NGHIÊN cứu cấu TRÚC KIẾN tạo KHU vực THỀM lục địa bắc MIỀN TRUNG TRÊN cơ sở xử lý, PHÂN TÍCH MINH GIẢI TỔNG hợp tài LIỆU địa CHẤT địa vật lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ Trần Văn Khá NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC KIẾN TẠO KHU VỰC THỀM LỤC ĐỊA BẮC MIỀN TRUNG TRÊN CƠ SỞ XỬ LÝ, PHÂN TÍCH MINH GIẢI TỔNG HỢP TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT-ĐỊA VẬT LÝ Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số: 62440111 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ ĐỊA CẦU Hà Nội - 2017 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ ĐỨC THANH TS HOÀNG VĂN VƯỢNG Phản biện: Phản biện: Phản biện: Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp ……………………………………… vào hồi ngày tháng năm 20 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội Mở đầu Biển Đông Việt Nam rộng lớn gấp nhiều lần so với phần lãnh thổ đất liền, bao gồm toàn thềm lục địa pháp lý quy định theo công ước luật biển 1982 Liên hợp quốc vùng quần đảo Trường Sa - Hồng Sa Đã có nhiều nghiên cứu nước khảo sát, tìm kiếm thăm dị, khai thác tài nguyên đểkhẳng định chủ quyền Biển Đảo Việt Nam Từ năm 50 đến có nhiều cơng trình nghiên cứu địa chất địa vật lý nhà khoa học nước ngồi nước cơng bố vùng thềm lục địa Bắc Miền Trung –Hồng Sa thuộc Biển Đơng Việt Nam Ngồi cịn có khảo sát địa chất – địa vật lý khác thềm lục địa Việt Nam Việc minh giải tài liệu nhiều tác giả nước thực cơng bố tạp chí ngồi nước, nhiên nghiên cứu sinh nhận thấy tồn vài vấn đề chưa giải thỏa đáng nghiên cứu trước việc xác định hệ thống đứt gẫy theo tài liệu địa vật lý, cấu trúc Moho khu vực thềm lục địa Việt Nam Trên sở vài tồn việc xác định hệ số hài phù hợp phương pháp NFG, trước tác giả nước thường sử dụng hệ số hài hai phần ba số điểm để xác định độ sâu tới nguồn theo tài liệu trọng lực, nhiên việc lựa chọn cho số trường hợp Chính Trong luận án nghiên cứu sinh sâu vào nghiên cứu áp dụng cách thức lựa chọn số hài theo Aydin (2007, 2010), việc lựa chọn hài cho kết phù hợp mô hình lý thuyết kiểm nghiệm số liệu thực tế Việc xác định hệ thống đứt gẫy theo phương pháp gradient ngang cực đại Blakely Simpson hạn chế Độ sâu bề mặt Moho khu vực nghiên cứu nhiều nghiên cứu sinh nước giới công bố, nhiên kết có khác nhau, điều khơng có điểm tựa độ sâu bề mặt Moho khu vực nghiên cứu Chính nghiên cứu sinh lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu cấu trúc kiến tạo khu vực thềm lục địa bắc Miền Trung Việt Nam sở xử lý, phân tích minh giải tổng hợp tài liệu địa chất - địa vật lý” cho luận án Nhiệm vụ luận án: Với đối tượng nghiên cứu kể trên, để đạt mục tiêu đề ra, luận án bao gồm nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu sở lý thuyết, từ đề xuất cải tiến nhằm nâng cao hiệu áp dụng số phương pháp phân tích xử lý số liệu trường - Xây dựng hàm phân bố mật độ trung bình cho tầng trầm tích tồn khu vực nghiên cứu - Xác định hệ thống đứt gẫy khu vực nghiên cứu theo tài liệu trọng lực - Xác định độ sâu tới bề mặt Moho sở tài liệu địa chấn bổ sung khu vực nghiên cứu - Phát quy luật đặc điểm cấu trúc-kiến tạo khu vực thềm lục địa Bắc miền trung-Hoàng sa Những điểm luận án: - Áp dụng thành công việc lựa chọn hệ số hài hợp lý phương pháp NFG việc xây dựng mô hình cấu trúc địa chất theo tài liệu trọng lực Đề xuất cải tiến nâng cao hiệu phương pháp HGM nhằm xác định biêncấu trúc hệ thống đứt gẫy phân tích xử lý số liệu trường - Xây dựng hàm phân bố mật độ tầng trầm tích Kainozoi khu vực thềm lục địa Bắc Miền Trung –Hoàng Sa - Đã bổ sung thêm hai điểm độ sâu tới mặt Moho theo tài liệu địa chấn, qua xác định lại độ sâu tới Moho khu vực nghiên cứu có kết sát với thực tế Kết khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài: Các kết đạt luận án cho thấy tính ứng dụng hiệu cao hệ phương pháp đề xuất cải tiến lựa chọn việc nghiên cứu cấu trúc kiến tạo thềm lục địa Việt Nam lân cận Các kết khoa học mà luận án đạt cấu trúc kiến tạo khu vực nghiên cứu góp phần phục vụ cơng tác xác định đường ranh giới ngồi thềm lục địa Việt Nam, đặc biệt vùng quần đảo Hoàng Sa Tổng quan tình hình nghiên cứu địa chất-địa vật lý khu vực thềm lục địa bắc Miền Trung Việt Nam Trên vùng thềm lục địa miền Trung Việt Nam khu vực lân cận có nhiều nhà khoa học địa chất, địa vật lý tiến hành nghiên cứu theo hướng chuyên sâu khác nhằm phục vụ cơng tác thăm dị tìm kiếm khoáng sản, làm sáng tỏ lịch sử phát triển địa chất, củng cố luận khoa học để khẳng định mở rộng đường ranh giới biển, bảo vệ lãnh hải Tổ quốc Vùng biển thuộc chủ quyền Việt Nam Biển Đông rộng lớn gấp nhiều lần so với phần lãnh thổ đất liền, bao gồm toàn thềm lục địa pháp lý quy định theo Công ước luật biển 1982 Liên hợp quốc vùng quần đảo Trường Sa - Hoàng Sa Từ hàng trăm năm qua đặc biệt chục năm gần đây, hệ người Việt Nam liên tiếp thực hàng trăm hàng ngàn lượt điều tra, khảo sát, tìm kiếm thăm dị, nghiên cứu, khai thác tài nguyên để làm chủ thực vùng biển rộng lớn giàu có Về lĩnh vực địa chất địa vật lý, ngồi cơng trình nhà nghiên cứu Việt Nam trực tiếp tiến hành 50 năm qua cịn có nhiều cơng trình nghiên cứu sinh nước ngồi tiến hành độc lập hợp tác với Việt Nam vùng Biển Đơng Có nhiều kết quan trọng công bố địa chất địa vật lý Biển Đơng nói chung vùng biển Việt Nam nói riêng Trong số có kết tổng hợp dạng tập đồ địa chất , địa vật lý vùng biển Đông nam Á, có Biển Đơng nhà nghiên cứu Mỹ (Hayes, Taylor, 1986) Đến năm 1987, Nhà xuất Quảng Đơng (Trung Quốc) thức xuất tập atlas địa chất - địa vật lý biển Nam Trung hoa gồm 11 đồ chuyên đề tỷ lệ 1:2.000.000 Cho đến đồ địa chất - địa vật lý tỷ lệ lớn xuất thức cho Biển Đơng Trong đó, vùng biển chúng ta, kết điều tra khảo sát, nghiên cứu nhiều năm qua vùng khác nhau, nhiều chuyên đề vùng biển, đạt độ chi tiết tỷ lệ lớn nhiều lần Có vùng thềm lục địa có đồ chuyên đề với mức độ chi tiết tỷ lệ 1:50.000 lớn Trong khuôn khổ đề tài địa chất - địa vật lý thuộc chương trình nghiên cứu biển thực từ năm 1980 trở lại hoàn thành xây dựng nhiều đồ chuyên đề với phạm vi phổ biến toàn thềm lục địa số vùng biển lân cận Biển Đơng Trong số này, có đồ chuyên đề quan trọng đồ địa mạo, đồ trầm tích đáy, đồ cấu trúc kiến tạo, đồ trường trọng lực từ, đồ cấu trúc sâu, đồ cấu tạo bể trầm tích, thành tạo đệ tứ đạt mức độ xác độ chi tiết cao PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - MỘT SỐ ĐỀ XUẤT CẢI TIẾN VÀ KẾT QUẢ TÍNH TỐN THỬ NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp nghiên cứu Phương pháp tính ứng dụng giá trị gradient chuẩn hóa tồn phần cơng tác xử lý phân tích minh giải tài liệu địa vật lý cơng bố cơng trình tác giả: Berezkin V.M and Buketov 1965 với mục đích xác định khoanh vùng dị thường địa vật lý tìm kiếm trực tiếp dầu khí 𝐺(𝑥,𝑧) 𝐶𝑃 (𝑍) 𝐺𝐻 (𝑥, 𝑧) = 𝐺 = √𝑉𝑥2 (𝑥,𝑧)+𝑉𝑧2 (𝑥,𝑧) 𝑀−1 √𝑉𝑥2 (𝑥,𝑧)+𝑉𝑧2 (𝑥,𝑧) ∑ 𝑀 𝑖=0 Trong đó: - 𝐺𝐻 (𝑥, 𝑧) NFG vị trí (x, z) mặt cắt (2.1) - Vx Vz đạo hàm bậc tương ứng trường trọng lực V(x,z) - 𝐺(𝑥, 𝑧) đạo hàm toàn phần - 𝐺𝐶𝑃 (𝑍) giá trị bình phương trung bình đạo hàm toàn phần G(x,z) - M số điểm đo bề mặt theo tuyến Để tìm số hài N hợp lý nhất, tính với tất số hài tương ứng với NFG cực đại số hài N mà NFG lớn lựa chọn cho việc xác định vị trí độ sâu tới nguồn Thử nghiệm mơ hình - Mơ hình 1: vật thể gây dị thường có dạng hình hộp chữ nhật nằm ngang với chiều kéo dài vô tận nằm gần bề mặt quan sát (bảng 2.1) - Mơ hình 2: vật thể gây dị thường có dạng hình hộp chữ nhật nằm ngang có chiều kéo dài vô tận nằm sâu (bảng 2.1) ∆𝑋 X1 X2 Z1 Z2 𝛿 điểm) (Km) (Km) (Km) (Km) (Km) (g/cm3) Mơ hình 50 0.1 2.3 2.7 0.1 0.5 -0.47 Mơ hình 100 45 49 0.13 STT M (số Bảng 2.1 Tham số mô hình trọng lực Hình 2.6 Dị thường trọng lực mơ hình Hình 2.7 Dị thường trọng lực mơ hình Hệ số hài N liên hệ với NFG cực đại mơ hình mơ hình thể hình 2.8 hình 2.9 Hình 2.8 Mối liên hệ N NFG cực đại Hình 2.9 Mối liên hệ N NFG cực đại mơ hình 1: N=30 Hình 2.10 Gradient ch̉n hóa tồn phần tính mơ hình mơ hình 2: N=61 Hình 2.11 Gradient ch̉n hóa tồn phần tính mơ hình với hệ số N chọn 25, 30, 35 với hệ số N chọn 55, 61, 70 Dựa mối liên hệ hệ số N giá trị NFG cực đại mơ hình (hình 2.8) nghiên cứu sinh lựa chọn ba hệ số hài khác N=25, 30, 35 (hình 2.10) Việc lựa chọn nhằm mục đích để đánh giá hiệu hệ số hài N hợp lý xác định so với hài lân cận Kết tính tốn cho thấy với N=30 hình 2.10b dị thường NFG đạt cực đại độ sâu gần trùng với tâm mơ hình Trên hình 2.10a với N=25, vị trí tâm dị thường NFG nằm sâu so với mơ hình Hình 2.10c thấy rằng: với N=35 tâm mơ hình trùng với tâm dị thường NFG lại thấy xuất cực trị ảo xuất vị trí mơ hình (hiệu ứng bóng) Hiện tượng lý giải là: trình hạ trường theo khai triển Fourier, hệ số N tăng đồng thời xuất tín hiệu nhiễu có bước sóng ngắn dẫn tới xuất cực trị giả mặt cắt mơ hình tính tốn NFG Trên hình 2.11: mặt cắt NFG tính tốn xây dựng với hệ số hài N= 55, 61, 70 Kết cho thấy với N=61 cho kết NFG phù hợp so với số hài khác 2.2.3 Đề xuất cải tiến phương pháp gradient ngang cực đại Phương pháp xác định giá trị gradient ngang cực đại đề xuất Blakely Simpson năm 1986 với mục đích xác định biên khối bất đồng mật độ theo tài liệu trọng lực Phương pháp nhiều nhà địa vật lý giới sử dụng để xác định bình đồ bán định lượng mạng lưới đứt gẫy với điều kiện sau: 10 Hình 2.23 Mơ hình 1: Hai vật thể lăng trụ chữ nhật nằm tách rời nhau: a) Mơ hình vật thể trọng lực lăng trụ đứng chữ nhật với tham số bảng 2.36 không gian chiều XYZ; b) Mô hình vật thể trọng lăng trụ đứng chữ nhật mặt phẳng XY; c) trường trọng lực vật thể lăng trụ đứng tạo mặt quan sát; d) gradient ngang toàn phần vật thể lăng trụ đứng gây mặt quan sát; e) HGM theo Blakely Simpson (2); f) HGM theo hệ điều kiện cải tiến (4) 13 Phương pháp mơ hình hóa trọng lực 3D Trong luận án sử dụng tốn thuận để tính tốn dị thường Bouguer loại bỏ ảnh hưởng trầm tích theo Bhaskara Rao D, xác định độ sâu tới bề mặt Moho theo Parker R L Oldenburg Bài toán thuận chiều trọng lực miền không gian Theo Bhaskara Rao D với vật thể Có mật độ thay đổi theo độ sâu Bởi hàm bậc 2: (z) =ao+ a1z + a2z2 Z độ sâu Thì trường trọng lực gây vị Trí p(x,y) là: Hình 2.5 Mơ hình trọng lực lăng trụ chiều 14 Bài toán ngược trọng lực 3D miền tần số Để tính tốn độ sâu tới bề mặt Moho luận án sử dụng thuật toán giải ngược Parker Dựa thuật tốn Parker, Oldenburg đưa cách tính độ sâu tới bề mặt theo phương trình sau: ℎ(𝑟) = 𝐹 −1 [− 𝐹[𝑔𝑧 ]𝑒 |𝑘|𝑧0 2𝜋𝛾𝜌 − ∑∞ 𝑛=2 |𝑘|𝑛−1 𝑛! 𝐹[ℎ𝑛 (𝑟)]] (2.28) Xác định cấu trúc vỏ trái đất khu vực thềm lục địa miền trung – hoàng sa theo tài liệu địa vật lý Trên sở tổ hợp phương pháp với đề xuất cải tiến trình bày chương luận án, phần này, NCS tiến hành việc áp dụng chúng để tính tốn, phân tích xử lý nhằm làm sáng tỏ thêm cấu trúc vỏ trái đất qua phân vùng cấu trúc kiến tạo khu vực thềm lục địa bắc Miền Trung Việt Nam theo tài liệu trọng lực tài liệu địa chất, địa vật lý khác có khu vực 3.1 Nguồn tài liệu sử dụng Nguồn tài liệu sử dung luận án gồm: - Nguồn trọng lực vệ tinh Sandwell, trọng lực thành tầu Gagarynsky R/V cruises đo năm 1987-1992 tuyến màu đen , nguồn số liệu trọng lực thành tầu thuộc dự án CSL07 (dự án xác định ranh giới thềm lục địa Việt Nam) - Các mặt cắt địa chấn sâu thuộc dự án CSL07; mặt cắt địa chấn sâu thu thập từ nguồn Chương trình khoan sâu biển Đơng 15 - Tài liệu độ sâu đáy biển nguồn Gebco (General Bathymetric Chart of the Oceans) - Bản đồ bề dầy trầm tích tỷ lệ 1:1.000.000 (nguồn: Trung tâm liệu địa vật lý NOAA, CO (hình 3.4) 3.2 Kết áp dụng phương pháp gradient chuẩn hóa tồn phần cải tiến xác định ranh giới cấu trúc sâu khu vực nghiên cứu Hình 3.5 Mặt cắt NFG tuyến PKG09-09 với hệ số hài đựa lựa chọn hợp lý N=43 Hình 3.13 Mặt cắt NFG tuyến PK09-09 với mức nâng trường lên 20km với hệ số hài lựa chọn hợp lý N=16 (đường màu đen độ sâu tới bề mặt Moho tính tốn từ địa chấn) Hình 3.14 Mặt cắt cấu trúc địa chất tuyến PK09-09 theo tài liệu trọng lực sở áp dụng phương pháp NFG để xác định thông tin độ sâu tới đáy trầm tích độ sâu tới bề mặt Moho 16 hình 3.14 kết việc sử dụng kết NFG hình 3.5 cho độ sâu đáy trầm tích tuyến PK09-09 kết NFG hình 3.13 cho độ sâu mặt Moho tuyến PK09-09 đưa vào mơ hình hóa trọng lực phần mềm GM-SYS, kết mơ hình cấu trúc địa chất thu với thông tin tiên nghiệm cho sai số bình phương trung bình 1.82% trường trọng lực quan sát trọng lực tính tốn từ mơ hình Kết cho thấy đưa phương pháp NFG vào làm thơng tin tiên nghiệm tốt, giúp cho q trình mơ hình hóa cách nhanh khơng có thơng tin cấu trúc bên Một số nhận xét: - Xác định hệ số hài hợp lý cho phương pháp NFG vô quan trọng mối liên hệ hệ số hài cực đại NFG cho phép lựa chọn số hài hợp lý, điều kiểm nghiệm mơ hình lý thuyết cho kết phù hợp với mơ hình - Việc áp dụng cách thức lựa chọn hệ số hài hợp lý mà nghiên cứu sinh trình bày chương luận án góp phần khơng nhỏ việc xác định ranh giới cấu trúc địa chất, điều kiểm chứng qua số mặt cắt địa chấn - Có thể áp dụng phương pháp NFG với mức nâng trường khác đề nghiên cứu cấu trúc sâu hơn, đặc biệt áp dụng phương pháp việc xác định ranh giới mặt Moho theo tài liệu trọng lực, qua giúp cho q trình mơ hình hóa có kết phù hợp cấu trúc địa chất Điều nghiên cứu sinh tiếp tục nghiên cứu sau luận án 17 3.3 Kết áp dụng phương pháp gradient ngang cực đại cải tiến xác định hệ thống đứt gẫy khu vực nghiên cứu Để xác định hệ thống đứt gẫy sâu nông khu vực nghiên cứu, luận án NCS sử dụng số liệu dị thường trọng lực Bouguer nâng lên nhiều mức khác 5km, 10km,15km, 20km, 25km, 30km Trên mức nâng trường tiến hành tính tốn gradient ngang trọng lực cực đại gradient ngang cực đại trọng lực cải tiến nhằm mục đích đối sánh hai kết cho thấy mức độ chi tiết tranh Gmax khu vực nghiên cứu Hình 3.22 Sơ đồ đứt gẫy tổng hợp theo tài liệu địa chất địa vật lý đứt gẫy bổ sung theo HGM cải tiến - Sơ đồ tổng hợp (Hình 3.22) xây dựng sở chồng chập tài liệu đứt gẫy có khu vực nghiên cứu kết thu theo phương pháp HGM cải tiến Từ sơ đồ NCS nhận thấy thấy kết liên kết chuỗi giá trị HGM theo thuật toán cải tiến làm 18 bật nhiều tranh cấu trúc khu vực nghiên cứu mức độ chi tiết, cấu trúc đứt gãy mà nghiên cứu trước bỏ qua trình nghiên cứu - Phương pháp HGM cải tiến áp dụng thực tế cho kết bật so HGM chưa cải tiến Mặc dù phương pháp tính HGM cải tiến cho kết tốt song giới hạn phương pháp HGM nên cho dù cải tiến rõ hết biên cấu trúc địa chất hệ thống đứt gẫy Vậy nên cần có phương pháp khác bổ trợ việc xác định đứt gẫy 3.4 Nghiên cứu xác định độ sâu địa hình ranh giới Moho khu vực nghiên cứu Trong phạm vi khu vực thềm lục địa miền Trung-Hồng Sa lân cậnđã có nhiều kết nghiên cứu cấu trúc sâu công bố Đó cơng bố Nguyễn Như Trung, công bố độ sâu tới mặt Moho Nissen Hayes, Trần Tuấn Dũng ,Carla Braitenberg [Error! Reference source not found.], Dongliang Guan Trong kết nghiên cứu này, tác giả xác định mặt Moho cách giải toán ngược trọng lực 3D với việc thừa nhận bề dầy trầm tích có (NGDC) Tuy nhiên bề dầy trầm tích số nơi khu vực bể Phú Khánh, Hoàng Sa thực chưa biết đầy đủ khơng có nhiều số liệu địa chấn Mặt khác, cơng trình này, tác giả dựa 42 điểm sâu Moho có Nissen Hayes để làm tựa, nhiên lại khơng có điểm tựa khuvực 19 thềm lục địa miền Trung-Hồng Sa.Chính kết độ sâu tới mặt Moho mà tác giả đưa khơng đảm bảo xác cho khu vực nghiên cứu Đó lý mà tác giả đưa kết khác mà khơng có kiểm nghiệm khu vực nghiên cứu Trên sở phân tích tồn nói với chứng rõ nét độ sâu tới mặt Moho theo tài liệu địa chấn thu thập khu vực bể Phú Khánh,chúng lấy chúng làm tựa để xác định lại bề mặt cách cụ thể qua việc giải toán ngược trọng lực 3D 3.4.1 Độ sâu ranh giới mặt Moho khu vực thềm lục địa bổ sung Dựa vào kết vàkết hợp với tài liệu địa chấn dầu khí đo 9s, NCS tiến hành tính tốn độ sâu đến mặt Moho vị trí thuộc tuyến đo PKBE08N37 PKBE08N29 thuộc dự án CSL07-08 Vị trí 1.Vị trí xác định điểm Moho băng địa chấni PKBE08N37 Trace: 3874, kinh độ: 110.71727850° E, vĩ độ: 13.06255905° N Moho xác định với mặt phản xạ vào khoảng 4.08s, theo Christensen, Jinwei Gao với vận tốc sóng trung bình đá móng lựa chọn vào khoảng 6.45km/s bề dầy đá móng vào khoảng 1.7km Theo độ sâu tới bề mặt Moho vào khoảng 12.5km Vị trí Tuyến địa chấn PKBE08N29 trace: 10881, kinh độ: 111.605° E, vĩ độ: 13.667° N 20 Độ sâu tới ranh giới Moho xác định với mặt phản xạ vào khoảng 4.17s, theo Christensen, Jinwei Gao với vận tốc sóng đá móng lựa chọn vào khoảng 6.45km/s bề dầy đá móng vào khoảng 7.1km Theo độ sâu tới bề mặt Moho vào khoảng 13.5km hàm mật độ phụ thuộc độ sâu trầm tích xây dựng từ Bảng 3.1, Bảng 3.2 xây dựng hàm mật độ theo bề dầy trầm tích biểu diễn bởi: 𝜌 = 2.68 − 𝑎𝑒 𝑏𝑧 (3.2), với a=1.0121, b= -0.1874 Để xác định mật độ trung bình theo độ sâu lớp trầm tích chúng tơi đưa công thức sau: 𝑧 𝜌𝑇𝐵 = ∫0 𝜌𝑑𝑧 (3.3) 𝑧2 z2 bề dầy lớp trầm tích Thay biểu thức (3.2) vào (3.3) 𝜌𝑇𝐵 = 2.68(𝑧2 )+5.4(𝑒 𝑏𝑧2 −1) (3.4) 𝑧2 3.4.2 Độ sâu tới bề mặt Moho Để tiến hành xác định độ sâu địa hình bề mặt Moho khu vực nghiên cứu, cấu trúc vỏ NCS chia bốn lớp bao gồm: nước biển, trầm tích Kainozoi, Đá móng, Mantle.Việc tiến hành tính tốn theo bước sau: Bước Tính dị thường dư lớp nước biển gây với mật độ dư 1.64g/cm3với việc sử dụng công thức tính dị thường trọng lực gw theo cơng thức (2.24) Bước Tính dị thường dư lớp trầm tích gây với mật độ dư lớp trầm tích Kainozoi với mật độ trung bình theo theo cơng thức (3.4) 21 với việc sử dụng cơng thức tính dị thường trọng lực gsed theo công thức (2.24) Bước Dị thường dư đá móng – Mantle (2800kg/m3 đá móng 3300kg/m3 cho Mantle) gcrust-mantle= gf-gw-gsed Bước Tính dị thường lớp có mật độ dư -0.13g/cm3 (2.67g/cm32.8g/cm3) lấy dị thường xác định bước trừ dị thường lớp trên, để xác định dị thường dư Mantle gây cách trung bình hóa gcrust-mantle với cửa số 50km với mục đích loại bỏ đối tượng có bước sóng ngắn liên quan tới dị thường dư đá móng Trên sở có dị thường dư Mantle NCS sử dụng công thức (2.28) để xác định độ sâu tới bề mặt Moho, việc xác định độ sâu tới bề mặt Moho phụ thuộc vào chọn độ sâu trung bình z0 mật độ dư ∆𝜌 Ở NCS chọn z0 thay đổi từ 20 ÷ 30km ∆𝜌 từ 0.4 ÷ 0.6 g/cm3 khu vực nghiên cứu, lựa chọn hợp lý cho khu vực nghiên cứu z0=23km, ∆𝜌=0.5g/cm3 STT Độ sâu mặt Độ sâu mặt Sai Moho Moho theo nghiên số cứu Sai Nguyễn.NT Kinh độ Vĩ độ tính tốn địa chấn EPS12 112.42 19.87 -23195 23700 0.505 3.1 EPS13 112.7 19.36 -28298 29000 0.702 -1.1 EPS14 112.87 19.02 -26444 27700 1.256 -1.2 EPS15 113.04 18.74 -23424 25600 2.176 -0.7 EPS16 113.25 18.33 -18706 17300 -1.406 3.0 EPS17 113.39 17.71 -19133 23700 4.567 -3.3 PK1 110.7173 13.0625 -13345 12500 -0.845 PK2 111.6 13.667 -15387 13500 -1.887 Bảng 3.3 So sánh kết độ sâu Moho tính tốn với điểm Moho địa chấn nghiên cứu sinh Nguyễn Như Trung 22 số Một số nhận xét kiến nghị: Với kết thu xác định số điểm tựa Moho phạm vi khu vực nghiên cứu theo tài liệu địa chấn, xác định mật độ trung bình theo độ sâu bể trầm tích việc giải toán ngược trọng lực 3D nhằm xác định bề mặt Moho khu thềm lục địa miền Trung –Hồng Sa, rút số kết luận sau: - Khu vực quần đảo Hoàng Sa, bề mặt Moho dao động từ 18-22km, khu vực bể Phú Khánh bề mặt Moho dao động từ 12km trũng trung tâm bể, 18km cho rìa bể, kết phù hợp với kết Braitenberg, với phần đuôi bể Sông Hồng bề mặt Moho thay đổi từ 22÷30km, Bể Nam Hải Nam độ sâu tới mặt Moho thay đổi từ 16 ÷ 28km - Phần tiếp giáp trũng sâu Biển Đơng bề mặt Moho từ 10÷15km - Kết cho thấy mặt Moho tính tốn nghiên cứu có sai số nhỏ nghiên cứu trước - Nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ cấu trúc Moho khu vực nghiên cứu sở chứng địa chấn sâu - Việc bổ sung thêm điểm sâu bề mặt Moho thềm lục địa vùng nghiên cứu góp phần quan trọng việc xác định bề mặt Moho sở giải toán ngược trọng lực 3.5 Sơ đồ phân vùng kiến tạo khu vực thềm lục địa miền TrungHoàng Sa theo tài liệu trọng lực Trên sở kết hệ thống đứt gẫy theo phương pháp HGM cải tiến, kết độ sâu tới bề mặt Moho với việc bổ sung thêm vị trí độ 23 sâu tới bề mặ Moho theo tài liệu địa chấn, nghiên cứu sinh đưa sơ đồ phân vùng kiến tạo hình 3.31 Hình 3.31 Sơ đồ kiến tạo hệ thống đứt gẫy khu vực nghiên cứu theo tài liệu Trên sở kết nghiên cứu nghiên cứu sinh bước đầu phân vùng kiến tạo khu vực nghiên cứu thành vùng chính: - Bể Sông Hồng: với hệ thống đứt gẫy chủ yếu chạy dọc theo bể với hướng chủ đạo Tây Bắc-Đông Nam - Bể Nam Hải Nam: với hệ thống đứt gẫy dọc theo trục bể, hướng đứt gẫy chủ đạo vĩ tuyến - Bể Phú Khánh: Hệ thống đứt gẫy chủ yếu theo hướng Đông Bắc – Tây Nam - Bể Hoàng Sa: Hệ thống đứt gẫy phân chủ yếu theo hương Đông Đông Bắc 24 Kết luận kiến nghị Kết luận Qua việc thực đề tài luận án: “Nghiên cứu cấu trúc kiến tạo khu vực thềm lục địa bắc Miền Trung Việt Nam sở xử lý, phân tích minh giải tổng hợp tài liệu địa chất - địa vật lý”, nghiên cứu sinh rút số kết luận sau: - Với đề xuất cải tiến để lựa chọn hệ số hài hợp lý, hiệu áp dụng phương pháp gradient ch̉n hóa tồn phần phần nâng cao thêm Nó giúp đưa thơng tin tiên nghiệm cách nhanh chóng tương đối xác để đảm bảo cho độ hội tụ tốt giải ngược tốn xây dựng mơ hình cấu trúc – mật độ - Kết tính tốn thử nghiệm mơ hình thực tế cho thấy phương pháp HGM cải tiến nghiên cứu sinh đề xuất có khác biệt đáng kể so với phương pháp HGM chưa cải tiến việc làm tăng thêm số điểm cực đại HGM, bổ sung làm rõ biên nguồn Phương pháp áp dụng có hiệu để xác định đứt gãy khu vực thềm lục địa bắc Miền trung – Hoàng sa - Việc xây dựng hàm phân bố mật độ tầng trầm tích Kainozoi tồn khuvực thềm lục địa Bắc Miền Trung –Hồng Sa làm tăng thêm độ xác loại bỏ phần trường gây tầng trầm tích này, làm tăng độ xác giải toán xác định độ sâu tới mặt Moho khu vực nghiên cứu 25 - Việc bổ sung thêm hai điểm độ sâu tới mặt Moho theo tài liệu địa chấn khu vực bể Phú khánh cho phép xác định lại độ sâu tới Moho khu vực nghiên cứu có kết sát với thực tế Kiến nghị: - Khi áp dụng phương pháp NFG, việc lựa chọn hài có phù hợp với cấu trúc địa chất hay khơng cịn phụ thuộc chiều dài tuyến Điều nghiên cứu sinh thấy cần phải nghiên cứu kỹ nghiên cứu - Mặc dù với đề xuất cải tiến đưa luận án, phương pháp HGM sử dụng có hiệu việc xác định hệ thống đứt gẫy địa chất Tuy nhiên với khơng thể phát hết đứt gẫy địa chất khu vực nghiên cứu Chính vậy, áp dụng cần có phương pháp khác bổ sung để đưa kết đầy đủ - Cần thiết có số liệu độ sâu tới Moho khu vực Bể Sông Hồng để làm tựa cho việc giải ngược trọng lực có kết phù hợp - Nếu có tọa độ chuẩn tuyến địa chấn Savva, Pichot nghiên cứu xác định thêm số điểm độ sâu bề mặt Moho khác làm tăng thêm thơng tin tiên nghiệm cho giải tốn ngược 26 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA NGHIÊN CỨU SINH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Hoàng Văn Vượng, Trần Văn Khá, Đào Thị Hà, Nguyễn Kim Dũng, 2014 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc mật độ trung bình đất đá trầm tích khu vực trũng sâu Biển Đông – Quần đảo Trường Sa kế cận theo tài liệu địa vật lý Tạp chí khoa học trái đất (T.36), pp 321-328 Trần Văn Khá, Hoàng Văn Vượng, 2017 Cải tiến thuật tốn tính gradient ngang cực đại xác định biên cấu trúc địa chất hệ thống đứt gẫy theo tài liệu trọng Tạp chí khoa học cơng nghệ biển số (chờ đăng) Trần Văn Khá, Hoàng Văn Vượng, Nguyễn Kim Dũng, 2014 Mối liên hệ số hài với gradient chuẩn hóa tồn phần cực đại việc xác định độ sâu tới nguồn theo tài liệu trọng lực Tạp chí khoa học cơng nghệ biển Số 4A-2014 Hoàng Văn Vượng, Nguyễn Kim Dũng, Trần Văn Khá, 2013 Đặc điểm cấu trúc kiến taọ sâu khu vực Vịnh Bắc Bộ theo tài liệu trọng lực Tạp chí khoa học cơng nghệ biển Số 3A-2013 Trần Văn Khá, Đỗ Đức Thanh, Hoàng Văn Vượng, 2017 Cấu trúc Moho khu vực thềm lục địa Bắc Miền Trung lân cận theo tài liệu địa vật lý Tạp chí địa chất (đã phản biện đồng ý cho đăng) Tran Van Kha, Hoang Van Vuong, Do Duc Thanh, Duong Quoc Hung, 2018 Improving the maximum horizontal gradient algorithm to determine geological body boundaries and fault systems based on gravity data Journal of Applied Geophysics (đang phản biện lần 2) 27 ... tốn, phân tích xử lý nhằm làm sáng tỏ thêm cấu trúc vỏ trái đất qua phân vùng cấu trúc kiến tạo khu vực thềm lục địa bắc Miền Trung Việt Nam theo tài liệu trọng lực tài liệu địa chất, địa vật lý. .. lục địa bắc Miền Trung Việt Nam sở xử lý, phân tích minh giải tổng hợp tài liệu địa chất - địa vật lý? ??, nghiên cứu sinh rút số kết luận sau: - Với đề xuất cải tiến để lựa chọn hệ số hài hợp lý, . .. tạo khu vực thềm lục địa bắc Miền Trung Việt Nam sở xử lý, phân tích minh giải tổng hợp tài liệu địa chất - địa vật lý? ?? cho luận án Nhiệm vụ luận án: Với đối tượng nghiên cứu kể trên, để đạt mục