1, Phương pháp thăm dò trọng lực.Phương pháp thăm dò trọng lực là một phương pháp Địa Vật Lý, thực hiện đo Trọng trường Trái Đất để xác định ra phần dị thường trọng lực, từ đó xác định phân bố mật độ dư của các khối đất đá, giải đoán ra cấu trúc địa chất và tính chất, trạng thái của đất đá.Phương pháp thăm dò trọng lực được áp dụng để tập trung chủ yếu vào các hướng nhiệm vụ: 1) Tìm kiếm thăm dò các cấu trúc chứa dầu khí; 2) Phục vụ đo vẽ lập bản đồ địa chất và khoanh vùng các cấu trúc triển vọng khoáng sản; 3) Đo đạc lập mạng lưới trọng lực cơ sở hạng cao quốc gia; 4) Đo giá trị trọng lực dọc các tuyến thuỷ chuẩn hạng cao phục vụ giải các bài toán trắc địa liên quan đến thông số toạ độ, độ cao Nhà nước
ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG Xác định hệ thống đứt gãy, Đặc trưng cấu trúc khu vực nghiên cứu từ từ KĐ 105-111,VĐ 6-23 theo phân tích tài liệu trọng lực Giới thiệu chung: *Tổng quan khu vực nghiên cứu: - Khu vực nghiên cứu nằm giới hạn từ KĐ 105-111,VĐ 6-23 bao gồm phần đất liền phía Nam Trung Quốc, phần dất liền phía Đơng Việt Nam, toàn khu cức Vịnh Bắc Bộ đảo Hải Nam(TQ) - -Phía Tây bể trồi lộ đá móng PaleozoiMesozoi - -Phía Đơng Bắc tiếp giáp bể Tây Lơi Châu - -Phía Đơng Nam bể Đơng Nam Hải Nam bể Hồng Sa, - -Phía Nam giáp bể trầm tích Phú Khánh 1, Phương pháp thăm dò trọng lực Phương pháp thăm dò trọng lực phương pháp Địa Vật Lý, thực đo Trọng trường Trái Đất để xác định phần dị thường Hình 1: Sơ đồ tổng quan khu vực bồn trũng sơng Hồng trọng lực, từ xác định phân bố mật độ dư khối đất đá, giải đốn cấu trúc địa chất tính chất, trạng thái đất đá Phương pháp thăm dò trọng lực áp dụng để tập trung chủ yếu vào hướng nhiệm vụ: 1) Tìm kiếm thăm dò cấu trúc chứa dầu khí; 2) Phục vụ đo vẽ lập đồ địa chất khoanh vùng cấu trúc triển vọng khoáng sản; 3) Đo đạc lập mạng lưới trọng lực sở hạng cao quốc gia; 4) Đo giá trị trọng lực dọc tuyến thuỷ chuẩn hạng cao phục vụ giải toán trắc địa liên quan đến thông số toạ độ, độ cao Nhà nước ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG 2, Áp dụng phương pháp thăm dò trọng lực phân tích đặc trưng cấu trúc KVNC Đây khu vực có cấu trúc địa chất phức tạp hoạt động kiến tạo mạnh mẽ xảy theo nhiều thời kỳ khác địa hình mặt móng bồn trũng có cấu trúc kéo dài theo phương Tây Bắc-Đông Nam, cấu trúc để lại hiệu ứng trọng lực rõ nét đồ dị thường trọng lực Đây tiền đề thuận lợi cho việc sử dụng nguồn số liệu trọng lực để xác định hệ thống đứt gãy,ranh giới khối mảng,… có khu vực 3, Phần mềm sử dụng Để biểu diễn tính tốn giá trị dị thường trọng lực, sử dụng hai phần mềm GMT Matlab ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG Chương I: Cơ sở lý thuyết 1, Cơ sở phương pháp đo ghi vệ tinh: Giá trị trọng lực xác định thông qua việc đo chiều cao mặt geoid từ vệ tinh Chiều cao mặt geoid thay đổi phụ thuộc độ sâu đáy biển biến đổi mật độ tầng đất đá bên vỏ trái đất Chiều cao mặt Geoid (N) quan hệ với trọng lực (V) theo công thức Brun: Trong đó: g0 : gia tốc trung bình xấp xỉ 9.81m/s2 Giá trị dị thường trọng lực Fai tính bằng: Trong đó: phổ dị thường trọng lực Fai K = (kx, ky) : Số sóng X=(x,y) Hình 1.1.1: Vệ tinh đo cao xác định độ cao mặt geoid (N) Chiều cao mặt Geoid xác định sở xác định khoảng cách từ vệ tinh đến mặt nước biển đến mặt ellipsoid lý thuyết Bằng việc sử dụng sóng xung radar với tần số mang 13 GHz đo lặp nhiều lần để xử lý nhiễu, chiều cao mặt biển xác định với độ xác từ 10-20 mm, tương đương với sai số trọng lực khoảng 2-3 mgal ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG -Nguồn số liệu lấy từ trang :http://topex.ucsd.edu/cgi-bin/get_data.cgi KVNC từ KĐ 105-111,VĐ 16-23 Hình 1.1.2: Nguồn số liệu đo trọng lực vệ tinh 2, Độ sâu đáy biển (topography) +Bản đồ độ sâu đáy biển vẽ từ số liệu địa hình với phiên 18.1 +Độ xác số liệu: khoảng 0.03m +Mật độ điểm đo : tương tự với giá trị dị thường Fai phút * phút ghi điểm điểm cách hải lý ~ 1.852km Đường link nguồn số liệu topography: http://topex.ucsd.edu/cgi-bin/get_data.cgi ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG Sơ đồ độ sâu địa hình đáy biển(m) khu vực bồn trũng Sơng Hồng lân cận Hình 1.2.1: Sơ đồ độ sâu địa hình đáy biển (m) khu vực bồn trũng Sông Hồng lân cận Nhận xét: Khu vực nghiên cứu bao gồm toàn Vịnh Bắc Bộ, đảo Hải Nam (Trung Quốc) phần biển Đông, Độ sâu đáy biển khu vực bồn trũng Sơng Hồng có độ cao khoảng từ -1550 đến -55 m, với chỗ thấp khoảng -1540m cao khoảng -55m Địa hình đáy biển phát triển theo hướng TB - ĐN, phí Tây Bắc cao dốc dần Đơng Nam Hình thành trũng sâu lên đến khoảng -1540m phí Đơng Nam khu vực nghiên cứu ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG 3, Dị thường trọng lực Fai (Gravity) - Bản đồ dị thường Fai vẽ từ số liệu dị thường Fai với phiên 24.1 - Độ xác số liệu: sai số khoảng mGal Mật độ điểm đo: phút * phút cho ta điểm ( điểm cách hải lý ~1.852km) ( trích Wikipedia) - Đường link nguồn số liệu Gravity: http://topex.ucsd.edu/cgi-bin/get_data.cgi - Sơ đồ dị thường trọng lực Fai(mGal) khu vực bồn trũng sơng Hồng lân cận Hình 1.3.1: thường trọng khu vực bồn Hồng lân Sơ đồ dị lực Fai(mGal) trũng sông cận Nhận xét: Dải dị triển theo ĐN có giá khoảng đến 0, dải hướng ĐB trị 25mGal thường phát hướng TB – trị -25mGal dị thường – TN có giá khoảng 0- ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG Chương II: Dị thường trọng lực Bughe đơn giản hệ phương pháp phân tích nguồn số liệu trọng lực vệ tinh 1, Trọng lực Bughe đơn giản: Cơng thức tính dị thường trọng lực Bughe đơn giản: đg = fa +(0.0419.*(2.67-1.03).*x) Trong đó: đg : Dị thường Bughe đơn giản fa : Dị thường trọng lực fai 1.1, Thuật tốn tính đg Để tính dị thường trọng lực Bunghe đơn giản ta sử dụng phần mềm Matlab qua câu code sau: x=load('topo.xyz'); y=load('baitaptl1.xyz'); dithuongfai=y(:,3); dithuongbugedg=dithuongfai+0.0419.*(2.67-1.03).*x; z=y(:,1); l=y(:,2); Muay = [z(:),l(:),dithuongbugedg(:)]; save dithuongtl.xyz Muay –ascii Matlab cho kết File: dithuongbughedg.xyz Sử dụng file để vẽ dị thường bughe GMT, Code vẽ sau: surface dithuongbugedg.xyz -R105/111/16/23 -I0.5m -T0.2 -C0.1 -Gdithuongbugedg.grd grd2cpt dithuongbugedg.grd -Crainbow -Z > mycolor.cpt grdgradient dithuongbugedg.grd -Nt1 -A45 -Gdithuongbugedgi.grd grdimage dithuongbugedg.grd -Idithuongbugedgi.grd -R -JM6 -Cmycolor.cpt -X1i -Y3 -P -K > dithuongbugedg.ps psscale -D3/-0.5/5/0.2h -Cmycolor.cpt -Ba50f25:"DI THUONG BUGE DON GIAN(mGal)": -O -P -K >> dithuongbugedg.ps grdcontour dithuongbugedg.grd -R -JM6 -A10f9 -C10 -S10 -W0.5p -Q200 -O -P -K >> dithuongbugedg.ps pscoast -R -JM6 -B1g1 -W0.5p/120/60/30 -G255 -O -P -K >>dithuongbugedg.ps pause ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG 1.2,Kết tính: Hình 2.1.1: Sơ đồ dị thường trọng lực Bughe đơn giản (mGal) khu vực bồn trũng sông Hồng lân cận Nhận xét: - Giá trị cực tiểu ghi nhận -10 mGal, giá trị cực đại 60 mGal Đới nâng độ sâu -20 đến 60 mGal 2.2, Hệ phương pháp tính nguồn số liệu trọng lực vệ tinh 2.2.1, Cơ sở phương pháp nâng trường Nâng trường phép chuyển trường đo mặt quan sát z1 lên mặt quan sát khác z2 xa nguồn Ta có cơng thức nâng trường hàm U lên độ cao Z : Trong đó: k: số sóng : đặc trưng tần số phép nâng trường Như vậy, nâng trường hàm U từ mức z=z0 lên mức Z phép biến đổi Fourier ta việc nhân giá trị biến đổi Fourier hàm U với sau tiến hành phép biến đổi Fourier ngược ta có hàm mức Z ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG 2.2.2, Cơ sở phương pháp hạ trường Bài tốn tiếp tục giải tích trường xuống q trình ngược lại với tốn nâng trường Hạ trường phép chuyển trường đo mặt quan sát z1 xuống mặt quan sát khác z2 gần nguồn trường với điều kiện tất nguồn sinh trường nằm phía mặt z2 Nghĩa hàm U(x,y, z0) xác định từ hàm U(x,y,z0-Z) Cách giải toán hạ trường tiến hành phép nghịch đảo phương trình: Tiến hành phép biến đổi Fourier ngược giá trị F[U] cho ta giá trị trường U mức hạ trường Z 2.2.3, Cơ sở phương pháp gradient ngang cực đại Các ranh giới mật độ có phương thẳng đứng vị trí điểm građien ngang cực đại dị thường ranh giới gây trùng vào vị trí ranh giới vật thể [Cordel, 1979, Blakely, 1995] Do đó, phương pháp xác định vị trí đứt gãy có độ xác cao phương pháp građien ngang cực đại sử dụng [Cordel, 1979,Blakely, 1995] Cơng thức tính cường độ hướng vectơ građien ngang dị thường trọng lực tính theo cơng thức sau: Trong đó: G(x,y) :là giá trị građien ngang (mGal/km) g :là dị thường trọng lực (mGal) (x,y)là hướng vecto građien ngang cực đại Phương pháp Gradient ngang cực đạ i trọng lực cho phép xác ̣nh đứt gẫy, mộ t phương pháp cần thiết để xác định đứt gẫy Biển Đông , đặc biệ t trũng sâu biển đông nơi mà số liệu ̣ a chấn sâu khơng có nhiều Tại khu vực trũng sâu có chủ yếu số liệu từ-trọng lực thành tầu số liệu trọng lực vệ tinh ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG Chương III: Kết phân tích 1: Kết nâng trường dị thường bughe khu vực nghiên cứu Hình 3.1.1: Sơ đồ kết nâng trường dị thường bughe KVNC độ sâu z=1km Hình 3.1.2: Sơ đồ kết nâng trường dị thường bughe KVNC độ sâu z=3km ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG HìnhHình 3.1.3: Sơ đồ trường 3.1.4: Sơkết đồquả kết nâng nâng trường dị thường bughe KVNC độ sâu dị thường bughe KVNC độ z=5km sâu z=10km Nhận xét: - Dải dị thường âm phát triển theo hướng tây bắc đông nam, nâng trường ta thấy đổi hướng dần theo hướng bắc nam - Thấy rõ bể trần tích vùng trung tâm KVNC - Khu vực vịnh Bắc Bộ phủ bới lớp trần tích Hình 3.1.5: Sơ đồ kết nâng trường dị thường bughe KVNC độ sâu z=20km ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG 3.2: Kết hạ trường dị thường bughe khu vực nghiên cứu Hình 3.2.1: Sơ đồ kết hạ trường Hình 3.2.1: Sơ đồ kết hạ trường dị thường bughe KVNC độ sâu dị z=100m thường bughe KVNC độ sâu z=300m Hình 3.2.4: Sơ đồ kết hạ trường Hình 3.2.3: Sơ đồ kết hạ trường dị thường bughe KVNC độ sâu z=1km dị thường bughe KVNC độ sâu z=500m ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG *Nhận xét tổng quan: - Trên khu vực vịnh Bắc Bộ Hình 3.2.5: Sơ đồ kếtHình hạ 3.2.6: trường Sơ đồ kết hạ trường trường dị thường bughe có cấu dị thường bughe KVNC dị thường độ sâubughe z=1,5km KVNC độ sâu z=2km trúc phức tạp Giá trị trường biến đổi theo phạm vi -25mGal đến +50mGal ,là nơi có giá trị trường âm lớn thềm lục địa Việt Nam - Từ kết quẩ thu nhận thấy hướng cấu trúc móng phạm vi hướng tây bắc-đơng nam, phần phía tây khu vực nơng sau chìm xuống nhanh theo hướng tây đông Phần đông nam khu vực nghiên cứu nơi móng đạt độ sâu lớn lên tới 25 km ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG 3.3: Kết tính giá trị gradient ngang trường dị thường trọng lực bughe 3.3.1: Giá trị gradien ngang cực đại Để tính giá trị gradient ngang cực đại code sau: surface dithuongbughedg.xyz -R105/111/16/23 -I0.5m -T0.2 -C0.1 -Ggradient.grd grdmath nanggrad.grd DDX = A.grd grdmath nanggrad.grd DDY = B.grd grdmath A.grd B.grd HYPOT 111 DIV = E.grd grd2cpt E.grd -Crainbow -Z > mycolor.cpt grdgradient E.grd -Nt1 -A45 -GEi.grd grdimage E.grd -IEi.grd -R -JM6 -Cmycolor.cpt -X1i -Y3 -P -K > E.ps psscale -D3/-0.5/5/0.2h -Cmycolor.cpt -Ba5f1:"GRADIENT NGANG CUC DAI": -O -P -K >> E.ps grdcontour E.grd -R -JM6 -A25f9 -C25 -S10 -W0.2p -Q200 -O -P-K >> E.ps pscoast -R -JM6 -B1g1 -W0.5p/120/60/30 -G255 -O -P -K >>E.ps pause Hình 3.3.1: Sơ đồ giá trị gradient ngang cực đại KVNC *Nhận xét: -Phía Bắc bồn trũng xuất dải dị thường cực đại, đứt gãy mang tính khu vực ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG Hình 3.3.4: Sơ đồ giá trị gradient ngang cực đại KVNC z=3km 3.3.2: Nâng Hình 3.3.5: Sơ đồ giá trị gradient ngang cực đại KVNC z=5km Hình 3.3.2: Sơ đồ giá trị gradient ngang cực đại KVNC z=0km trường gradient cực đại Hình 3.3.3: Sơ đồ giá trị gradient ngang cực đại KVNC z=1km ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG *Nhận xét: -Càng nâng trường thể rõ đặc điểm địa chất khu vực -Trong KVNC bao gồm đứt gãy khống chế đứt gãy sông Lô đứt gãy sông Chảy với phương phát triển Tây Bắc-Đơng Nam Ngồi có đứt gãy cấp số đứt gãy nhỏ khác -Các bồn trầm tích phí Bắc, Tây Nam phí Đơng bị giới hạn hệ thống đứt gãy khu vực Hình 3.3.5: Sơ đồ giá trị gradient ngang cực đại KVNC z=10km 3.4: Kết phân tích đặc trưng cấu trúc KVNC : Bồn trũng sông Hồng Kết luận: Từ kết tính tốn, phân tích minh giải cấu trúc địa chất sâu khu vực bồn trũng sông Hồng: • • • Khu vực bồn trũng sông Hồng bể trầm tích dày lớn Có hệ thống đứt gãy lớn khống chế khu vực đứt gãy sông Lô đứt gãy sông Chảy, phát triển theo phương Tây Bắc-Đông Nam, xuống sâu hướng đổi dần sang phương Bắc Nam Khu vực có vơ số đứt gãy nhỏ, hệ thống đứt gãy phát triển nhiều cho thấy khu vực hoạt động kiến tạo xảy mạnh mẽ Một số kiến nghị: - Cần tiến hành đo đạc số liệu địa vật lý nhiều để làm sáng tỏ cấu trúc địa chất sâu khu vực bồn trũng lân cận - Trong tương lai không xa cần có nghiên cứu sâu cấu trúc không gian bồn trũng sông Hồng ,cũng mô hình chế địa động lực, hình thành phát triển vùng đặc biệt ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG * Tài liệu tham khảo: 1, Giáo trình: Thăm dò trọng lực – N.N,Trung năm 2008 2, Bài viết: “XÁC ĐỊNH ĐỘ SÂU MẶT MÓNG CONRAT KHU VỰC PHÍA BẮC BỒN TRŨNG SƠNG HỒNG THEO PHÂN TÍCH TÀI LIỆU TRỌNG LỰC” – Phan Thị Hồng – Trường Đại học Mỏ-Địa chất Hà Nội-ngày 03 tháng 06 năm 2018 3, Luận án: “Nghiên cứu áp dụng số phương pháp phân tích xử lý tài liệu dị thường trọng lực thềm lục địa Việt Nam” – Đỗ Đức Thanh- Viện vật lý địa cầu Hà Nội năm1996 ... cấu trúc kéo dài theo phương Tây Bắc-Đông Nam, cấu trúc để lại hiệu ứng trọng lực rõ nét đồ dị thường trọng lực Đây tiền đề thuận lợi cho việc sử dụng nguồn số liệu trọng lực để xác định hệ thống. ..ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG 2, Áp dụng phương pháp thăm dò trọng lực phân tích đặc trưng cấu trúc KVNC Đây khu vực có cấu trúc địa chất phức tạp hoạt động kiến tạo mạnh mẽ xảy theo nhiều thời kỳ... biển xác định với độ xác từ 10-20 mm, tương đương với sai số trọng lực khoảng 2-3 mgal ĐỊA VẬT LÝ K60 HUMG -Nguồn số liệu lấy từ trang :http://topex.ucsd.edu/cgi-bin/get_data.cgi KVNC từ KĐ 105- 111,VĐ