đồng nghiệp Viện Vật lý Địa cầu, cán phòng Vật lý kiến tạo, đặc biệt Ths Trần Việt Phương, Ths Vũ Thị Hoãn Ths Phùng Thị Thu Hằng giúp đỡ nhiệt tình, thiết thực cho tô i suốt trình thực nhiệm vụ cụ thể luận văn Luận văn tiếp tục trau dồi, hoàn thiện phát triển kiến thức tiếp thu thời gian học tập trường ĐHKHTN - ĐHQGHN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Vật lý Địa cầu, đặc biệt TS Đỗ Đức Thanh, TS Nguyễn Đức Vinh, TS Nguyễn Đức Tân Tôi vô biết ơn gia đình động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho học tập làm việc! Mặc dù có nhiều cố gắng , song luận văn không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận góp ý từ thầy cô, bạn đồng nghiệp! Tôi xin chân thành cảm ơn! Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn MỤC LỤC MỞ ĐẦU……… CHƯƠNG TỔNG QU AN 11 1.1 Tổng quan kết nghiên cứu, xác định mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất Việt Nam 11 1.2 Tình hình nghiên cứu, xác định mô hình lát cắt vận tốc vỏ Trái đất miền Trung, Việt Nam 28 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU SỬ DỤNG .32 2.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp .32 2.1.1 Phương pháp xây dựng tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn 32 2.1.2 Phương pháp xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất .33 2.2 Xử lý số liệu thời gian truyền sóng địa chấn 35 2.2.1 Số liệu sử dụng t rong tính toán: .35 2.2.2 Tiêu chuẩn xử lý hiệu chỉnh số liệu quan sát: 36 CHƯƠNG XÂY DỰNG CÁC TỐC ĐỒ THỜI GIAN TRUYỀN SÓNG Đ ỊA CHẤN TRONG VỎ TRÁI ĐẤT CHO KHU VỰC MIỀN TRUNG , VIỆT NAM…………… 38 3.1 Các bước xử lý số liệu cho loại sóng địa chấn .38 3.2 Kết tính toán xây dựng tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn theo tài liệu động đất khu vực miền Trung, Việt Nam 47 CHƯƠNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬN TỐC TRUYỀN SÓNG ĐỊA CHẤN TRONG VỎ TRÁI ĐẤT CHO KHU VỰC MIỀN TRUNG, VIỆT NAM……………………… 51 4.1 Giới thiệu chương trình tính mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất 51 4.2 Tính toán mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất khu vực miền Trung .53 KẾT LUẬN…… 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn DANH MỤC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT P : Sóng dọc S : Sóng ngang H : Độ sâu chấn tiêu (km ) X : Khoảng cách chấn tâm V : Tốc độ lan truyền sóng địa chấn KTB : Tỷ số vận tốc sóng dọc sóng ngang vỏ Trái đất Tp Ts : Thời điểm tới pha P S Δr : Tương quan khoảng cách R : Hệ số tương quan ID : Code hàng liệu ĐCNPGC : Địa chấn nông phân giải cao KH&CN : Khoa học công nghệ Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Stt Hình vẽ 01 Hình 1.1 Tên hình vẽ Trang Kết xây dựng mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa 19 chấn vỏ Trái đất cho vùng thuộc khu vực miền Bắc, Việt Nam [30] 02 Hình 1.2 Kết xác định lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn 27 vỏ Trái đất theo tác giả công trình [3] 03 Hình 1.3 Tương quan khoảng cách (Δr) thời gian trễ (Δt) 30 sóng lan truyền đến điểm đo [6] 04 Hình Mối tương quan cặp giá trị (X, T) 37 05 Hình 3.1 Tốc đồ thời gian truyền sóng thực nghiệm (theo tài liệu 39 quan sát thực tế) khu vực Miền Trung, Việt Nam 06 Hình 3.2 So sánh tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn 40 sóng P sóng S khu vực miền Trung, Việt Nam 07 Hình 3.3 Tốc đồ thời gian truyền sóng PN khu vực Miền 41 Trung 08 Hình 3.4 Tốc đồ thời gian truyền sóng PN sau xử lý loại bỏ 42 điểm “nhiễu” khu vực Miền Trung, Việt Nam 09 Hình 3.5 Tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn trung bình 48 khu vực miền Trung, Việt Nam 10 Hình 4.1 Giao diện chương trình tính mô hình vận tốc truyền 51 sóng địa chấn vỏ Trái đất 11 Hình 4.2 Giao diện đầu vào chương trình tính t oán sử 53 dụng thời gian truyền sóng P 12 Hình 4.3 Giao diện đầu chương trình tính toán sử dụng 54 thời gian truyền sóng P 13 Hình 4.4 Giao diện kiểm tra kết tính tốc đồ thời gian truyền sóng P đầu chương trình 54 Luận văn thạc sỹ - 2014 14 Hình 4.5 Lê Thị Thuấn Giao diện đầu vào chương trình tính toán sử 55 dụng thời gian truyền sóng S 15 Hình 4.6 Giao diện đầu chương trình tính toán sử dụng 55 thời gian truyền sóng S 16 Hình 4.7 Giao diện kiểm tra kết tính tốc đồ thời gian truyền 56 sóng S đầu chương trình 17 Hình 4.8 Các mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái 56 đất khu vực miền Trung, Việt Nam 18 Hình 4.9 Ví dụ kết chương trình dạng file text với bảng số liệu 58 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Stt Bảng biểu Tên bảng biểu Trang 01 Bảng 1.1 Kết nghiên cứu tốc đồ sóng địa chấn Miền 13 Bắc Việt Nam [20] 02 Bảng 1.2 Thống kê kết xác định hệ số K TB [16] 16 03 Bảng 1.3 Kết xác định hệ số K TB theo tài liệu động đất 17 gần [16] 04 Bảng 1.4 Bảng vận tốc truyền sóng địa phương [14, 15] 18 05 Bảng 1.5 Mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ 21 Trái đất Miền Bắc Việt Nam theo tác giả công trình [8] 06 Bảng 1.6 Mặt cắt vận tốc vỏ Trái đất Việt Nam theo 21 tác giả công trình [24] 07 Bảng 3.1 Quá trình xử lý hiệu chỉnh số liệu thời gian 42 truyền sóng PN khu vực Miền Trung, Việt Nam 08 Bảng 3.2 Các cặp số liệu thực nghiệm nhánh tốc đồ 49 thời gian truyền sóng địa chấn tương ứng khu vực miền Trung, Việt Nam 09 Bảng Các mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất khu vực miền Trung lân cận 57 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Trong trình học tập làm việc Viện Vật lý địa cầu để hoàn thành luận văn, tác giả luận văn tham gia đồng tác giả công trình công bố đây: Các công trình công bố Ngô Thị Lư, Lê Thị Thuấn, Phùng Thị Thu Hằng, 2012 Tính địa chấn đặc điểm hoạt động động đất khu vực Tây Bắc Bộ (Giai đ oạn 1903 -2011) //Tc Địa chất số 331-332; 5-8/2012 Tr 124-130 ISSN 0866-7381 Ngô Thị Lư, Trần Việt Phương, Vũ Thị Hoãn, Lê Thị Thuấn, 2013 Xây dựng mô hình vận tốc tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn vỏ Trái Đất cho khu vực miền Bắc, miền Trung miền Nam Việt Nam.//Tc Địa Chất loạt A (đang in) Các đề tài dự án tham gia Ngô Thị Lư (Chủ nhiệm đề tài), Trần Việt Phương, Phùng Thị Thu Hằng, Nguyễn Hữu Tuyên, Lê Thị Thuấn nnk, 2013 Nghiên cứu đối sánh mô hình vận tốc vỏ Trái đất Việt Nam Bắc Kavkaz, nước Nga để xây dựng mô hình vận tốc vỏ Trái đất phù hợp với môi trường thực tế Việt Nam //Nhiệm vụ hợp tác quốc tế hai Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam Viện HLKH Liên bang Nga theo Nghị định thư cấp Nhà nước (giai đoạn 2012-2013) Ngô Thị Lư (Chủ nhiệm đề tài), Trần Việt Phương, Phùng Thị Thu Hằng, Nguyễn Hữu Tuyên, Lê Thị Thuấn nnk, 2013 Nghiên cứu hoạt động địa chấn trình trượt, sụt, lở đất khu vực thành phố Tuyên Quang Khu công nghiệp Long Bình An //Đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp tỉnh sở khoa học công nghệ Tuyên Quang quản lý (giai đoạn 2012 -2014) Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn MỞ ĐẦU Những năm gần đây, thảm họa động đất, sóng thần toàn cầu ngày gia tăng, khu vực Đông N am Á Đặc biệt, thảm h ọa động đất sóng thần Sumatra ngày 26.12.2004, thảm hoạ động đất Tứ Xuyên (12.05.2008) động đất (04.2010) (Trung Quốc), thảm họa động đất Tohoku (Nhật Bản) vào ngày 11 tháng năm 2011 gây tổn thất vô nghiêm trọng ngư ời, về phá huỷ môi trường Gần nhất, tượng động đất liên tục xảy khu vực đập thủy điện sông Tranh gây hoang mang dư luận nước nói chung tỉnh Quảng Nam nói riêng Vì việc xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất phù hợp cho vùng lãnh thổ có ý nghĩa vô quan trọng giúp cho công tác định vị chấn tiêu động đất cách xác Mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất tài liệu quan trọng phục vụ cho công tác qui toán xử lý số liệu địa chấn xác định tham số động đất Chúng tài liệu tối cần thiết phục vụ cho việc giải hàng loạt nhiệm vụ quan trọng thực tế địa chấn như: phân vùng động đất, đánh giá độ nguy hiểm động đất, dự báo động đất nhiều nhiệm vụ địa chấn kiến tạo khác Trên giới vấn đề xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng vỏ Trái đất đề cập sớm từ năm 1935 [21] Ở Việt Nam, hệ thống trạm ghi động đất Việt Nam phát triển qui hoạch tương đối đại ngang tầm quốc tế ( gần 30 trạm ghi số, chương trình xử lý số liệu tự động máy tính điện tử) Đặc biệt khu vực miền Trung Việt Nam, sau xảy động đất khu vực thủy điện s ông Tranh 2, Viện Vật lý địa cầu xây dựng thiết lập hệ thống trạm địa chấn dày đặc với tổng số 15 trạm địa chấn Tuy nhiên, chưa có tác giả xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng vỏ Trái đất riêng cho khu vực miền Trung Việt Nam Điều đòi hỏi phải xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng vỏ Trái đất cho khu vực để phục vụ công tác xác định tham số động đất cách xác Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Đó lý lựa chọn đề tài: “Xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng vỏ Trái đất cho khu vực miền Trung Việt Nam ” Mục tiêu luận văn Xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất khu vực miền Trung, Việt Nam nhằm phục vụ thiết thực cho công việc quy toán, xử lý số liệu xác định xác tham số chấn tiêu động đất Nhiệm vụ luận văn Tìm hiểu phương pháp xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái Đất sở tài liệu thời gian truyền sóng địa chấn Thu thập tài liệu thời điểm tới sóng địa chấn cho khu vực nghiên cứu, phân tích, lựa chọn chỉnh lý số liệu phục vụ nghiên cứu Xây dựng tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn vỏ Trái Đất cho khu vực miền Trung, Việt Nam Xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái Đất khu vực miền Trung, Việt Nam Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn Việc xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất phù hợp với môi trường địa chất thực tế khu vực miền Trung, Việt Nam có ý nghĩa vô quan trọng giúp cho công tác định vị chấn tiêu động đất khu vực miền Trung đạt độ xác cao Kết luận văn tài liệu cần thiết phục vụ gián tiếp cho việc giải hàng loạt nhiệm vụ quan trọng thực tế địa chấn như: phân vùng động đấ t, đánh giá độ nguy hiểm động đất, dự báo động đất nhiều nhiệm vụ địa chấn kiến tạo khác Những nội dung thực luận văn góp phần thiết thực vào việc giải nhiệm vụ đề tài hợp tác quốc tế KH&CN Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Bảng 3.2 Các cặp số liệu thực nghiệm nhánh tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn tương ứng khu vực miền Trung, Việt Nam Stt Nhánh sóng P Nhánh sóng PG Nhánh sóng PN Nhánh sóng S Nhánh sóng SG Nhánh sóng SN X T 1869 601.70 144.55 128.65 3199 949.30 220.23 603.90 181.96 3253 3492 420.20 128.13 3725 60.05 3572 421.30 127.35 5585 430.10 60.05 3752 429.00 130.50 17277 4389 440.00 60.99 3808 60.50 19.69 12.53 5583 418.00 57.97 3964 225.50 68.34 259.60 45.10 6486 402.60 56.51 4116 236.50 72.40 6779 244.20 42.25 6778 244.20 35.08 4154 66.00 20.65 12 6788 459.80 81.04 6826 496.10 69.64 4390 440.00 134.35 13 6986 280.50 48.90 10567 427.90 59.96 4572 589.60 180.31 14 7099 61.60 11.40 12111 390.50 55.21 6477 66.00 20.04 15 12768 289.30 50.28 12775 415.80 57.80 6791 543.40 166.06 16 12776 415.80 73.35 12809 322.30 45.36 7100 61.60 19.09 17 18539 276.10 48.56 12818 328.90 46.57 12760 432.30 130.29 18 32300 319.61 56.29 14494 173.80 26.96 13087 509.30 154.22 19 14500 359.70 51.14 22743 401.50 122.60 20 16338 751.30 102.90 21 17268 279.40 40.78 22 43113 819.50 112.14 ID X T 367 282.43 47.23 789 497.31 54.67 1027 489.83 55.98 4631 585.23 6591 8126 ID X T 1282 365.20 63.85 3959 75.90 4123 78.43 920.57 950.17 ID X T ID X X T 237 171.60 26.87 60418 383.90 91.24 709 333.30 100.39 14.34 1915 643.50 88.30 17216 358.60 82.59 777 423.50 69.30 11.66 3251 429.00 59.96 17220 496.10 119.58 1920 4132 258.50 45.10 3965 256.30 37.58 136.65 4153 66.00 12.61 3968 139.12 430.10 4156 234.30 40.69 3970 5027 423.50 73.96 6476 10 66.00 11 6630 50 T ID ID Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn CHƯƠNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬN TỐC TRUYỀN SÓNG ĐỊA CHẤN TRONG VỎ TRÁI ĐẤT CHO KHU VỰC MIỀN TRUNG, VIỆT NAM Trên sở tốc đồ thời gian truyền sóng thực nghiệm trung bình khu vực miền Trung Việt Nam lân cận tiến hành tính mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất cho khu vực nhờ chương trình thiết lập tác giả Ngô Thị Lư, Trần Việt Phương theo phương pháp trình bày Các số liệu sử dụng tín h toán nhánh tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn xây dựng chương (bảng 3.2, hình 3.5) 4.1 Giới thiệu chương trình tính mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất Chương trình tính toán có giao diện trình bày hình 4.1 Hình 4.1 Giao diện chương trình tính mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất 51 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Các thích cho hình 4.1: (1) - Lựa chọn tên file liệu đầu vào: cần xử lý với nhiều trường hợp khác nhau, chuyển file input khác để công sửa trực tiếp phần liệu đầu vào (2) - Bổ sung thêm file liệu đầu vào: dùng để tạo file lưu toàn liệu sử dụng phần input vào file (3) - Xóa file liệu đầu vào (file chọn ô cửa sổ (1)) (4) - Xử lý liệu đầu vào (5) - Lưu kết đầu dạng hình ảnh cửa (9) vào ổ cứng (6) - Mở file kết xử lý được, bao gồm phần mô tả nhánh tốc đồ thời gian truyền sóng, lớp với giá trị vận tốc chúng sai số tương ứng (7) - Giá trị vận tốc so sánh (V1): chạy chương trình, sử dụng tốc đồ thời gian truyền sóng (là đồ thị tương quan khoảng cách thời gian) Do vận tốc truyền sóng (ví dụ sóng p) lớp thay đổi khoảng từ khoảng 5.0 đến 8.0 km/s; vẽ đồ thị t = f(x) nhìn vào đồ thị khó phân biệt đánh giá vận tốc Vì thế, thay cho việc vẽ vẽ đồ thị t = f(x) vẽ đồ thị X = f(TR); với TR xác định T - X/V1, tốc đồ vẽ có độ dốc riêng mình, thể rõ c hênh lệch, nhìn qua biết vận tốc nhánh lớn hay nhỏ V1 Đối với liệu đầu vào thời gian quãng đường truyền sóng P, V1 thường chọn khoảng = km/s (8) - Tự xếp lại thứ tự cho nhánh tốc đồ thời gian truyền sóng: Nói chung, nhánh xuống sâu vận tốc lớn Nếu nhánh bị sếp sai thứ tự, chương trình không tìm mô hình lát cắt vận tốc Chức tự xếp lại thứ tự cho nhánh chương trình ô cửa sổ số (8) giúp cho người sử dụng chương trình dễ dàng việc xếp thứ tự nhánh mà không cần phải thay đổi hoàn toàn số liệu nhánh Sau xếp lại, thứ tự nhánh xếp hiển thị ô cửa sổ “11” (9) - Cửa sổ hiển thị mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn với lớp tương ứng vỏ Trái đất 52 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn (10) - Dữ liệu đầu vào: Là bảng liệu cặp (X i, Ti) tương ứng tất nhánh Dữ liệu chỉnh sửa excel copy qua lại vào ô cửa sổ nhập liệu (10) chương trì nh 4.2 Tính toán mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất khu vực miền Trung Việt Nam Trên sở nhánh tốc đồ thời gian truyền sóng P sóng S cho khu vực miền Trung (Hình 3.5, bảng 3.2), tiến hành tính mô hình vậ n tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất theo loại sóng tương ứng khu vực nói Quá trình tính toán minh họa hình từ hình 4.2 đến hình Các nhánh tốc đồ thời gian truyền sóng P sóng S khu vực miền Trung có dạng bảng 3.2 hiển thị giao diện chương trình tính hình 4.2 – 4.7 Các nhánh tốc đồ thời gian truyền sóng P Hình 4.2: Giao diện đầu vào chương trình tính toán sử dụng thời gian truyền sóng P Cần lưu ý giá trị Tr(reduction) hình 4.2 giá trị tính công thức sau: 53 Luận văn thạc sỹ - 2014 T T  Lê Thị Thuấn X Vr Trong đó, Vr giá trị trung bình vận tốc sóng địa chấn P S tương ứng sử dụng đầu vào chương trình tính toán (giá trị ô cửa sổ số giao diện chương trình hình 1) Thường sóng P, chọn Vr = 8.0 km/s; với sóng S chọn Vr = 5.0 km/s Hình 4.3: Giao diện đầu chương trình tính toán sử dụng thời gian truyền sóng P Hình 4.4: Giao diện kiểm tra kết tính tốc đồ thời gian truyền sóng P đầu chương trình 54 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Các nhánh tốc đồ thời gian truyền sóng S Hình 4.5: Giao diện đầu vào chương trình tính toán sử dụng thời gian truyền sóng S Hình 4.6: Giao diện đầu chương trình tính toán sử dụng thời gian truyền sóng S 55 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Hình 4.7: Giao diện kiểm tra kết tính tốc đồ thời gian truyền sóng S đầu chương trình Với bước tính toán trên, xây dựng m ô hình vận tốc truyền sóng P sóng S vỏ Trái đất khu vực miền Trung Việt Nam, chúng trình bày hình 4.8 V (km /s) 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 -5 -10 H (km) -15 -20 S -25 -30 -35 -40 P -45 Hình 4.8 Các mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất khu vực miền Trung S)Mô hình vận tốc sóng S; P) Mô hình vận tốc sóng P 56 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Phân tích kết hình 4.8 ta thấy mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất khu vực miền Trung Việt Nam gồm lớp với vận tốc truyền sóng P, sóng S chiều dày lớp tương ứng bảng hình 4.8 Bảng Các mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất khu vực miền Trung lân cận Mô hình sóng P Mô hình sóng S H(km) V(km/s) H(km) V(km/s) 5.71 3.11 4.23 5.71 3.45 3.11 4.23 6.8 3.45 3.31 18.31 6.8 19.94 3.3 18.31 7.55 19.94 3.63 40.1 7.58 So sánh mô hình vận tốc sóng P với mô hình vận tốc sóng S t a thấy có tương đồng rõ rệt số lớp vỏ Trái đất độ sâu ranh giới (hay chiều dày lớp) Ví dụ, từ hình 4.3 cho thấy mô hình vận tốc sóng P sóng S khu vực phản ánh lớp với độ sâu ranh giới tương ứng H ~ 3.45 - 4.23 km; H2 ~ 18.31- 19.94 km; H3 > 20 km Sự tương đồng vừa chứng tỏ mức độ xác tập số liệu sử dụng tính toán vừa chứng tỏ tính đắn mô h ình cấu tạo vỏ Trái đ ất xây dựng cho khu vực miền Trung Như mô hìn h sử dụng mô hình vận tốc trung bình cho khu vực miền Trung Cần lưu ý rằng, kết dạng sơ đồ hình 8, chương trình tính toán cho kết dạng bảng số liệu (hình 9), cho thấy số liệu đầu xác với sai số số liệu đầu vào, giúp ta có sở để hiệu chỉnh lại số liệu cần thiết 57 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Hình 4.9 Ví dụ kết chương trình dạng file text với bảng số liệu So sánh mô hình với mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất nhận trước tác giả công trình [8, 9, 24, 29 - 31] cho thấy mô hình phù hợp với kết nghiên cứu trước số lớp vỏ Trái đất Tuy nhiên, có khác biệt vận tốc chiều dày lớp vỏ Trái đất khác biệt đặc điểm địa chất địa vật lý môi trường truyền sóng thực tế khu vực miền Trung lân cận Có thể nói mô hình lần xây dựng cho khu vực mi ền Trung Việt Nam sở tập hợp số liệu địa chấn quan sát tương đối đầy đủ với 58 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn trình xử lý số liệu chi tiết, hầu hết xử lý tự động chương trình máy tính chuyên dụng Do đó, có độ tin cậy cao Như vậy, sở trình xử lý hiệu chỉnh số liệu thời gian truyền sóng thực tế 275 kiện thuộc khu vực miền Trung Việt Nam lân cận theo số liệu quan sát từ trạm địa chấn Việt nam khu vực xung quanh nhận nhánh khác t ốc đồ thời gian truyền sóng thực nghiệm Bằng phương pháp gần liên tiếp, xây dựng nhánh đồ thời gian truyền sóng địa chấn trung bình khu vực miền Trung Việt Nam theo loại sóng khác Chúng vừa thỏa mãn điều kiện c toán lý thuyết, vừa đảm bảo tính chất vật lý loại sóng, mà lại gần với tốc đồ thực nghiệm quan sát khu vực miền Trung Việt Nam lân cận Trên sở tốc đồ xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất cho khu vực miền Trung Việt Nam vùng lân cận Các mô hình vận tốc sóng P sóng S khu vực miền Trung có tương đồng rõ rệt số lớp vỏ Trái đất độ sâu ranh giới (hay chiều dày lớp) Điều vừa chứng tỏ mức độ xác tập số liệu sử dụng cho tính toán vừa chứng tỏ tính đắn mô hình cấu tạo vỏ Trái đất xây dựng cho khu vực miền Trung Như mô hình sử dụng mô hình vậ n tốc trung bình cho khu vực miền Trung 59 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn KẾT LUẬN Trên sở sử dụng số liệu thời gian truyền sóng P sóng S, thu từ băng ghi động đất, phương pháp gần liên tiếp, xây dựng nhánh đồ thời gian truyền sóng địa chấn trung bình khu vực miền Trung Việt Nam theo loại sóng khác Xây dựng tốc đồ thời gian truyền sóng xác định mô hình vận tốc truyền sóng vỏ Trái đất riêng cho khu vực miền Trung Việt Nam tiến hành cách theo phương pháp luận thống với việ c sử dụng tập hợp phong phú, đầy đủ số liệu thời gian truyền sóng P sóng S Đây lần mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn vỏ Trái đất khu vực miền Trung xây dựng đồng thời theo hai loại sóng địa chấn (sóng dọc P sóng ngang S), cho phép so sánh để lựa chọn mô hình tối ưu đánh giá độ tin cậy mô hình Mô hình vận tốc truyền sóng vỏ Trái đất cho khu vực miền Trung Việt Nam nhận nghiên cứu vừa chi tiết, đầy đủ, vừa phù hợp với điều kiện thực tế khu vực có độ tin cậy cao Do sử dụng chúng công tác định vị chấn tiêu động đất khu vực miền Trung Việt Nam để xác định xác tham số chấn tiêu động đ ất, phục vụ cho việc giải hàng loạt nhiệm vụ quan trọng nghiên cứu động đất Việt Nam nói chung khu vực miền Trung nói riêng như: phân vùng, dự báo, đánh giá độ nguy hiểm động đất nhiều nhiệm vụ địa chấn kiến tạo khác 60 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu t iếng Việt Đào Triệu Túc, (2012), “Nghiên cứu biện pháp xử lý nâng cao chất lượng tài liệu địa chấn phản xạ nông phân giải cao”, Tạp chí KHKT Mỏ - Địa Chất, số 34, 4/2012, Chuyên đề Địa vật lý, Tr.99 – 102 Đinh Văn Toàn, Harder S., Phạm Năng Vũ, Trịnh Việt Bắc, Đoàn Văn Tuyến, Lại Hợp Phòng, Trần Anh Vũ, Nguyễn Thị Hồng Quang , (2009), Cải tiến mô hình cấu trúc vỏ Trái Đất Bắc Việt Nam giải thích lại t ài liệu trọng lực khảo sát địa chấn sâu- Processding of Tectonics of the Red River fault zone and Geology of Norther VietNam; 40 - Ha Noi Đinh Văn Toàn, Harder S., Phạm Năng Vũ, Trịnh Việt Bắc, Đoàn Văn Tuyến, Lại Hợp Phòng, Trần Anh Vũ, Nguyễn Thị Hồng Quang , (2009), “Kết bước đầu phân tích tài liệu địa chấn dò sâu nghi ên cứu cấu trúc vỏ Trái đất miền Bắc Việt Nam”, TC khoa học Trái đất ; 34/4; 289-298, Hà Nội, Viện Khoa học Công nghệ VN Đinh Văn Toàn, Lan Ching - Ying, Chung Sun - Lin, Lo Ching - Hua, T., -Y Lee Tung - Yi, Wang Pei-Ling, Li H.-M., (2001), Bằng chứng vỏ lục địa Archei Băc Việt Nam ý nghĩa tiên hóa kiến tạo vỏ Trái đất Đông Nam Á , - Geology; 29/3; 219-222 - Washington: Geological Society of America Đinh Văn Toàn, Wu H.H., Tsai Yi-ben, Lee Tung- Yi, Lo Ching-Hua, Hsieh Chao-Hui, (2004), “Cấu trúc vận tốc sóng cắt 3D vỏ manti Biển Đông vùng lân cận theo tài liệu phân tích tán xạ sóng mặt”, Marine Geophysical Researches; 25; 5-27 - Netherland: Springer Hoàng Xuân Lượng, Nghiên cứu đặc điểm địa chất công trình san hô số vùng trọng điểm giải pháp thích hợp cho xây dựng công trình biển phục vụ phát triển kinh tế quốc phòng , Đề tài KC.09 -08 61 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Lê Tử Sơn, (1993), “Mặt cắt vận tốc vỏ đất khu vực miền bắc Việt Nam định vị chấ n tiêu động đất địa phương ”, Proceedings of the 4th National Conference on Phyics, Hanoi tr 651- 655 Lê Tử Sơn , (1996), Hoàn thiện bước sở phương pháp xử lý số liệu động đất gần Việt Nam , Luận án phó tiến sĩ khoa học Toán - Lý 166tr Lưu viện Vật lý Địa cầu Lê Tử Sơn, Hà Thị Giang, Đinh Quốc Văn, (2012), “Xây dựng mô hình 1D vận tốc sóng P cho vùng Tây Bắc Việt Nam ”, Tc Các khoa học Trái đất, số (T34) Tr 243-250 10 Ngô Thị Lư, (2004), “Về cách tiếp cận để xây dựng thuật toán xác mô hình vận tốc vỏ trái đất Tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn”, Tc Сác khoa học trái đất , T 25 № Hà Nội, 2003 Tr 284 -286 11 Ngô Thị Lư, (2005), “Mô hình lát cắt vận tốc vỏ Trái đất tốc đồ thời gian truyền sóng lãnh thổ V iệt Nam ”, Tc Các Khoa học Trái đất , T 27 (1) Hà Nội, 2005 Tr 23-26 12 Ngô Thị Lư, (2005), “Phân tích số liệu địa chấn để tính tốc đồ thời gian truyền sóng P”, Tc Các Khoa học Trái đất , T 30 Số Hà Nội, 2005 Tr 365 374 13 Nguyễn Đình Xuyên, (1977), Sóng đầu cấu trúc vỏ Trái đất miền Bắc Việt Nam, Báo cáo khoa học, phòng Vật lý Địa cầu - Hà Nội, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam 14 Nguyễn Kim Lạp, (1977), Vận tốc truyền sóng lớp Việt Nam, Báo cáo khoa học Viện KHVN 15 Nguyễn Kim Lạp, (1986), Vận tốc sóng địa chấn từ trận động đất ghi Việt Nam, Thông báo KH tập I-1, Viện KHVN 1986 16 Trần Trung Đoàn, Nguyễn Đình Xuyên ( 1983), “Những đánh giá định lượng tỷ số vận tốc sóng dọc sóng ngang vỏ Trái đất phần lãnh thổ phía bắc Việt Nam”, TC khoa học Trái đất; 5/3; 78 - 82- Hà Nội: Viện Khoa học công nghệ Việt Nam 62 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn 17 Phạm Văn Thục, (1970), Đồ thị vận tốc truyền sóng địa chấn cấu trúc vỏ Trái Đất Miền bắc, Việt Nam , Báo cáo Hội nghị Vật lý toàn quốc Hà Nội, 1970 18 Vũ Bá Dũng, Nguyễn Văn Cừ, (2011), “Kết áp dụng phương pháp địa chấn nông phân giải cao khảo sát địa chất biển nông ven bờ vùng biển Sóc Trăng”, Trung tâm địa chất khoáng sản biển Tạp chí KHKT Mỏ - Địa Chất, số 34, 4/2011, (Chuyên đề Địa vật lý), tr 19 -22 19 Vũ Ngọc Tân, (1979), Thời gian truyền sóng dọc P trạm Phủ Liễn, Bắc Giang Sa Pa, Các kết nghiên cứu viện khoa học trái đất năm 1977-1978, Tập vật lý Địa cầu Viện khoa học Việt Nam Hà Nội, Tr 214 – 224 20 Vũ Ngọc Tân, Nguyễn Đình Xuyên, (1980), Các tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn trận động đất gần miền Bắc Việt Nam vùng lân cận, Các kết nghiên cứu Vật lý Địa cầu năm 1979 Viện khoa học Việt Nam Hà Nội, 1980 Tr 101 – 118 Tài liệu t iếng Anh 21 Jeffreys H., (1935), “On travel times in Seismology Publ Du Burerau international de seismologue Ser, A travaux Scient Fast 1935, № 11 Tr 110 22 Jeffreys H and Bullen K E., (1940), Seismological Tables Brit Ass Gray Milne Trust P 1-30 23 Jeffreys H and Bullen K E., (1958), Seismological Tables Office of the British Associantion London 24 Nguyen Dinh Xuyen, (1999), “Seismic Velocity Structure in North Vietnam Some seismotectonic features of the Red river fault and the velocity structure in north Vietnam”, Chung-li, November 1999 Tr 18 –33 25 Www.http://gji.oxfordjournals.org/content/112/2.toc (Articles: Andrea Morelli and Adam M Dziewonski, 1993 Body Wave Traveltimes and 63 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn A Spherically Symmetric P- and S-Wave Velocity Model.// Geophysical Journal International; Volume 112, Issue 2; Pp 178-194) Tài liệu t iếng Nga 26 Бурмин В.Ю., (1993), Методы численного обращения годографов сейсмических волн М.: Наука,1993 112 с 27 Кондорская Н.В., Нго тхи Лы , Невиадомски Я., (1994), Об определении основных параметров очагов землетрясений Северного Вьетнама //Изв РАН Физики земли №4 С.68-72 28 Кондорская Н.В., Славина Л Б., (1969), Некоторые результаты изучения времен пробега продольных волн.// Изд АН СССР Физика Земли 1969, № С 19-36 29 Кондорская Н.В., Саакян А.А., (1984), Кинематические особенности Рволн для землетрясений Армянского нагорья.// Изд АН СССР Физика Земли 1984, № С 76-71 30 Нго Тхи Лы, (1990), Кинематические и динамические параметры очагов землетрясений Северного Вьетнама Канд Дисс ИФЗ АН СССР Москва 1990 133с 31 Нго Тхи Лы, (1998), Особенности сейсмичности и основные чарактеристики очагов землетрясений Юго-Восточной Азии с позиции выявления новых тектонических структур.//Дисс на соискание ученой степени доктора физико-математических наук ИФЗ РАН Москва 1998 342с 64 [...]... nghiên cứu xây dựng mô hình vận tốc vỏ Trái đất Chương 3 gồm 15 trang với 5 hình vẽ và 2 bảng biểu Nội dung chương này trình bày việc xây dựng tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn cho khu vực Miền Trung , Việt Nam Nội dung của chương 4 gồm 9 trang trình bày kết quả xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất cho khu vực miền Trung , Việt Nam trên cơ s ở áp dụng chương trình xây dựng mô hình lát... đề xây dựng mô hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất và tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn đối với khu vực miền Trung Việt Nam vẫn là một trong các nhiệm vụ cần được giải quyết Có nhiều phương phá p nghiên cứu xây dựng mô hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất Phương pháp mô hình hoá toán học là một phương pháp đóng vai trò rất quan trọng trong nghiên cứu cấu tạo vỏ Trái đất và mô hình lát cắt vận. .. các kết quả nghiên cứu, xác đị nh mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất ở Việt Nam 12 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Có thể thấy việc nghiên cứu xây dựng một tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn và mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất cho Miền Bắc Việt Nam và các khu vực lân cận đã được các nhà địa chấn Việt Nam quan tâm ngay từ những năm đầu... được mô hình tốc độ tương ứng 2.1.2 Phương pháp xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất Bản chất của phương pháp là sử dụng số liệu về thời gian truyền của các sóng địa chấn từ chấn tiêu động đất đến các trạm địa chấn để xác định vận tốc và chiều dày của các lớp trong vỏ Trái đất theo các phương trình truyền sóng Trong thực tế địa chấn hiện có một số mô hình vận tốc vỏ Trái đất. .. cứu xây dựng các mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất lãnh thổ Việt Nam còn có tác giả [2 - 5] Trong nghiên cứu gần đây nhất trên cơ sở hợp tác với Đại học Texas (Mỹ) thông qua đo đạc và phân tích 02 tuyến thăm dò địa chấn sâu, tác giả này cũng đã xây dựng được mô hình cấu trúc vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất [3] Trong công trình [3] tập thể tác giả đã xây dựng. .. Đặc biệt tại khu vực miền Trung, Việt Nam, sau khi xảy ra động đất tại khu vực thủy điện sông Tranh 2, Viện Vật lý địa cầu đã xây dựng và thiết lập một hệ thống trạm địa chấn dày đặc với tổng số 15 trạm địa chấn Tuy nhiên , cho đến nay chưa có tác giả nào xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất riêng cho khu vực miền Trung, Việt Nam Vì vậy đòi hỏi phải có một mô hình lát cắt tốc... 8] đã nghiên cứu hệ thống tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn và mô hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất khu vực Miền bắc Việt Nam dựa trên số liệu động đất của Việt Nam và thế giới Từ đó đã xác định được các vận tốc của sóng P (Vp) trong mô hình 4 lớp (bảng 1.5) Mô hình này được kiểm nghiệm qua quy toán dư chấn của các trận động đất mạnh trong khu vực như Tuần Giáo (24.06.1983) Đồng thời tác giả... 20 7.60 40 H(km) e Hình 1.1 Kết quả xây dựng mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất cho 3 vùng thuộc khu vực miền Bắc Việt Nam [30] Trên cơ sở 3 mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn đã nhận được đối với 3 khu vực, tác giả công trình [30] đã tính được 3 họ các tốc đồ thời gian truyến sóng P tương ứng đối với các độ sâu kh ác nhau với bước 10km: Đối với mô hình I: H=0 T = 0.16... Bảng 1.5 Mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất Miền Bắc Việt Nam theo tác giả công trình [8] H (km) 0-2 0 - 20 Vp (Km/s) 5.0 5.8 20 20 – 40 6.65 > 40 8.0 Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Tiếp đó, tác giả Nguyễn Đình Xuyên trên cơ sở phân tích thời gian truyền của sóng P cũng đã xây dựng được mặt cắt vận tốc sóng P trong vỏ Trái đất ở Việt Nam (bảng 1.6) [24] Bảng 1.6 Mặt cắt vận tốc... của Trái Đất Mục tiêu cơ bản của bài toá n này là xây dựng đường cong vận tốc V = V (Z) theo các tốc đồ thời gian truyền sóng (hay là biểu đồ thời khoảng) của các sóng khúc xạ, phản xạ và sóng đầu Vì vậy, để xây dựng mô hình vận tốc vỏ Trái đất cho một khu vực bất kỳ, trước hết cần xây dựng các tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn cho khu vực đó 2.1 Cơ sở lý thuyết của phương pháp 2.1.1 Phương pháp xây