Hiệu quả áp dụng phương pháp đo sâu từ tellua nghiên cứu cấu trúc trường địa nhiệt khu vực nước nóng bang lệ thủy tỉnh quảng bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM NGỌC ĐẠT HIỆU QUẢ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TỪ TELLUA NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU TRƯỜNG ĐỊA NHIỆT KHU VỰC NƯỚC NÓNG BANG - LỆ THỦY - TỈNH QUẢNG BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM NGỌC ĐẠT HIỆU QUẢ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TỪ TELLUA NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU TRƯỜNG ĐỊA NHIỆT KHU VỰC NƯỚC NÓNG BANG - LỆ THỦY - TỈNH QUẢNG BÌNH Chuyên ngành: Kỹ thuật Địa vật lý Mã số: 60520502 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỊA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Trọng Nga HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực Tài liệu sử dụng làm luận văn đồng ý quan chủ quản Tôi xin chịu hồn tồn trách nhiệm cơng trình nghiên cứu Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2015 Tác giả Phạm Ngọc Đạt CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BÁO CÁO VỀ VIỆC BỔ SUNG, SỬA CHỮA LUẬN VĂN THEO BIÊN BẢN CỦA HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ Kính gửi: - Trường Đại học Mỏ - Địa chất - Phòng Đào tạo Sau đại học Họ tên học viên: Phạm Ngọc Đạt Tên đề tài luận văn: “ Hiệu áp dụng phương pháp đo sâu Từ - Tellua nghiên cứu cấu trúc sâu trường địa nhiệt khu vực nước nóng Bang- Lệ Thủy- Quảng Bình” Chuyên ngành: Kỹ thuật Địa Vật lý Mã số: 60520502 Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Trọng Nga Sau bảo vệ luận văn thạch sĩ, học viên sửa chữa bổ sung luận văn theo Biên Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ Cụ thể sửa chữa bổ sung nội dung sau đây: Học viên sửa chữa số lỗi tả, lỗi thuật ngữ, xếp lại tài liệu tham khảo theo quy định nhà trường theo góp ý thầy nhận xét góp ý hội đồng như: sửa dấu (.) thành dấu (,) ký hiệu sau phần thập phân trang 4; thống lại cách viết (km) trang 12 Học viên sửa lại phần kiến nghị “ phần mềm quyền chuyên dụng” thành “ phần mềm chuyên dụng” Học viên bảo lưu nội dung sau luận văn với lý do: Về nội dung: chưa có bảng chữ viết tắt, lý bảo lưu: luận văn không sử dụng chữ viết tắt Về nội dung: bảng màu ký hiệu giá trị điện trở suất hình 1.4 ngược so với bảng màu ký hiệu điện trở suất chương 3, lý bảo lưu: Đây lát cắt điện trở suất đo sâu Từ- tellua âm tần khu vực Vân Nam- Trung Quốc Đây mặt cắt tham khảo từ tài liệu nước ngoài, nên học viên giữ nguyên nội dung lát cắt không can thiệp chỉnh sửa NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN CAO HỌC PGS.TS Nguyễn Trọng Nga Phạm Ngọc Đạt CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN VĂN PGS.TS Phan Thiên Hương MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa LỜI CAM ĐOAN .1 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU .1 Chương TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP TỪ - TELLUA TRONG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU TRƯỜNG ĐỊA NHIỆT TRONG VỎ TRÁI ĐẤT .4 1.1.Tổng quan trường địa nhiệt 1.1.1 Trường địa nhiệt trái đất 1.1.2 Cấu trúc bồn địa nhiệt 1.2 Tổng quan áp dụng phương pháp Từ - Tellua nghiên cứu cấu trúc sâu trường địa nhiệt .8 1.2.1 Tổng quan áp dụng phương pháp Từ - Tellua nghiên cứu cấu trúc sâu Thế giới 1.2.2 Tổng quan áp dụng phương pháp Từ - Tellua nghiên cứu cấu trúc sâu Việt Nam 1.3 Vai trò phương pháp đo sâu Từ - Tellua nghiên cứu cấu trúc trường địa nhiệt .11 1.3.1 Khả nghiên cứu cấu trúc sâu phương pháp đo sâu Từ - Tellua 11 1.3.2 Ảnh hưởng trường địa nhiệt đến cấu trúc vỏ Trái đất 12 Chương PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TỪ TELLUA 15 2.1 Nguồn gốc trường Từ - Tellua .15 2.2 Cơ sở lý thuyết phương pháp đo sâu Từ - Tellua 16 2.2.1 Trường Từ -Tellua môi trường vỏ trái đất 16 2.2.2 Trở kháng môi trường phân lớp nằm ngang 17 2.2.3 Các giá trị tiệm cận trở kháng .18 2.2.4 Hai khoảng tần số tương ứng với cấu trúc vỏ Quả đất 19 2.2.5 Cơng thức tính điện trở suất T 20 2.2.6 Đường cong đo sâu MTZ lý thuyết 21 2.3 Phương pháp kỹ thuật thực địa đo sâu Từ-Tellua 21 2.4 Phương pháp xử lý tài liệu đo sâu Từ-Tellua 26 2.4.1 Xử lý số liệu sơ .27 2.4.2 Xử lý số liệu theo mơ hình 1D 28 2.4.3 Xử lý số liệu mơ hình 2D 29 Chương KẾT QUẢ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TỪ TELLUA NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC TRƯỜNG ĐỊA NHIỆT KHU VỰC BANG - LỆ THỦY- QUẢNG BÌNH 33 3.1 Vị trí địa lý, tự nhiên, khu vực Bang - Lệ Thủy - Quảng Bình .33 3.2 Đặc điểm địa chất khu vực Bang - Lệ Thủy - Quảng Bình .34 3.2.1 Các thành tạo địa chất 34 3.2.2 Đặc điểm cấu trúc 35 3.2.3 Đặc điểm đứt gẫy kiến tạo 36 3.3 Kết đo sâu Từ - Tellua nghiên cứu cấu trúc sâu khu vực Bang- Lệ Thủy- Quảng Bình 39 3.3.1 Kết xử lý theo tuyến đo .40 3.3.2 Kết xử lý theo diện tích 60 3.4 Kết luận giải cấu trúc bồn địa nhiệt theo tài liệu đo sâu Từ - Tellua .62 KẾT LUẬN .65 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang Hình 1.1 Cấu trúc phân bố nhiệt độ trái đất Hình 1.2 Mơ hình lý tưởng cấu trúc hệ địa nhiệt Hình 1.3 Mơ hình địa điện nguồn thủy địa nhiệt: Hình 1.4 Lát cắt điện trở suất đo Từ - Tellua âm tần .11 khu vực Vân Nam- Trung Quốc 11 Hình 1.5 Lát cắt điện trở suất đo Từ - Tellua tuyến Thanh Hóa- Mỹ Đức 12 (Hà Nội) (Kết từ đề tài KC08/ 06-10) 12 Hình 1.6 Điện trở suất số loại đá khống vật [TelFord, 2004] 14 Hình 2.1 Dải phổ tần số trường Từ - Tellua 15 Hình 2.2 Nguồn gốc trường từ - Tellua 16 Hình 2.3 Thiết bị đo Từ - Tellua MTU 2000 22 Hình 2.4a Bố trí điện cực chuẩn .23 Hình 2.4b Bố trí điện cực có chướng ngại địa hình 23 Hình 2.5a Sơ đồ bố trí thành phần từ theo quy chuẩn 24 Hình 2.5b Sơ đồ bố trí thành phần từ có chướng ngại vật 24 Hình 2.6 Đường cong T(F) thực địa điểm đo .28 Hình 2.7 Giao diện làm việc phần mềm phân tích 1D -IPI2Win(MT) .29 Hình 2.8 Đường cong điện trở suất ρT điểm đo 30 Hình 2.9b Lát cắt điện trở suất theo mơ hình 2D 32 Hình 3.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu .33 Hình 3.2 Sơ đồ cấu trúc địa chất kiến tạo khu vực Bang 38 Hình 3.3 Sơ đồ phân bố điểm đo tuyến phân tích tài liệu Từ-Tellua 39 Hình 3.4 Đường cong T thực địa 40 Hình 3.5 (a) Lát cắt điện trở suất biểu kiến ρTxy; (b) lát cắt điện trở suất ρTxy theo mơ hình 1D; (c) lát cắt địa điện tuyến T1 theo ρTxy1D 43 Hình 3.6 (a) Lát cắt điện trở suất biểu kiến ρ T2D;(b) lát cắt điện trở suất biến đổi vi phân ρ*T2D; (c) lát cắt địa điện tuyến T1 theo ρ*T2D 44 Hình 3.7 (a) Lát cắt điện trở suất biểu kiến ρTxy; (b) lát cắt điện trở suất ρTxy theo mơ hình 1D; (c) lát cắt địa điện tuyến T2 theo ρTxy1D 46 Hình 3.8 (a) Lát cắt điện trở suất biểu kiến ρ T2D;(b) lát cắt điện trở suất biến đổi vi phân ρ*T2D; (c) lát cắt địa điện tuyến T2 theo ρ*T2D 47 Hình 3.9 (a) Lát cắt điện trở suất biểu kiến ρTxy; (b) lát cắt điện trở suất ρTxy theo mơ hình 1D; (c) lát cắt địa điện tuyến T3 theo ρTxy1D 49 Hình 3.10 (a) Lát cắt điện trở suất biểu kiến ρ T2D;(b) lát cắt điện trở suất biến đổi vi phân ρ*T2D; (c) lát cắt địa điện tuyến T3 theo ρ*T2D .50 Hình 3.11 (a) Lát cắt điện trở suất biểu kiến ρTxy; (b) lát cắt điện trở suất ρTxy theo mơ hình 1D; (c) lát cắt địa điện tuyến T4 theo ρTxy1D 52 Hình 3.12 (a) Lát cắt điện trở suất biểu kiến ρ T2D;(b) lát cắt điện trở suất biến đổi vi phân ρ*T2D; (c) lát cắt địa điện tuyến T4 theo ρ*T2D .53 Hình 3.13 (a) Lát cắt điện trở suất biểu kiến ρTxy; (b) lát cắt điện trở suất ρTxy theo mơ hình 1D; (c) lát cắt địa điện tuyến T5 theo ρTxy1D 55 Hình 3.14 (a) Lát cắt điện trở suất biểu kiến ρ T2D;(b) lát cắt điện trở suất biến đổi vi phân ρ*T2D; (c) lát cắt địa điện tuyến T5 theo ρ*T2D .56 Hình 3.15 (a) Lát cắt điện trở suất biểu kiến ρTxy; (b) lát cắt điện trở suất ρTxy theo mơ hình 1D; (c) lát cắt địa điện tuyến T6 theo ρTxy1D 58 Hình 3.16 (a) Lát cắt điện trở suất biểu kiến ρ T2D;(b) lát cắt điện trở suất biến đổi vi phân ρ*T2D; (c) lát cắt địa điện tuyến T6 theo ρ*T2D .59 Hình 3.17 Bản đồ đẳng trị điện trở suất theo diện chiều sâu 5.5 km 61 Hình 3.18a Lát cắt địa điện luận giải vận động dịng nhiệt tuyến T6 63 Hình 3.18b Lát cắt địa điện luận giải vận động dịng nhiệt tuyến T4 64 Hình 3.19 Mơ hình từ tài liệu thực tế Long Valley Candera -Mỹ 64 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Khi tìm nguồn địa nhiệt, người ta thường sử dụng tổ hợp phương pháp thăm dò điện để nghiên cứu cấu trúc trường địa nhiệt Trong phương pháp thăm dị điện trở cho phép nghiên cứu chi tiết phần nông bề mặt, phương pháp điện trở suất chiều sâu nghiên cứu lớn vài trăm mét yêu cầu nguồn phát phải lớn, kích thước hệ cực có chiều dài lớn từ đến 10 lần độ sâu nghiên cứu Trong điều kiện địa hình thuận lợi để nghiên cứu tới độ sâu từ 500 (m) đến 1000 (m), áp dụng phương pháp Trường chuyển Khi yêu cầu nghiên cứu cấu trúc sâu >1000(m), nhóm phương pháp điện, điện từ có phương pháp đo sâu Từ - Tellua đáp ứng nhiệm vụ này, dải tần số thấp theo hiệu ứng Skin cho phép thấm tới chiều sâu này, kích thước MN nhỏ cho phép đo địa hình hẹp Hiện có số cơng trình nghiên cứu nước sử dụng phương pháp đo sâu Từ - Tellua nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Trái đất cấu trúc chứa khoáng sản dẫn điện Sử dụng phương pháp đo sâu Từ - Tellua nghiên cứu cấu trúc trường địa nhiệt chưa áp dụng Với mục đích nghiên cứu cấu trúc sâu phục vụ nghiên cứu trường địa nhiệt Viện Địa chất áp dụng phương pháp này, học viên lựa chọn đề tài luận văn “Hiệu áp dụng phương pháp đo sâu Từ - Tellua nghiên cứu cấu trúc trường địa nhiệt khu vực nước nóng BangLệ Thủy- tỉnh Quảng Bình” Mục tiêu đề tài Áp dụng hiệu phương pháp đo sâu Từ - Tellua nghiên cứu cấu trúc sâu để làm rõ cấu trúc địa chất liên quan đến trường địa nhiệt khu vực nước nóng Bang - Lệ Thủy - Quảng Bình Đối tượng phạm vi nghiên cứu *Đối tượng nghiên cứu: cấu trúc địa chất sâu liên quan đến môi trường dẫn nhiệt vỏ trái đất * Phạm vi nghiên cứu: bồn địa nhiệt khu vực nước nóng Bang- Lệ Thủy Quảng Bình 4.Các đường cong đo sâu Từ - Tellua tuyến T4 5.Các đường cong đo sâu Từ - Tellua tuyến T5 6.Các đường cong đo sâu Từ - Tellua tuyến T6 7.Các đường cong đo sâu Từ - Tellua khơng nằm tuyến phân tích ... KẾT QUẢ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TỪ TELLUA NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC TRƯỜNG ĐỊA NHIỆT KHU VỰC BANG - LỆ THỦY- QUẢNG BÌNH 3.1 Vị trí địa lý, điều kiện, khu vực Bang - Lệ Thủy - Quảng Bình Vị trí địa. .. KẾT QUẢ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TỪ TELLUA NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC TRƯỜNG ĐỊA NHIỆT KHU VỰC BANG - LỆ THỦY- QUẢNG BÌNH 33 3.1 Vị trí địa lý, tự nhiên, khu vực Bang - Lệ Thủy - Quảng Bình. .. Tellua nghiên cứu cấu sâu trường địa nhiệt vỏ Trái đất Chương 2: Phương pháp đo sâu Từ - Tellua Chương 3: Kết áp dụng phương pháp đo sâu Từ - Tellua nghiên cứu cấu trúc sâu trường địa nhiệt khu vực