Bài viết trình bày việc xây dựng bản đồ Bughe khu vực thềm lục địa Việt Nam với tỉ lệ 1:200.000 trên cơ sở việc giải bài toán thuận theo phương pháp giải tích tính hiệu ứng trọng lực gây ra bởi các lăng trụ thẳng đứng. Kết quả thu được có ý nghĩa trong việc xác định phông khu vực rồi từ đó xác định phần trường dư gây ra bởi một số bể trầm tích thuộc thềm lục địa Việt nam.
TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 14/2017 115 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BẢN ĐỒ BUGHE BUGHE KHU VỰC THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM Dương Thị Hoài Thu1 Trường Đại học Tài ngun Mơi trường Hà Nội Tóm tắt tắt: Trong báo này, xây dựng đồ Bughe khu vực thềm lục địa Việt Nam với tỉ lệ 1:200.000 sở việc giải toán thuận theo phương pháp giải tích tính hiệu ứng trọng lực gây lăng trụ thẳng đứng Kết thu có ý nghĩa việc xác định phơng khu vực từ xác định phần trường dư gây số bể trầm tích thuộc thềm lục địa Việt nam Chương trình tính tốn viết ngơn ngữ Fortran Matlab Từ khóa: khóa Bản đồ Bughe, hiệu ứng trọng lực, trường dư, bể trầm tích MỞ ĐẦU Địa Vật lý thăm dò lĩnh vực khoa học nghiên cứu Trái đất Có nhiều phương pháp địa vật lý sử dụng rộng rãi thăm dò như: phương pháp thăm dò trọng lực, phương pháp thăm dò điện, phương pháp phóng xạ Dựa vào việc nghiên cứu trường trọng lực trường từ trái đất thông qua phép đo tiến hành mặt đất, biển, không giúp việc nghiên cứu trái đất rõ ràng hơn, giúp ta khám phá hình dạng cấu trúc vỏ trái đất, tìm kiếm mỏ khoáng sản phục vụ cho tồn phát triển nhân loại Trong năm gần đây, với phát dầu đá móng bể trầm tích thuộc phần Biển Đơng, ngồi việc xác định độ sâu tới móng kết tinh, việc nghiên cứu cấu trúc mà trước hết nghiên cứu phân bố dị thường Bughe đặc biệt trở nên quan trọng thu hút quan tâm nhiều nhà Địa vật lý nước Để góp phần giải vấn đề này, tiến hành xây dựng đồ Bughe tỉ lệ 1:200.000 sở việc giải tốn thuận theo phương pháp giải tích tính hiệu ứng trọng lực gây lăng trụ thẳng đứng Chương trình tính tốn viết ngôn ngữ Fortran Matlab Nhận ngày 11.01.2017; chỉnh sửa, gửi phản biện duyệt đăng ngày 20.3.2017 Liên hệ tác giả: Dương Thị Hoài Thu; Email: dththu@hunre.edu.vn TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 14/2017 117 XÁC ĐỊNH DỊ THƯỜNG TRỌNG LỰC CỦA BỂ TRẦM TÍCH Để xác định dị thường trọng lực, bể trầm tích chia thành lăng trụ đặt cách phía điểm quan sát, có độ rộng khoảng cách điểm quan sát có chiều cao độ sâu bể trầm tích điểm Dị thường trọng lực gây bể trầm tích tính cách lấy tổng dị thường trọng lực tất lăng trụ Ta nhận thấy cơng thức (3) phức tạp Khi tính dị thường trọng lực bể trầm tích dị thường tất lăng trụ tính theo cơng thức tốn nhiều thời gian tính máy Để khắc phục khó khăn này, V.D.Braskara Rao đề nghị sử dụng công thức gần sau để tính dị thường lăng trụ nằm xa điểm quan sát Công thức đạt xấp xỉ hiệu ứng lăng trụ vật chất thẳng đứng đặt tâm lăng trụ (2 x + y + z ) dg(x,y)=fa0∆x∆y+fa2∆x∆y R Z2 (4) z = Z1 a0 mật độ dư lớp trầm tích bề mặt; a1 hệ số suy giảm R = x + y + z ∆x, ∆y tương ứng khoảng cách điểm quan sát theo trục x y Cuối cùng, dị thường trọng lực bể trầm tích xác định theo cơng thức sau: M g ( x, y ) = N ∑∑ i =1 dg ( x y ) (5) j =1 Với M số lăng trụ chia theo trục x; N số lăng trụ chia theo trục y XÂY DỰNG BẢN ĐỒ BUGHE KHU VỰC THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM Bản đồ Bughe khu vực thềm lục địa Việt Nam vùng Biển Đông kế cận phạm vi vĩ độ từ 4.5° đến 23.5°; kinh độ từ 100° đến 118° xây dựng dựa phương pháp xác định dị thường trọng lực trình bày dựa sở đồ dị thường Fye tỉ lệ 1:200.000 vùng (Hình 2.a) Thứ tự bước tính tốn để xây dựng đồ thực sau: Tính hiệu chỉnh trọng lực lớp nước biển dựa vào đồ độ sâu đáy biển (hình 2.b) Tính hiệu chỉnh trọng lực gây khối đất đá nằm cao mực nước biển dựa vào đồ độ cao địa hình (hình 2.b) Xây dựng đồ Bughe cách cộng dị thường Fye thu điểm với hiệu chỉnh kể thu điểm quan sát Khu vực nghiên cứu chia thành mạng lưới vng có kích cỡ ∆x= ∆y =2km ; Cả khu vực nghiên cứu chia thành 990 x 1045 lăng trụ Hiệu ứng trọng lực điểm tính cách lấy tổng hiệu ứng trọng lực tất lăng trụ Hiệu ứng trọng lực lăng trụ tính theo cơng thức (5) Kết tính tốn trình bày hình 3a, b TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐƠ H 118 a) NỘI b) Hình 2: a) Bản đồ dị thường Fye tỉ lệ 1: 200.000 khu vực thềm lục địa Việt Nam vùng Biển Đông kế cận; b) Bản đồ địa hình đáy biển tỉ lệ 1: 200.000 khu vực thềm lục địa Việt Nam vùng Biển Đơng kế cận a) b) Hình 3: a) Bản đồ hiệu chỉnh địa hình đáy biển tỉ lệ 1: 200.000 khu vựcthềm lục địa Việt Nam vùng Biển Đông kế cận; b) Bản đồ dị thường trọng lực Bughe tỉ lệ 1: 200.000 khu vực thềm lục địa Việt Nam vùng Biển Đông kế cận TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 14/2017 119 So với kết tính trường dị thường trọng lực Bughe Biển Đơng chương trình điều tra nghiên cứu biển cấp nhà nước KC-09-02 (hình 4) ta thấy đồ trường trọng lực Bughe thu theo phương pháp tính hiệu chỉnh lăng trụ kể (hình 3.b) có kết phù hợp Trường trọng lực Biển Đơng nhìn chung có cấu trúc phức tạp phân dị, có hướng cấu trúc áp đảo Đông Bắc-Tây Nam kinh tuyến, đặc biệt rõ loạt dải bất thường bậc thang với biên độ hàng trăm mgal kéo dài hàng nghìn km theo hướng Bắc Đông Bắc Các dải bất thường bậc thang lớn chạy song song tạo thành nhóm quan sát thấy khu vực sau: Hướng Đông Bắc gồm có dải chạy qua phía Tây Bắc quần đảo Hoàng Sa lên đến gần Đài Loan Dải chạy ven bờ biển đảo Kalimantan Palawan Ba dải chạy dọc theo vùng trung tâm Biển Đông Một dải chạy men theo phía Tây Bắc quần đảo Trường Sa Hướng kinh tuyến bật lên dải bất thường bậc thang chạy dọc theo ven biển Trung Bộ Việt Nam dải chạy song song ven biển phía Tây Philippin Các nhóm bất thường bậc thang (gradient) hướng Tây Bắc – Đông Nam (cắt ngang trục Biển Đông) hướng vĩ tuyến thấy thể rõ biên độ không lớn độ dài hạn chế, bị đứt đoạn đan chéo với dải gradien hướng chủ đạo Đơng Bắc-Tây Nam Nổi bật nhóm dải gradien hướng vĩ tuyến phần Đông Bắc Biển Đông, dải bất thường bậc thang hướng vĩ tuyến chạy từ phía Nam đảo Hải Nam qua khu vực trung tâm Biển Đông sát vĩ độ 16°N Dải bất thường bậc thang nằm phía Nam quần đảo Trường Sa trải theo vĩ độ 6°N số dải bất thường hướng vĩ tuyến phần phía Đơng Biển Đơng cắt vng góc với dải gradien hướng kinh tuyến ven biển Philippin Các bất thường bậc thang hướng Tây Bắc – Đông Nam biên độ không lớn, thường bị gián đoạn biến dạng cắt qua dải lớn có hướng Đơng Bắc sườn trung tâm Biển Đông Những vùng có cấu trúc trường bình ổn tương đối so với vùng rìa trung tâm Biển Đơng khu vực thềm lục địa Đông Nam Trung Quốc Phần Đông Bắc từ vĩ độ 2° N trở lên, toàn vùng vịnh Thái Lan thềm lục địa Đông Nam Việt Nam Bắc Indonexia phía Tây dải Gradien kinh tuyến 109° – 110° E Ở vùng nói giá trị bất thường Bughe biến đổi giới hạn từ ±10, ±20 đến +50, +60 mgal, số vùng trường có giá trị âm cỡ vài ba chục mgal Bức tranh bất thường biến động từ từ, khơng có dải gradien mạnh kéo dài, hướng cấu trúc thể tương đối rõ vùng vịnh Thái Lan, thềm lục địa Đông Nam Việt Nam thềm lục địa phía Bắc Indonexia Ở vùng quần đảo Hồng Sa trường trọng lực có cấu trúc tương đối phức tạp, phân dị thành bất thường dạng hẹp kéo dài Hướng cấu trúc Hoàng Sa áp đảo hướng vĩ tuyến Ở quần đảo Hoàng Sa giá trị trọng lực Bughe biến đổi từ +30 đến +120 mgal Các 120 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ H NỘI vùng rìa phía Tây Bắc, Nam phía Đơng có dải bất thường gradien lớn bao bọc Vùng trung tâm Biển Đơng kéo dài theo phương Đơng Bắc có đặc điểm cấu trúc trường trọng lực khác hẳn đặc trưng, giá trị bất thường Bughe lớn, biến đổi giới hạn từ +200 đến +300, +320 mgal Toàn vùng giới hạn dải bất thường bậc thang biên độ lớn gồm đường đẳng mức chạy sít Bên vùng cấu trúc trường tương đối bình ổn tạo nên số bất thường nhỏ có dạng khối đặn Ở phía Đơng Bắc hình thành dải bất thường bậc thang cắt theo hướng vĩ tuyến Tây Bắc - Đơng Nam Hình 4: Trường dị thường trọng lực Bughe Biển Đông tỉ lệ 1:1.000.000 (Nguồn Viện Địa chất Địa Vật lý biển) Các vùng phía đơng thềm lục địa miền Trung Việt Nam phía Đơng Bắc quần đảo Hồng Sa trường trọng lực có cấu trúc phức tạp tượng đan chéo dải gradien mạnh theo nhiều hướng khác Ở đường đẳng trị trọng lực biến đổi đột ngột, phức tạp tạo nên tranh phân dị rõ hướng cấu trúc chủ đạo Vùng thềm phía Tây Bắc đảo Palawan nơi đan chéo dải bất thường gradien theo hướng khác nhau: Đông Bắc, kinh tuyến vĩ tuyến, tạo nên tranh bất thường phức tạp Giá trị bất thường Bughe vùng biến đổi từ +50 mgal đến +180, +200 mgal Cùng với vùng quần đảo Trường Sa Hoàng Sa vùng bất thường tạo nên đai chuyển tiếp bao quanh vùng trung tâm, có đặc điểm cấu trúc phức tạp giá trị bất thường tương đối lớn, biến đổi giới hạn rộng TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 14/2017 121 KẾT LUẬN Chúng xây dựng thành công đồ Bughe khu vực thềm lục địa Việt Nam tỉ lệ 1:200.000 So với đồ Bughe có, đồ Bughe chúng tơi xây dựng dựa theo việc tính hiệu ứng trọng lực lăng trụ có tỉ lệ lớn có độ xác cao Đây sở quan trọng việc xác định phông khu vực từ xác định phần trường dư gây số bể trầm tích thuộc thềm lục địa Việt Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO Bhaskara Rao, Geophys.J, Roy.Astr.Soc (1986), D Modelling of sedimentary basins from gravity anomalies with variable density contrast, Vol.84, pp 207- 212 Bhaskara Rao, D., Prakash, M.I., and Ramesh Babu (1990), and 2 D modelling of gravity anomalies with variable density contrast, Geophys Prosp, Vol.38, pp 411-422 STUDY ON DESIGNING BUGHE MAP OF VIET NAM’S CONTINENTAL SHELF Abstract: Abstract In this study, we built the Bughe map of Vietnam continental shelf with scale of 1: 200.000 basing on the solution of the analytic problem on the effects of gravity which caused by the vertical cylinder The results are significant in determining the regional background and thereby determining the residual gravity caused by a number of sedimentary basins of the continental shelf of Vietnam Calculation program is written in Fortran and Matlab languages Keywords: Keywords Bughe map, effects of gravity, residual gravity, sedimentary basins ... trục y XÂY DỰNG BẢN ĐỒ BUGHE KHU VỰC THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM Bản đồ Bughe khu vực thềm lục địa Việt Nam vùng Biển Đông kế cận phạm vi vĩ độ từ 4.5° đến 23.5°; kinh độ từ 100° đến 118° xây dựng dựa... a) Bản đồ hiệu chỉnh địa hình đáy biển tỉ lệ 1: 200.000 khu vựcthềm lục địa Việt Nam vùng Biển Đông kế cận; b) Bản đồ dị thường trọng lực Bughe tỉ lệ 1: 200.000 khu vực thềm lục địa Việt Nam. .. b) Hình 2: a) Bản đồ dị thường Fye tỉ lệ 1: 200.000 khu vực thềm lục địa Việt Nam vùng Biển Đông kế cận; b) Bản đồ địa hình đáy biển tỉ lệ 1: 200.000 khu vực thềm lục địa Việt Nam vùng Biển Đơng