GHIÊN cứu một số đặc điểm cấu TRÚC địa CHẤT TRŨNG SÔNG BA và VÙNG ĐÔNG TRIỀU QUẢNG NINH THEO tài LIỆU địa CHẤN PHẢN xạ tt

BỘ TÀI GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN NGUYỄN DUY BÌNH Nghiên cứu số đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Ba vùng Đông Triều - QuảngNinh theo tài liệu địa chấn phản xạ Chuyên ngành: Địa chất học Mã số chun ngành: 9440201 Khóa học năm: 2014-2019 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ ĐỊA CHẤT HÀ NỘI - 2019 Cơng trình hồn thành Viện khoa học Địa chất Khoáng sản Bộ Giáo dục Đào tạo NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.VS.TSKH Phạm Khoản, Hội Khoa học kỹ thuật Địa vật lý Việt Nam TS Trịnh Hải Sơn, Viện khoa học Địa chất Khoáng sản Phản biện 1: TS Nguyễn Văn Nguyên, Tổng cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam Phản biện 2: TS Dỗn Ngọc San, Đại học Dầu khí Phản biện 3: TS Nguyễn Thanh Tùng, Viện Dầu khí Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Viện họp Viện khoa học Địa chất Khoáng sản vào hồi … … ngày … tháng … năm 2019 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội Thư viện Viện khoa học Địa chất Khoáng sản MỞ ĐẦU Theo định số 244/QĐ-VĐCKS ngày 08/12/2015, 104/QĐ-VĐCKS ngày 25/05/2017 số 197/QĐ-VĐCKS ngày 06/09/2018 Viện trưởng Viện khoa học Địa chất Khoáng sản, Bộ Tài nguyên Môi trường, tiếp nhận làm nghiên cứu sinh theo chuyên ngành: Địa chất học; Mã số chuyên ngành: 9440201 với đề tài “Nghiên cứu số đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Ba vùng Đông Triều – Quảng Ninh theo tài liệu địa chấn phản xạ” hướng dẫn tập thể cán khoa học gồm: GS TSKH Phạm Khoản – Hội Khoa học kỹ thuật Địa vật lý Việt Nam TS Trịnh Hải Sơn - Viện khoa học Địa chất Khống Sản Tính cấp thiết đề tài luận án Trong phương pháp địa vật lý giới, xu hướng sử dụng phương pháp địa chấn phản xạ nghiên cứu cấu trúc địa chất khu vực, vùng lãnh thổ sử dụng rộng rãi phương pháp chủ đạo dựa đặc điểm lớp đối tượng, cấu trúc có phản xạ địa chấn hoàn toàn khác nhau, dễ phân tách dựa kết đo địa chấn Phương pháp địa chấn phản xạ phân chia làm loại: Địa chấn phản xạ sâu (chiều sâu nghiên cứu lớn) địa chấn phản xạ nông (khoảng 1km) Trên giới, phương pháp địa chấn phản xạ xuất từ năm 20 kỷ XIX lĩnh vực thăm dị dầu khí chiều sâu vài nghìn mét với cấu trúc địa chất khu vực rộng lớn Cho đến nay, nhờ tiến công nghệ thông tin kỹ thuật, trạm địa chấn ghi số, nước Tây Âu Mỹ áp dụng thành công phương pháp địa chấn nghiên cứu địa chất Ở Việt Nam, phương pháp địa chấn phản xạ chưa ứng dụng với mục đích nghiên cứu địa chất vùng địa hình ổn định phức tạp, đồng danh vỉa than đánh giá tiềm khoáng sản đất liền cho đối tượng địa chất Những năm gần đây, máy địa chấn ghi số đa kênh có mặt Việt Nam, phương pháp địa chấn phản xạ bước đầu sử dụng để nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất Tuy nhiên, phương pháp sử dụng khu vực có điều kiện địa hình tương đối phẳng vùng trũng Sơng Hồng kỹ thuật ghi sóng xử lý tài liệu tương đối đơn giản Việc ứng dụng phát triển phương pháp địa chấn phản xạ phục vụ nghiên cứu địa chất đất liền Việt Nam khu vực có điều kiện địa hình thay đổi phức tạp trũng Sơng Ba vùng Đông Triều – Quảng Ninh đòi hỏi cấp thiết Kết nghiên cứu góp phần khai thác ưu điểm phương pháp địa chấn phản xạ phục vụ nghiên cứu địa chất như: - Phát đứt gãy, khối magma, cấu trúc địa chất ẩn khống chế quặng tầng chứa than, nước ngầm, v.v khảo sát nghiên cứu cấu tạo địa chất nông mỏ - Khảo sát móng cơng trình phục vụ cho khảo sát thiết kế xây dựng - Xác định hoạt động kiến tạo trẻ vùng có hoạt động trượt lở đất nghiên cứu địa chất tai biến - Đồng danh vỉa đối tượng khoáng sản than Mục tiêu luận án Mục tiêu luận án nghiên cứu số đặc điểm cấu trúc khu vực có tuyến đo địa chấn trũng Sông Ba vùng Đông Triều - Quảng Ninh theo tài liệu địa chấn phản xạ đánh giá hiệu phương pháp địa chấn phản xạ cho đối tượng nghiên cứu Nội dung nghiên cứu luận án - Nghiên cứu nâng cao hiệu thu nổ địa chấn - Nghiên cứu xác định ảnh hưởng địa hình, lớp vận tốc thấp đến phương pháp địa chấn phản xạ 2D - Nghiên cứu áp dụng phương pháp hiệu chỉnh tĩnh xử lý tài liệu địa chấn phản xạ 2D điều kiện địa hình cấu trúc địa chất phức tạp - Thu thập, xử lý, phân tích minh giải địa chất tài liệu địa chấn phản xạ để nghiên cứu số đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Ba vùng Đông Triều - Quảng Ninh theo tài liệu địa chấn phản xạ Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu luận án xác hóa đáy trầm tích Neogen, liên kết với tài liệu khoan để phân chia tập Neogen trũng Sông Ba theo tài liệu địa chấn phản xạ - Phương pháp xử lý số liệu địa chấn phản xạ sử dụng, đáp ứng yêu cầu quan sát cấu trúc địa chất nằm sát mặt đất từ độ sâu vài chục mét đến 1km kể điều kiện địa hình thay đổi phức tạp - Phạm vi nghiên cứu: Trũng Sông Ba, vùng Đông Triều – Quảng Ninh đặc điểm cấu trúc địa chất Cơ sở tài liệu luận án - Luận án thực sở tài liệu địa chất, địa vật lý có trũng Sơng Ba Viện khoa học Địa chất Khoáng sản tài liệu nghiên cứu sinh trực tiếp tham gia thu nổ, xử lý, phân tích minh giải đề án “Trầm tích luận thành tạo Neogen Tây Nguyên khoáng sản liên quan” TS Trịnh Hải Sơn làm chủ nhiệm (2017) - Tài liệu địa chấn phản xạ 2D thuộc đề tài khoa học cơng nghệ cấp Bộ “Cải tiến quy trình đo địa chấn phản xạ 2D khu vực đồi núi phục vụ nghiên cứu cấu trúc địa chất, điều tra đánh giá khống sản ẩn sâu”, đo Đơng Triều – Quảng Ninh, NCS làm chủ nhiệm - Tài liệu địa chất khống sản bể than Đơng Bắc Lưu trữ Địa chất - Tổng cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam số báo cáo thăm dị Tập đồn Than - Khống sản Việt Nam Các luận điểm bảo vệ Luận điểm Kết địa chấn phản xạ xác định đáy trầm tích Neogen bồn trũng Sơng Ba khu vực KrơngPa có chiều sâu đến 800m với hình thái lồi lõm phức tạp, gồm tập lớp cát kết, bột kết, sét kết xen kẽ với lớp sạn kết, cuội kết tập than nâu khơng liên tục đặc trưng pha sóng đứt đoạn, biên độ tần số thay đổi Luận điểm Xác định phương pháp giao thoa sóng khúc xạ phương pháp hiệu để hiệu chỉnh tĩnh xử lý số liệu địa chấn phản xạ khu vực có điều kiện địa hình phức tạp, giúp xác hóa số yếu tố cấu trúc địa chất khu vực Đông Triều - Quảng Ninh theo đặc trưng sóng phản xạ Những điểm có ý nghĩa khoa học - Lần xác định đáy trầm tích Neogen bồn trũng Sơng Ba khu vực KrơngPa có chiều sâu đến 800m Kết đóng góp quan trọng nghiên cứu trầm tích luận cho thành tạo Neogen Tây Nguyên theo xu hướng phân tích bồn trầm tích bối cảnh kiến tạo hình thành nên trũng Neogen Tây Nguyên - Xác định phương pháp giao thoa sóng khúc xạ phương pháp có hiệu hiệu chỉnh tĩnh tài liệu địa chấn phản xạ khu vực địa hình phức tạp, xác hóa số đặc điểm cấu trúc địa chất, góp phần giải số tồn nghiên cứu cấu trúc địa chất vùng Đông Triều – Quảng Ninh theo đặc trưng địa chấn phản xạ đưa trình tự bước hiệu chỉnh tĩnh phương pháp giao thoa khúc xạ Ý nghĩa thực tiễn luận án - Kết nghiên cứu luận án tài liệu đáng tin cậy cho công tác nghiên cứu cấu trúc địa chất trũng Sông Ba Đồng thời cho thấy phương pháp địa chấn phản xạ phương pháp thích hợp việc điều tra, đánh giá số loại khoáng sản ẩn sâu than, bentonite v.v… Tây Ngun - Việt Nam có ¾ diện tích đồi núi nơi tập trung nhiều tài ngun khống sản, việc áp dụng có kết phương pháp địa chấn phản xạ khu vực điều kiện địa hình phức tạp phục vụ điều tra địa chất khoáng sản phục vụ tốt cho chiến lược đánh giá tiềm khoáng sản Việt Nam đến độ sâu 1000m Chính phủ Bố cục luận án Luận án trình bày 104 trang khổ A4, với 06 bảng số liệu, 68 hình vẽ minh họa 18 tài liệu tham khảo với bố cục sau: Mở đầu Chương 1: Tổng quan đặc điểm địa chất trũng Sông Ba vùng Đông Triều- Quảng Ninh Chương 2: Nghiên cứu nâng cao hiệu thu nổ, xử lý địa chấn phản xạ 2D trũng Sông Ba vùng Đông Triều- Quảng Ninh Chương 3: Một số đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Ba vùng Đông TriềuQuảng Ninh từ kết áp dụng phương pháp địa chấn phản xạ Kết luận Kiến nghị Danh mục công trình cơng bố tác giả Tài liệu tham khảo 10 Nơi thực luận án lời cảm ơn Luận án thực hoàn thành Viện khoa học Địa chất Khoáng sản - Bộ Tài nguyên Môi trường hướng dẫn khoa học GS.VS.TSKH Phạm Khoản TS Trịnh Hải Sơn Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến GS.VS.TSKH Phạm Khoản TS Trịnh Hải Sơn tận tình giúp đỡ để nghiên cứu sinh hồn thành luận án mình, ngồi nghiên cứu sinh nhận quan tâm giúp đỡ đồng nghiệp Viện Khoa học Địa chất Khoáng sản - Bộ Tài ngun Mơi trường, Đồn Địa vật lý biển - Liên đoàn Vật lý Địa chất - Tổng cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam, nhà khoa học: PGS TS Trần Tân Văn, TS Lại Mạnh Giàu, Ths Nguyễn Đức Chính, Ths Nguyễn Vân Sang, Ths Kiều Huỳnh Phương, Ths Nguyễn Văn Hành, Ths Lại Ngọc Dũng, Ths Nguyễn Tuấn Trung, đặc biệt TS Nguyễn Linh Ngọc, cố GS.TSKH Phạm Năng Vũ, PGS TS Phan Thiên Hương, PGS.TS Nguyễn Trọng Nga CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG BA VÀ VÙNG ĐÔNG TRIỀU – QUẢNG NINH 1.1 Tổng quan đặc điểm địa chất trũng Sông Ba Trên sở tổng hợp kết nghiên cứu công bố trầm tích Neogen, đặc điểm địa lý, địa chất khu vực nghiên cứu trình bày sau: 1.1.1 Vị trí địa lý Trũng Sơng Ba nằm hệ thống sông Ba Hệ thống sông bắt nguồn từ dãy núi phía đơng tỉnh Kon Tum Gia Lai bao gồm mạng suối dày đặc chảy theo hướng gần bắc-nam qua địa bàn huyện Kon Plong, Kbang, An Khê, Ayun Pa Từ Ayun Pa sông chuyển hướng đông nam chảy qua huyện Krông Pa đổ xuống Tuy Hịa (Phú n) Trũng Sơng Ba bao gồm đới đứt gãy sông Ba, qua tỉnh miền trung Việt Nam Kon Tum, Gia Lai, Đắc Lắc Phú Yên với diện tích lưu vực khoảng 13.900 km2[7] Hình 1.1 Sơ đồ vị trí nghiên cứu trũng Sông Ba 1.1.2 Đặc điểm địa chất – kiến tạo Bồn trũng Neogen Sông Ba phát triển dọc theo đới đứt gãy Sông Ba, nhà địa chất cho thành tạo theo chế kiểu rift Trong diện tích nghiên cứu có mặt thành tạo địa chất sau: 1.1.2.1 Địa tầng Hệ tầng Mang Yang (T 2my) Hệ tầng Mang Yang lộ thành dải khu vực đèo Mang Yang, An Khê tây Vân Canh [4,7] Hệ tầng Đơn Dương (K 2đd) Phân bố Ia R’sai (Đ Cheo Reo) Kỳ Lộ Chiều dày: 250 – 400m phân chia thành tập [4]: Hệ tầng Sông Ba (N13sb) Phân bố trũng nhỏ, dọc thung lũng sông Ba, chủ yếu vùng Phú Túc Cheo Reo (Trịnh Dánh, 1985), kéo dài từ Đắc Tô, qua Kon Tum (Kon Tum), Pleiku (Gia Lai) đến Buôn Ma Thuột (Đắc Lắc) Phía đơng bắc thị trấn Cheo Reo, mặt cắt hệ tầng Sông Ba lộ giống vùng Phú Túc, song phần trầm tích hạt thô phần mặt cắt giảm đi, ngược lại phần hạt mịn lại tăng lên Đá đôi chỗ bị biến vị nhẹ Bề dày có nơi đạt tới 800 m Hệ tầng Kon Tum (N1kt) Phân bố vùng lân cận thị xã Kon Tum, Pleiku (Gia Lai), Buôn Ma Thuột (Đắk Lắk) dọc thung lũng Sông Ba [6] 1.1.2.2 Magma Phức hệ Đèo Cả (γδ-γξ-γKđc) Lộ khu vực núi Hành Sơn (108km2), núi Hiên (153km2), Chư Tun (86km2), Ba Nhông (102km2), gồm pha xâm nhập pha đá mạch Phức hệ Vân Canh (γδ-γξ-γT2νc) Lộ thành chỏm nhỏ Chư Gongol (112km2), Chư Prô (56km2), Thanh An (50km2), Chư Go (17km2), Chư Đơn (24km2), Ia Toe (25km2), gồm pha xâm nhậm pha đá mạch 1.1.3 Một số tồn nghiên cứu cấu trúc địa chất trũng Sông Ba Chiều dày hệ tầng Kon Tum, Sông Ba: tài liệu trước đây, dựa quan sát trực tiếp vết lộ lỗ khoan (chủ yếu lỗ khoan nước) mơ tả chiều dày trung bình hệ tầng Sơng Ba khoảng 350-400m, hệ tầng Kon Tum khoảng 100200m, cá biệt lên đến 400m, theo kết địa chấn nông phân giải cao (Dương Đức Kiêm, 2006) chiều dày hệ tầng Kon Tum tới 1000m Việc sử dụng phương pháp địa chấn phản xạ nghiên cứu góp phần xác định chiều dày hệ tầng Kon Tum Sông Ba cấu trúc địa chất trũng Sông Ba khu vực nghiên cứu 1.2 Tổng quan đặc điểm địa chất vùng Đơng Triều – Quảng Ninh 1.2.1 Vị trí địa lý Vùng Đông Triều - Quảng Ninh thuộc khối Mạo Khê - ng Bí bể than Đơng Bắc (hình 1.2) Vùng tồn hai dạng địa hình chủ yếu gồm: + Địa hình núi thấp: Phân bố hầu hết diện tích, bao gồm đồi trọc dạng bát úp, đỉnh tròn thoải, sườn dốc từ 100 đến 200 Độ cao thường từ 20m40m, đơi có chỗ nhơ cao Hầu hết đỉnh đồi nối liền sườn Deluvi q trình san phẳng chưa hồn chỉnh + Địa hình núi cao: Gồm dãy núi phân bố theo phía Bắc phần đồi núi thấp Các sườn núi gần không đối xứng có dạng phân bậc hướng Nam Các dãy núi xếp theo hướng vĩ tuyến vĩ tuyến, đỉnh cao 514m (đỉnh Cổ Yếm) Sườn núi phía Bắc dốc từ 400500 thường bị chia cắt dịng suối có hướng gần Bắc - Nam vng góc với đường phương đất đá Phía Nam thoải từ 200400 Hình 1.2 Sơ đồ tuyến địa chấn cấu trúc bể than Đông Bắc 1.2.2 Đặc điểm địa chất – kiến tạo 1.2.2.1 Địa tầng Bể than Đơng Bắc nói chung có ba tầng cấu trúc: -Móng bồn trũng gồm tầng trầm tích lục nguyên, carbonat tuổi Paleozoi Mesozoi sớm -Tầng chứa than gồm trầm tích hệ tầng Hịn Gai tuổi Trias muộn -Tầng trầm tích lục nguyên phủ bất chỉnh hợp tầng chứa than gồm trầm tích lục nguyên tuổi Jura Kainozoi Riêng vùng Đông Triều – Quảng Ninh theo báo cáo năm 1979, tác giả Hoàng Văn Cân tác giả khác, xác định tầng chứa than có tuổi Nori-Reti phân chia dải chứa than thành nhiều đoạn chứa than khác Địa tầng có mặt trầm tích giới Paleozoi, Mêzơzơi Kainozoi Kết nghiên cứu địa tầng khu tổng hợp sau: Hệ tầng Hòn gai (T3n-r)hg Các trầm tích chứa than hệ tầng Hịn Gai phân bố địa hào Mạo Khê - ng Bí theo phương Tây- Đơng hình thành hai đứt gãy: F18 phía Nam FTL (Trung Lương) phía Bắc Địa tầng chứa than hệ tầng Hòn Gai khu mỏ Tràng Bạch chia thành ba phụ hệ tầng sau: 1- Phụ hệ tầng Hòn gai (T3n-)hg1 2- Phụ hệ tầng Hòn gai (T3n-r)hg2 - Phụ hệ tầng Hòn gai (T3n - r) hg3 Hệ Đệ tứ (Q) Đất đá Đệ tứ phân bố rộng khắp khu đồng đồi thấp nam dãy núi Mạo Khê - ng Bí Một phần nhỏ phân bố thung lũng suối, chân sườn núi Chiều dày trầm tích thay đổi từ 50m, thành phần gồm cuội, cát, sét, nhiều màu sắc trạng thái bở rời gắn kết yếu 1.2.2.2 Kiến tạo Vùng Đông Triều – Quảng Ninh nằm cấu trúc phức nếp lồi Mạo Khê - Tràng Bạch, vùng sụt kiến tạo địa luỹ Hòn Gai Hai cánh phức nếp lồi có dạng khơng đối xứng, cánh nam bị đứt gãy F.B chặn lại nâng lên đồng thời bị tác động trình xâm thực bào mịn lộ trầm tích phụ hệ tầng Hòn gai (T3n-r)hg1, Cánh bắc lộ diện lớn kéo dài từ Mạo Khê phía tây dạng đơn tà cắm bắc số đứt gãy phương tây bắc - đông nam gần song song với trục nếp lồi Mạo Khê - Tràng Bạch Nếp uốn Nếp lõm Trung Lương: phía Bắc giáp đứt gãy Trung Lương, phía Nam nếp lồi Mạo Khê, chạy dài theo phương Đơng Tây khoảng 15km cánh Bắc có độ dốc 30 - 500, cánh Nam 20 - 400 trục nếp uốn hướng song song với đứt gãy Trung Lương Phía Tây bị trầm tích Jura Neogen phủ lên Nếp lồi Mạo Khê: nếp uốn trung tâm vùng chứa than kéo dài theo phương Đông Tây khoảng 10km phía Đơng trục bị uốn cong dần phía Đơng Nam Nếp lồi Mạo Khê cấu tạo trầm tích phụ hệ tầng Hịn Gai gồm nhiều vỉa than có giá trị thăm dị khai thác Đứt gãy Hình 1.3 Bản đồ phân bố đứt gãy vùng Đông Triều, Quảng Ninh Đứt gãy nghịch A-A (FA): cắm bắc đứt gãy lớn có tính chất phân khối cấu tạo Đứt gãy phân bố chủ yếu khu mỏ Mạo Khê, chia khu mỏ thành khối: Khối Bắc khối Nam Đới phá huỷ đứt gãy thay đổi từ 50m  100m Độ dốc mặt trượt đứt gãy thay đổi từ 700- 800 Đứt gãy nghịch F.T (F.TB): Xuất từ F.A (T.IX) khu Mạo Khê kéo dài đến tuyến T.XVIII theo phương tây - đông, đến tuyến XV XVI bị đứt gãy F.433(F.2) cắt qua Mặt trượt đứt gãy cắm đông bắc, góc dốc thay đổi từ 700- 800 Cự ly dịch chuyển đất đá vỉa than hai cánh theo mặt trượt từ 90m 120m Đứt gãy thuận F.B: Kéo dài suốt từ Mạo Khê đến ng Bí Trong khu vực Tràng Bạch ranh giới phân chia trầm tích phụ hệ tầng Hịn gai T3n-rhg1 phụ hệ tầng Hòn Gai T3n-rhg2 Đứt gãy F.B nằm phía nam khu mỏ, kéo dài theo phương vĩ tuyến, mặt trượt đứt gãy cắm bắc, độ dốc thay đổi từ 600750 Đứt gãy F.129 (F.1): Đứt gãy cắt qua địa tầng cánh Bắc Mạo Khê từ tuyến T.XI đến tuyến T.XV Là đứt gãy thuận dịch chuyển ngang phía nam phát triển tiếp lên phía bắc kết thúc khu vực Mạo Khê Mặt trượt đứt gãy cắm đơng bắc, có phương kéo dài tây bắc - đông nam Đới phá huỷ đứt gãy thường sét mềm bở cát kết bột kết nhiều thành phần Đứt gãy thuận F.433(F.2): Xuất phát từ đứt gãy F.129(F.1) nằm phía đơng tuyến XVIII kéo dài phía tây Trên mặt đứt gãy biểu đường cong, theo phương vĩ tuyến, dịch chuyển theo đường phương hướng dốc, cắm Bắc Cự ly dịch chuyển theo mặt trượt từ 70m 100m, cự ly dịch chuyển ngang nhỏ dần từ đông sang tây Đứt gãy thuận F.11: Là đứt gãy thuận cắt qua địa tầng cánh Bắc Mạo Khê từ tuyến T.XIVA đến tuyến T.XVA bị đứt gãy F.129 chặn lại Mặt trượt đứt gãy cắm bắc, góc dốc thay đổi từ 700 750, xuất phía tây - bắc khu mỏ Đứt gãy thuận F.15: cắm đơng, với góc dốc thay đổi từ 700 750, có phương kinh tuyến Cự ly dịch chuyển theo hướng dốc không lớn, khoảng 50m Cự ly dịch chuyển ngang thay đổi từ nam lên bắc Càng phía Bắc cự ly dịch chuyển ngang địa tầng hai cánh đứt gãy thu hẹp 1.2.3 Một số tồn nghiên cứu địa chất vùng Đông Triều – Quảng Ninh Về cấu trúc địa chất: - Cấu trúc móng dải chứa than Bảo Đài Phả Lại – Kế Bào nghiên cứu sơ phương pháp đo trọng lực số lỗ khoan đơn lẻ nên đặc điểm bề mặt móng theo đường phương dải theo phương cắt qua dải tồn lớn, gây nhiều khó khăn cho đánh giá khả tích tụ vỉa than khu vực khác - Một số đứt gãy báo cáo địa chất nêu ra, nhiều số chúng chưa có cơng trình khống chế Các đới đứt gãy ngang cắt qua dải chứa than chưa nghiên cứu mức, chưa làm rõ tác động chúng làm xê dịch tập chứa than, tập đá Quy luật phân bố đặc điểm hình thái đứt gãy nhỏ phân bố khu mỏ chưa điều tra chi tiết gây nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến việc xác định tin cậy trữ lượng than khai thác than - Các cấu trúc uốn nếp lớn khoanh định nhiều khu vực, cánh chúng liên hệ với nhiều giả định gượng ép Các uốn nếp cấp bậc cao hơn, quy mô nhỏ số khu vực cịn chưa xác định mạng lưới cơng trình điều tra thưa Khi xác định đắn đứt gãy nếp uốn bể than cho biết xác số lượng vỉa, khu vực tập trung tài nguyên than, nâng cao đáng kể độ tin cậy tài nguyên than Về tài nguyên than: - Công tác nghiên cứu để đồng danh vỉa than tập chứa than khu mỏ nói riêng bể than nói chung tồn lớn, ảnh hưởng nhiều đến nghiên cứu cấu trúc sâu mỏ mức độ tin cậy tài nguyên than xác định dự báo - Một số diện tích cịn có mức độ điều tra tài nguyên than mức thấp, thấp, phần tài nguyên than phần sâu – 300, -500 m nghiên cứu sơ lược, lỗ khoan số diện tích cịn thưa, chiều sâu chưa khống chế hết địa tầng có vỉa than công nghiệp, xác định đáy tầng than, chưa đủ để dự báo tài nguyên cấp 334a 334b CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ THU NỔ, XỬ LÝ ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ 2D TẠI TRŨNG SÔNG BA VÀ VÙNG ĐÔNG TRIỀU – QUẢNG NINH 2.1 Phương pháp địa chấn phản xạ số tồn 2.1.1 Mức độ nghiên cứu địa chấn phản xạ Việt Nam Phương pháp địa chấn phản xạ đưa vào áp dụng Việt Nam từ năm 60 kỷ 20 chủ yếu để khảo sát bồn trầm tích chứa dầu, khí đồng Bắc Bộ - bồn trũng Hà Nội, sau địa chấn phản xạ áp dụng với quy mô lớn để khảo sát cấu trúc địa chất, triển vọng dầu khí thềm lục địa Việt Nam Từ năm 2005, sau Viện Khoa học Địa chất Khoáng sản trang bị máy địa chấn ghi số STRATA-VISOR 48 kênh, cáp thu có khoảng cách máy thu cố định 3m 5m phương áp địa chấn phản xạ 2D bắt đầu thử nghiệm triển khai để nghiên cứu cấu trúc địa chất khuôn khổ đề án, đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ Bộ Tài nguyên Mơi trường Với điều kiện thiết bị có cấu hình tương đối thấp vậy, khảo sát tiến hành phương pháp phản xạ điểm sâu chung với hệ thống quan sát cánh có cửa sổ với bội 12, bước đo 5m, chiều dài cáp thu 235m Từ năm 2009, sau nhận thấy hiệu phương pháp địa chấn phản xạ 2D nghiên cứu cấu trúc địa chất, Bộ Tài nguyên Môi trường tiếp tục trang bị cho Tổng cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam trạm địa chấn E428XL hãng Sercel 480 kênh, cáp thu có khoảng cách nhóm máy thu 15, 20, 50m 2.1.2 Một số tồn cần giải quan sát băng sóng hệ thống quan sát kéo dài gồm 192 mạch, có biểu đồ thời khoảng nằm đối xứng với vị trí nguồn gây sóng (hình 2.1) Hình 2.1 Kết quan sát sóng hệ thống quan sát kéo dài Trên băng sóng hình 2.3 quan sát thấy sóng sau: - Sóng khơng khí (air wave): có tần số cao tốc độ khoảng 340m/s (đường thẳng màu đen) - Sóng mặt: loại nằm đới sát trục thời gian (vùng tam giác màu vàng) - Sóng khúc xạ: xuất phần đầu băng ghi (đường gấp khúc màu xanh tím) - Sóng phản xạ: có biểu đồ thời khoảng dạng hypecbol đối xứng qua trục thời gian (trong vùng hình tam giác màu xanh coban) Các sóng quan sát rõ tách biệt với loại sóng nhiễu Từ băng ghi sóng nhận thấy khoảng cách quan sát nhỏ 30m băng ghi sóng nhiễu như: sóng âm, sóng mặt… có biên độ lớn, khơng thể quan sát thấy sóng phản xạ Ở khoảng cách cách điểm phát sóng từ 30  170m quan sát sóng phản xạ có thời gian xuất từ 70  80ms đến 200  250ms Ở khoảng quan sát sóng phản xạ từ tầng nơng quan sát cách thuận lợi, khoảng quan sát sóng nhiễu khơng tồn Tóm lại, việc lựa chọn tham số hình học hệ thống quan sát địa chấn quan trọng, lựa chọn trước tiên dựa đối tượng cần khảo sát, chiều sâu, môi trường chứa đối tượng… 2.2.2 Tham số thu nổ trũng Sông Ba Từ thử nghiệm tính tốn mơ tả bên trên, xác định tham số thu nổ để tiến hành đo địa chấn phản xạ tuyến T1- Ayunpa T2 – Krôngpa với tham số thu nổ sau: Bảng 2.1 Bảng tham số thu nổ địa chấn phản xạ 2D Sông Ba Tham số hình học - Số kênh (nhóm máy thu) - Khoảng cách máy thu - Khoảng cách nguồn - Bội trung bình - Điểm gây sóng Tham số nguồn gây sóng - Loại nguồn - Chiều sâu nổ - Trọng lượng thuốc 48; 5m; 5m; 24; dây cáp thu thuốc nổ; 6m lỗ khoan 300g thuốc nổ dẻo, kích nổ kíp điện tức thời 10 Tham số ghi: - Thời gian ghi - Bước mẫu hóa - Định dạng file - Thiết bị 1024ms; 0.5ms; SEG2 STRATAVISOR 48 mạch 2.3 Nghiên cứu lựa chọn tham số thu nổ địa chấn phản xạ vùng Đông Triều – Quảng Ninh Thu nổ địa chấn phản xạ vùng Đông Triều – Quảng Ninh thực năm 2016 Tại sử dụng trạm địa chấn E428XL hãng Sercel 480 kênh, cáp thu có khoảng cách máy thu 10m, nói, khơng bị giới hạn máy móc thiết bị Tuy nhiên, khu vực có điều kiện địa hình, địa chất phức tạp, ranh giới yếu tố cấu trúc địa chất có góc dốc tương đối lớn nên cần nghiên cứu, đánh giá hiệu phương pháp địa chấn phản xạ, đồng thời tính tốn tham số thu nổ để thu tài liệu tốt Để đạt yêu cầu tiến hành xây dựng mơ hình truyền sóng lý thuyết 2D, tức xây dựng mơ hình địa chấn - địa chất Trên mơ hình này, hình dáng yếu tố địa chất (ranh giới địa tầng, vỉa than, đứt gãy v.v ) lấy theo kết nghiên cứu địa chất có trước gán cho yếu tố cấu trúc địa chất tham số địa vật lý mật độ, tốc độ truyền sóng tương ứng 2.3.1 Xây dựng mơ hình truyền sóng lý thuyết tuyến đo Tại Khối Mạo Khê – ng Bí thuộc bể than Quảng Ninh thu thập mặt cắt địa chất với hố khoan thăm dị (hình 2.2) Hình 2.2 Mặt cắt địa chất tuyến XVII khối Mạo Khê – ng Bí[1] Như biết khả phản xạ phát thể địa chấn phản xạ có khác biệt trở kháng âm học đối tượng khoáng sản hay lớp mơi trường, yếu tố địa chất xung quanh Trở kháng âm học loại đá xác định phịng thí nghiệm giá trị giếng khoan tích vận tốc lớp mật độ lớp Hình 2.3 mơ hình địa chất – địa chấn tuyến T.XVII (hình 2.2) có phân lớp đất đá tương ứng với mặt cắt địa chất có giá trị mật độ vận tốc truyền sóng tương ứng Sau hồn thành việc xây dựng mơ hình địa chất – địa chấn, chúng tơi tiến hành thành lập mơ hình truyền sóng (các băng sóng lý thuyết) với nguồn gây sóng vị trí khoảng quan sát khác để phân tích đánh giá hiệu phương pháp tham số thu nổ (Hình 2.3) 11 Hình 2.3 Quả nổ giả định tuyến Theo mơ hình truyền sóng lý thuyết, vị trí nguồn gây sóng sát với ranh giới có góc dốc lớn, nhìn chung vị trí gây sóng quan sát sóng phản xạ từ ranh giới bên Tuy nhiên, nổ giả định thu toàn tuyến (không giới hạn chiều dài chặng thu), điều xảy thực tế Khi ứng dụng vào thực tế cần xác định số lượng kênh thu chiều dài cáp thu để vừa đảm bảo hiệu kỹ thuật kinh phí Để nghiên cứu, chúng tơi xây dựng băng sóng lý thuyết vị trí với số lượng kênh thu khác (60, 120 240 kênh) để so sánh, khoảng cách kênh thu 10m (hình 2.4) Hình 2.4 So sánh băng sóng lý thuyết có số lượng kênh thu khác Từ trái qua: 60 kênh, 120 kênh 240 kênh Trên hình 2.4 ta thấy quan sát mặt phản xạ từ ranh giới nông (200 đến 300ms) ba băng sóng Phần sâu hơn, băng 60 kênh khơng quan sát được, băng 120 kênh quan sát việc liên kết sóng phản xạ khó, có băng 240 kênh vừa quan sát liên kết tốt sóng phản xạ Do vậy, cần sử dụng 240 kênh (2400m chặng) để quan sát đầy đủ sóng phản xạ từ ranh giới lớp đất đá bên 2.3.2 Tham số thu nổ thực tế vùng Đông Triều - Quảng Ninh Từ thử nghiệm tính tốn xác định sử dụng tham số thu nổ thể (bảng 2.2) Bảng 2.2 Bảng tham số thu nổ địa chấn phản xạ 2D vùng Đơng Triều Tham số hình học - Số kênh (nhóm máy thu) - Khoảng cách máy thu - Số máy thu nhóm - Khoảng cách nhóm máy thu - Khoảng cách nguồn - Bội trung bình - Điểm gây sóng Tham số nguồn gây sóng - Loại nguồn - Chiều sâu nổ 240; Cắm theo vòng tròn r = 1m 9; 10m; 20m; 60; dây cáp thu thuốc nổ; lỗ khoan sâu đến 3m; 12 - Trọng lượng thuốc Tham số ghi: - Thời gian ghi - Bước mẫu hóa - Định dạng file - Thiết bị 1kg thuốc nổ dẻo, kích nổ kíp điện tức thời 2048ms; 0.5ms; SEGD E428XL - Sercel 480 kênh 2.4 Nghiên cứu phương pháp xử lý số liệu để hiệu chỉnh tĩnh (2D) 2.4.1 Ảnh hưởng địa hình lớp vận tốc thấp Địa hình lớp vận tốc thấp ảnh hưởng trực tiếp đến kết phương pháp đo địa chấn phản xạ 2D Để loại bỏ yếu tố ảnh hưởng này, trình xử lý số liệu người ta tiến hành phép hiệu chỉnh (bù) lượng thời gian sóng địa chấn phải truyền từ mặt tham chiếu đến mặt địa hình (mặt thu nổ thực tế), phép hiệu chỉnh gọi hiệu chỉnh tĩnh Hiệu chỉnh tĩnh trở thành bước quan trọng bắt buộc tất chu trình xử lý địa chấn phản xạ đất liền Trên giới, người ta phát triển nhiều phương pháp để tính hiệu chỉnh tĩnh Để tính xác khoảng thời gian cần bù người ta phải xây dựng mơ hình (số lớp, vận tốc truyền sóng, chiều dày lớp) lớp vận tốc thấp (lớp phong hóa) Mơ hình lớp phong hóa xác việc tính hiệu chỉnh tĩnh xác Để xây dựng mơ hình lớp vận tốc thấp người ta sử dụng phương pháp như: đo vận tốc trực tiếp từ hố khoan sử dụng sóng khúc xạ Ngồi ra, để tính hiệu chỉnh tĩnh, người ta sử dụng phương pháp thống kê (hiệu chỉnh tĩnh dư - residual statics) mà không cần phải xây dựng mơ hình lớp vận tốc thấp [9,15,16] 2.4.2 Phương pháp hiệu chỉnh tĩnh Trong nội dung luận văn NCS tập trung nghiên cứu áp dụng phương pháp hiệu chỉnh tĩnh mới, phương pháp hiệu chỉnh tĩnh giao thoa khúc xạ Phương pháp giao thoa sóng khúc xạ nghiên cứu áp dụng để xây dựng mơ hình lớp phong hóa phục vụ hiệu chỉnh tĩnh có nhiều ưu điểm so với phương pháp truyền thống trước đây: (i) xác định thời gian tới sóng khúc xạ băng đo địa chấn, (ii) loại bỏ sai sót lỗi người gây trình xác định sóng khúc xạ (iii) tận dụng hiệu ứng thống kê việc thu nổ nhiều lần vị trí (điểm gây sóng máy thu) trình đo địa chấn phản xạ Về bản, phương pháp dựa phương pháp thời gian tương hỗ, mơ tả văn tắt sau: Chiều sâu lớp phong hóa vị trí máy thu R1 tính qua thời gian trễ td tính cơng thức: td = tB-R1 + tC-R1 – tC-B (2.1) Hình 2.5 Sơ đồ mơ tả thời gian sóng tới máy thu Thời gian trễ td xác định cách tích chập mạch S1-R1 với S2-R1 (tương đương phép cộng) tính tương quan liên kết với mạch S1-S2 (tương đương phép trừ) Kết có mạch có đỉnh thời gian t d Các mạch tuyến có cấu 13 cộng lại vị trí máy thu R1, tập hợp mạch vị trí máy thu tuyến ta mặt cắt “tích chập khúc xạ” (Refraction convolution stack (RCS)) (2.2) Với việc cộng (stacking) làm tăng tỉ số tín hiệu nhiễu, việc xác định thời gian trễ tới máy thu dễ dàng xác, đồng thời, khu vực có tỷ số tính hiệu/nhiễu thấp sai sót gán tọa độ thu nổ băng ghi Bước tiếp theo: xác định vận tốc lớp khúc xạ giao thoa (hình 2.6) Các mạch từ nổ khoảng cách cố định máy thu tính tương quan liên kết Lần lượt làm với nổ bên trái bên phải R1-R2 sau cộng lại theo phía Tiến hành tích chập tổng kết bên trái bên phải R1-R2 lại ta đươc mạch thể thay đổi vận tốc lớp khúc xạ (refraction velocity stack (RVS)) (2.3) Với kết thời điểm tv mạch địa chấn có đỉnh biên độ lớn nhất, tv tính cơng thức đây: (2.4) Hình 2.6 Sơ đồ mơ tả thời gian trễ thay đổi vận tốc Hình ví dụ miêu tả thời gian trễ đến máy thu tính (RCS) (RVS) tạo mặt khúc xạ Đường màu xanh thể việc pick thời gian trễ áp dụng tự động Hình 2.7 Thời gian trễ vận tốc lớp khúc xạ tính RCS RVS Sau pick thời gian trễ thu mơ hình vận tốc lớp theo chiều sâu việc áp dụng định luật Snell Giá trị hiệu chỉnh tĩnh xác định theo công thức: (2.5) Trong đó: td thời gian trễ; Vw vận tốc truyền sóng lớp phong hóa; Vr vận tốc lớp khúc xạ (thay thế) 14 2.4.3 Kết xử lý tài liệu địa chấn phản xạ 2D vùng nghiên cứu Chu trình xử lý bao gồm phép xử lý nhằm loại bỏ giảm thiểu tối đa loại sóng nhiễu ngẫu nhiên liên kết (chủ yếu nguồn phát sóng gây ra), đồng thời phải làm rõ sóng phản xạ tất khoảng thời gian Xử lý tài liệu địa chấn phản xạ thực theo chu trình nêu Dưới mặt cắt địa chấn sau xử lý tuyến: Hình 2.8 Mặt cắt địa chấn theo thời gian tuyến Ayunpa Phía kết theo tài liệu cũ, phía tài liệu xử lý lại Tuyến địa chấn phản xạ 2D Ayunpa sau xử lý lại (hình 2.8) có áp dụng phương pháp hiệu chỉnh tĩnh giao thoa khúc xạ ta thấy: Phần nông ranh giới liên tục rõ ràng tài liệu cũ nhiều Đặc biệt vòng tròn màu xanh xử lý lại xuất ranh giới nằm thoải tiếp xúc với đá gốc tạo nên lớp trầm tích có dạng vát nhọn Hình 2.9 kết xử lý tuyến địa chấn phản xạ Krongpa Phần hình kết theo tài liệu cũ, phần kết xử lý lại có áp dụng phương pháp hiệu chỉnh tĩnh giao thoa khúc xạ ta thấy: Phần nông ranh giới liên tục rõ ràng tài liệu cũ nhiều, mặt phản xạ có độ liên tục cao Đặc biệt vòng tròn màu xanh xử lý lại mặt phản xạ không bị chồng chéo tài liệu cũ, nhìn rõ đới dập vỡ liên quan đến đứt gãy Hình 2.9 Mặt cắt địa chấn theo thời gian tuyến Krongpa Phía kết theo tài liệu cũ, phía tài liệu xử lý lại 15 Hình 2.10 Mặt cắt địa chấn theo thời gian tuyến Đông Triều Quảng Ninh CHƯƠNG 3: MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT Ở TRŨNG SÔNG BA VÀ VÙNG ĐÔNG TRIỀU – QUANG NINH TỪ KẾT QUẢ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ 3.1 Phân tích mặt cắt địa chấn Các mặt cắt địa chấn nhận sau trình xử lý biểu diễn cấu trúc địa chất dạng trường sóng địa chấn Để có cấu trúc địa chất dọc tuyến khảo sát địi hỏi phải tiến hành giải thích địa chất mặt cắt địa chấn Ngày nay, địa chấn địa tầng đưa quy trình để phân tích mặt cắt địa chấn Quy trình gồm bước sau: Bước 1: Phân chia mặt cắt địa chấn theo phương thẳng đứng thành tập địa chấn Về mặt địa chất tập địa chấn gồm tập hợp lớp trầm tích có liên quan với nguồn gốc giới hạn đường tiếp xúc hai mặt bất chỉnh hợp Điều tập địa chấn phân vị địa tầng địa chất Bước 2: Xác định ranh giới địa chấn địa tầng dựa vào dấu hiệu nằm kết thúc mặt phản xạ nằm nằm ranh giới địa chấn địa tầng Các dấu hiệu để xác định ranh giới địa tầng gồm dấu hiệu chống (toplap), bào mòn cắt xén (trucation), đào khoét để xác định ranh giới tập Để xác định ranh giới bất chỉnh hợp đáy tập người ta sử dụng dấu hiệu: chống đáy (downlap), kề áp (onlap)… Bước 3: Xác định tướng tập địa chấn Việc xác định tướng chủ yếu dựa vào đặc trưng trường sóng mà chủ yếu dựa vào hình dạng, nằm bề mặt phản xạ sóng, tần số, biên độ sóng phản xạ Các đặc điểm liên quan chặt chẽ với thăng giáng mực nước biển Bước 4: Xác định đứt gãy kiến tạo Các đứt gãy kiến tạo xác định dựa vào dấu hiệu sau: - Tồn dịch chuyển theo phương thẳng đứng cách hệ thống mặt phản xạ nằm phía đứt gãy - Tồn đới sóng - Sóng phản xạ từ mặt trượt đứt gãy, đứt gãy đổ thoải + Sự gián đoạn đột ngột hướng dốc Trên mặt cắt địa chấn tồn vùng sóng + Sự có mặt đứt gãy làm cho trục đồng pha, mặt phản xạ sóng bị dịch cách có hệ thống + Sự có mặt đứt gãy làm xuất sóng tán xạ, sóng khúc xạ, phản xạ, vùng tối hình chóp hai bên mép đứt gãy 16 3.2 Một số đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Ba theo tài liệu địa chấn phản xạ 3.2.1 Giải thích địa chất số liệu địa chấn tuyến Krơngpa Tại mặt cắt đề án “Trầm tích luận thành tạo Neogen Tây Nguyên khoáng sản liên quan” TS Trịnh Hải Sơn làm chủ nhiệm tiến hành khoan lỗ khoan LK.N02 với chiều sâu 502m Theo tài liệu khoan (hình 3.1), trầm tích Neogen chia làm tập, chi tiết tập sau: Hình 3.1 Cột địa tẩng lỗ khoan LK.N02 Lỗ khoan LK.N02 khoan qua trầm tích hệ tầng Sơng Ba gặp đá móng đá phun trào ryolit hệ tầng Mang Yang Tại đây, đá trầm tích hệ tầng Sơng Ba phủ bất chỉnh hợp lên đá phun trào ryolit hệ tầng Mang Yang bị trầm tích hệ tầng Kon Tum (13,8 - 88,0m) trầm tích Đệ Tứ phủ lên Thành phần hệ tầng Sông Ba theo tài liệu lỗ khoan LK.N02 (từ độ sâu 88,0m đến 499m) từ lên gồm tập sau: Tập 1: Gồm 12 lớp, thành phần trầm tích phân bố từ 249,5 – 499m Tập 2: Gồm lớp, thành phần trầm tích phân bố từ 88,0 – 249,5m Lỗ khoan LK.N02 tương đương với vị trí ĐGC 724 tuyến đo địa chấn phản xạ Krongpa Mặt cắt địa chấn tuyến 2- Krơngpa trình bày hình 3.2 Từ mặt cắt địa chấn quan sát thấy tập địa chấn từ xuông gồm: - Tập A: có đặc trưng trường sóng có biên độ phản xạ mạnh, liên tục phân lớp nằm ngang Tập phân cách với tập nằm ranh giới R4 Ranh giới R4 xác định ranh giới bất chỉnh hợp từ dấu hiệu chống rõ ràng từ pha phản xạ bên Chiều dày trung bình 42m - Tập B3: nằm góc trái lát cắt từ ĐGC 12 đến ĐGC 805 Tập có đặc trưng trường sóng trung bình đơi chỗ gián đoạn Đáy tập mặt phản xạ mạnh, liên tục R3 coi dạng bất chỉnh hợp bao bọc Phần đáy tập, pha sóng khơng đều, khu vực đầu tuyến Các pha sóng có lẽ liên quan với lớp mỏng cuội kết Ranh giới trùng với ranh giới hệ tầng Kontum theo tài liệu lỗ khoan LK.N02 - Tập B2: Tập B2 phân chia với tập B3 bên ranh giới R3 Tập B2 có pha sóng phản xạ tương đối mạnh liên tục Các pha phản xạ đổ thoải từ cuối tuyến phía đầu tuyến có độ dốc khoảng (từ 15 đến 300) Chúng liên quan đến phân nhịp lớp trầm tích có thành phần thay đổi (sét-bột-cát-sạn-cuội) xuất phổ biến mà kết khoan trước Ranh giới R2 mặt phản xạ mạnh liên tục phân chia tập B2 với tập B1 có biên độ phản xạ mạnh bên Ranh giới có dạng bất chỉnh hợp chống Nó đáy tập theo tài liệu lỗ khoan LK.N02 17 - Tập B1: Tập B1 phân chia với tập B2 bên ranh giới R2 tập C bên ranh giới R1 Tập B2 có pha sóng phản xạ mạnh liên tục, phần tập Các pha phản xạ bị uốn cong theo ranh giới R1 có độ dốc lớn liên quan đến tập than nâu tương đối phát triển khu vực Với trường sóng địa chấn mặt phản xạ mạnh liên tục, dự đốn tập chứa than khu vựng nghiên cứu Chúng liên quan đến phân nhịp lớp trầm tích có thành phần thay đổi (sét-bột-cát-sạn-cuội) xuất phổ biến mà kết khoan trước Ranh giới R ranh giới bất chỉnh hợp dạng gá đáy có chiều sâu thay đổi từ (cuối tuyến) đến 750m (đầu tuyến) Chiều dày trung bình tập khoảng 450m - Tập C: nằm bên ranh giới R1 Trong tập khơng quan sát pha sóng phản xạ, đặc trưng trường sóng “câm” thường thấy đá gốc Đá thuộc tập C lộ cuối tuyến đo xác định thuộc phức hệ Vân Canh Dựa vào đặc điểm trường sóng xếp lớp, tập mô tả dự đốn tập A trầm tích đệ tứ, tập B trầm tích Neogen phủ khơng chỉnh hợp lên đá gốc có lẽ phức hệ Vân Canh tuổi Trias Hình 3.2 Mặt cắt địa chấn tuyến – Krôngpa theo chiều sâu 3.2.2 Giải thích địa chất số liệu địa chấn tuyến Ayunpa Trên mặt cắt thời gian, theo phương TN-ĐB (từ đầu tuyến, phía trái phía cuối tuyến, phía phải) thấy rõ thay đổi hình thái trường sóng Mặt cắt chia thành hai phần Phần thứ (phần I) đầu tuyến kéo dài đến khoảng ĐGC 380, phần thứ hai (phần II) phần cịn lại tuyến Trường sóng phần I hồn tồn nhiễu, khơng quan sát thấy pha sóng phản xạ Đây trường sóng “câm” đặc trưng cho thể đá gốc mà hệ thống quan sát địa chấn không đủ lớn để ghi nhận ranh giới phản xạ bên Phần II ĐGC 380 đến cuối tuyến (ĐGC 1370) có đặc trưng khác hẳn Các pha song phản xạ mạnh quan sát đến khoảng 700ms Các pha sóng có dạng song song, gần nằm ngang khu vực tuyến đổ thoải đoạn cuối tuyến Do tuyến ngắn nên không theo dõi phát triển pha sóng Theo chiều thẳng đứng, quan sát thấy tập địa chấn, từ xuống gồm: - Tập A: có đặc điểm trường sóng yếu, tính phân lớp nằm ngang, đáy tập mặt phản xạ mạnh, tính liên tục cao Tập phân cách với tập B3 nằm ranh giới R4 Đây mặt ranh giới bất chỉnh hợp có dấu chống đào khoét Dựa vào đặc điểm trường sóng tập A tập cát bột aluvi lịng sơng Chiều dày trung bình tập khoảng 37m - Tập B3: phân cách với tập A R4 tập B2 ranh giới R3 Ranh giới R3 uốn lượn liên tục theo tập B lót đáy bên Tập B3 đặc trưng phản xạ trung bình đến mạnh tương đối liên tục đặc biệt phần cuối tuyến, mà pha sóng có xu hướng đổ xiên xuống Phần đầu tuyến có dạng hình nêm tiếp xúc với khối Granit cứng 18 Theo đặc điểm trường sóng tập B3 tập bột, cát, sạn kết Ranh giới R3 liên quan đến lớp cuội kết mỏng than nâu Chiều dày trung bình tập khoảng 240m - Tập B2: Tập B2 nằm bên tập B3 có đáy ranh giới R2 Ranh giới R2 có hình thái uốn lượn ngược chiều với ranh giới R3 Tập B2 có đặc trưng trường sóng liên tục trung bình có chỗ gián đoạn, thành phần có lẽ trầm tích hạt thô so với tập B3 Đáy tập nhận biết khác biệt với trường sóng phản xạ yếu bên Chiều dày trung bình tập khoảng 280m - Tập B1: Tập B1 có đặc trưng trường sóng khác hồn tồn so với hai tập B3 B2 nằm Trường sóng yếu, khơng quan sát pha sóng phản xạ, điều cho thấy thành phần vật chất trầm tích tương đối đồng Chiều dày trung bình tập khoảng 180-300m - Tập C: Nằm bên ranh giới R1 có thay đổi tương đối nhanh (biên độ từ 640m đến 860m – hình 3.7) Ranh giới R1 đôi chỗ không liên tục, xác định dựa pha sóng tán xạ tập C, ranh giới bất chỉnh hợp Các pha sóng tán xạ xuất nhiều tập C (ranh giới R1) có địa hình lồi lõm, phức tạp, đáy thành tạo Neogen Dựa vào đặc điểm trường sóng xếp lớp, tập mô tả dự đốn tập A trầm tích đệ tứ, tập B trầm tích Neogen phủ khơng chỉnh hợp lên đá gốc có lẽ phức hệ Vân Canh tuổi Trias Kết nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất trũng sông Ba theo tài liệu địa chấn phản xạ NCS cơng bố cơng trình “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc trũng Sông Ba theo tài liệu địa chấn phản xạ”, Tạp chí cơng nghiệp mỏ thuộc Hội Khoa học Công Nghệ Mỏ Việt Nam số 12 năm 2018, Hà Nội Hình 3.3 Mặt cắt địa chấn tuyến – Ayunpa theo chiều sâu 3.3 Một số đặc điểm cấu trúc địa chất vùng Đông Triều theo tài liệu địa chấn phản xạ 3.3.1 Ranh giới tập địa chấn Các trầm tích chứa than hệ tầng Hịn Gai phân bố địa hào Mạo Khê - Uông Bí theo phương Tây- Đơng hình thành hai đứt gãy: F18 phía Nam FTL (Trung Lương) phía Bắc Với kết tuyến đo địa chấn 2D vùng Đông Triều – Quảng Ninh, xác định ranh giới chính, ký hiệu R1, R2 R3 - Ranh giới R1 có đặc điểm, phía mặt phản xạ có biên độ mạnh liên tục Đây ranh giới phụ hệ tầng T3n-rhg3 T3n-rhg2 19 - Ranh giới R2 có đặc điểm, phía mặt phản xạ có biên độ yếu, tính liên tục khơng cao - Ranh giới R3 có đặc điểm, phía mặt phản xạ có biên độ mạnh liên tục Trên sở ranh giới phản xạ phân tập địa chấn với đặc điểm trường sóng khả chứa than sau: Tập 1: Phân bố tuyến đến gần cuối tuyến phía R1, thuộc phụ hệ tầng T3nrhg3 nên tập nghèo than Tập 2: Nằm R1 R2 thuộc phụ hệ tầng T3n-rhg2, có đặc điểm trường sóng biên độ thấp tần số trung bình, tính liên tục khơng cao Dự đốn tập nghèo than, tương ứng với tầng chứa than từ vách V.1(36) đến vách V.25(60) Điều phù hợp với tài liệu “Báo cáo điều tra, đánh giá tiềm than mức -300m bể than Quảng Ninh” Nguyễn Văn Sao làm chủ biên Tập 3: Nằm R2 R3 thuộc phụ hệ tầng T3n-rhg2, có đặc điểm trường sóng biên độ mạnh tần số trung bình, tính liên tục cao Dự đốn tập giàu than, tương ứng với tầng chứa than Điều phù hợp với tài liệu “Báo cáo điều tra, đánh giá tiềm than mức -300m bể than Quảng Ninh” Nguyễn Văn Sao làm chủ biên Tuy nhiên phần cuối tuyến có lỗ khoan thực với chiều sâu 202m chớm vào tập nghèo than chưa tới tập giàu than Nếu tiến hành khoan thăm dò từ vị trí ĐSC 1400 cách đầu tuyến khoảng 7000m đến cuối tuyến sớm gặp tập địa chấn thứ giàu than 3.3.2 Hệ thống đứt gãy Trên mặt cắt địa chấn (hình 3.4) xác định đứt gãy kiến tạo, theo thứ tự từ đầu tuyến đến cuối tuyến F1, F2, F3, F4, F5 F6 Đứt gãy F1 đứt gãy thuận đổ hướng Nam có biên độ dịch chuyển lớn, nằm vị trí ĐSC số 153, cách đầu tuyến khoảng 765m Đứt gãy tương đồng với đứt gãy F.433 theo tài liệu “Báo cáo điều tra, đánh giá tiềm than mức -300m bể than Quảng Ninh” [3] - Đứt gãy F2 đứt gãy nghịch đổ hướng Nam có biên độ dịch chuyển lớn, nằm vị trí ĐSC số 208, cách đầu tuyến khoảng 1040m Đứt gãy tương đồng với đứt gãy FC theo tài liệu “Báo cáo điều tra, đánh giá tiềm than mức -300m bể than Quảng Ninh” - Đứt gãy F3 đứt gãy nghịch có biên độ dịch chuyển nhỏ, nằm vị trí ĐSC số 301, cách đầu tuyến khoảng 1500m Đây đứt gãy nhỏ phân bố chiều sâu khoảng 620m đến 1050m Đứt gãy khơng có tài liệu “Báo cáo điều tra, đánh giá tiềm than mức -300m bể than Quảng Ninh” Đứt gãy F4 đứt gãy thuận đổ hướng Nam có biên độ dịch chuyển lớn, nằm vị trí ĐSC số 414, cách đầu tuyến khoảng 2070m Đứt gãy tương đồng với đứt gãy F.129 theo tài liệu “Báo cáo điều tra, đánh giá tiềm than mức -300m bể than Quảng Ninh” Đứt gãy F5 đứt gãy thuận đổ hướng Bắc có biên độ dịch chuyển nhỏ, nằm vị trí ĐSC số 1140, cách đầu tuyến khoảng 5700m Đứt gãy tương đồng với đứt gãy F.2 theo tài liệu “Báo cáo điều tra, đánh giá tiềm than mức -300m bể than Quảng Ninh” Nguyễn Văn Sao làm chủ biên Cũng theo tài liệu trên, đứt gãy cắt qua phụ hệ tầng T3n-rhg3, nhiên theo tài liệu địa chấn phản xạ hệ tầng T3n-rhg3 vị trí mặt phản xạ liên tục, khơng có dấu hiệu đứt gãy 20 Đứt gãy F6 đứt gãy thuận đổ hướng Bắc có biên độ dịch chuyển nhỏ, nằm vị trí ĐSC số 1334, cách đầu tuyến khoảng 6670m Đứt gãy tương đồng với đứt gãy Trung Lương theo tài liệu “Báo cáo điều tra, đánh giá tiềm than mức -300m bể than Quảng Ninh” Hình 3.4 mặt cắt địa chấn sau phân tích minh giải Sơ đồ vị trí đứt gãy theo tài liệu địa chấn trình bày hình 3.5 Hình 3.4 Mặt cắt địa chấn theo chiều sâu kết phân tích minh giải Hình 3.5 Vị trí đứt gãy theo tài liệu địa chấn vùng Đông Triều – Quảng Ninh 3.3.3 Cấu trúc uốn nếp Từ mặt cắt địa chấn phản xạ 2D nhìn thấy rõ cấu trúc nếp lõm phía Bắc (cuối tuyến đo) cấu trúc nếp lồi phía Nam (đầu tuyến đo) Cấu trúc nếp lõm Phía Bắc giáp đứt gãy Trung Lương, phía Nam giáp với nếp lồi có độ dốc 30 - 500, cánh Nam 20 - 400 trục nếp uốn hướng song song với đứt gãy Trung Lương Tuyến đo địa chấn phản xạ gần vng góc với trục nếp lõm Trung tâm nếp lõm nằm vị trí khoảng ĐSC 1118, để gặp vỉa than có giá trị cơng nghiệp cần khoan sâu từ 1200 đến 1500m Cấu trúc nếp lõm thể rõ (hình 2.57 mơ hình vận tốc) Đối sánh với tài liệu địa chất, khẳng định nếp lõm Trung Lương Cấu trúc nếp lồi Nằm phía Nam (đầu tuyến đo), độ dốc cánh Bắc thoải 20 - 400, cánh Nam đứng 30 550 Tại có nhiều đứt gãy nên cấu trúc phức tạp Tập địa chấn thứ đẩy lên cao nên tập trung nhiều vỉa than nằm nông Cấu trúc nếp lồi thể rõ (hình 2.57 mơ hình vận tốc) Đối sánh với tài liệu địa chất, khẳng định nếp lồi Mạo Khê Ngồi thấy cấu trúc địa hào nằm đứt gãy thuận F1 phía Nam đứt gãy nghịch F2 phía Bắc Trên mặt cắt địa chấn không thấy dấu hiệu tồn đứt gãy F.B theo tài liệu địa chất 21 Xác định, xác hóa vị trí đứt gãy kiến tạo Theo tài liệu địa chấn phản xạ 2D không thấy dấu hiệu xuất đứt gãy F.B mặt cắt địa chất thu thập Để làm rõ tồn tại, vị trí đứt cần đo kéo dài tuyến địa chấn phía Nam Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất tài liệu địa chấn phản xạ Tại vùng khảo sát xác định cấu trúc nếp lõm phía Bắc cấu trúc nếp lồi phía Nam KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đề tài luận án “Nghiên cứu số đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Ba vùng Đông Triều – Quảng Ninh theo tài liệu địa chấn phản xạ” hoàn thành nhiệm vụ theo mục tiêu nội dung nghiên cứu Từ kết nghiên cứu rút kết luận sau: Đặc điểm cấu trúc địa chất trũng sông Ba theo tài liệu địa chấn phản xạ Để xây dựng lịch sử phát triển bồn trầm tích Neogen trũng Sông Ba cần sử dụng phương pháp phân tích bồn trầm tích sở phân tích q trình lấp đầy bồn trầm tích nhằm đưa thơng tin đặc điểm (hình dạng, thành phần, cấu trúc ) bồn trầm tích, chế tiến trình hình thành bồn trầm tích, từ luận giải tiềm (thành tạo bảo tồn) khoáng sản liên quan Một nhiệm vụ quan trọng phương pháp phân tích bồn trầm tích xác định ranh giới bồn nhằm xác định đường bờ cổ thành lập mơ hình 3D bồn trầm tích Kết đo địa chấn phản xạ 2D AyunPa Kroong Pa góp phần quan trọng kết hợp với tài liệu khác (như địa vật lý máy bay, trọng lực, viễn thám, tài liệu lỗ khoan) để hoàn thành việc xây dựng cấu trúc bồn trầm tích 3D khu vực Mặc dù khối lượng đo địa chấn không lớn chưa cắt qua tồn chiều ngang trũng sơng Ba, nhiên, đóng góp lớn kết phương pháp địa chấn phản xạ 2D xác định đáy trầm tích Neogen khu vực tuyến đo (đáy bồn) có hình thái lồi lõm chiều sâu lớn 800m Đây kết so với kết nghiên cứu trước cho chiều dày hệ tầng Sơng Ba nhỏ 400m Bên cạnh đó, kết đo địa chấn phản xạ 2D xác định ranh giới phân chia hệ tầng Sông Ba, Kontum Đệ tứ Kết hợp với tài liệu lỗ khoan LK02, dựa sở xác định mối quan hệ đặc điểm trường sóng lát cắt địa chấn với đặc điểm địa chất phân chia hệ tầng Sông Ba gồm tập lớp cát kết, bột kết, sét kết xen kẽ với lớp sạn kết, cuội kết tập than nâu khơng liên tục có đặc trưng pha sóng đứt đoạn, biên độ tần số thay đổi Như vậy, phương pháp địa chấn phản xạ phương pháp quan trọng phục vụ nghiên cứu bồn trũng điều kiện mặt cắt trầm tích lộ kém/lộ không đầy đủ, bị phủ bazan thành tạo Neogen Tây Nguyên Đặc điểm cấu trúc địa chất vùng Đông Triều – Quảng Ninh theo tài liệu địa chấn phản xạ Việc xác định tin cậy trữ lượng than khả khai thác than chịu ảnh hưởng mức độ xác việc xác định yếu tố cấu trúc địa chất đứt gãy (bao gồm tham số góc dốc, hướng cắm, biên độ dịch chuyển), cấu trúc uốn nếp (hướng trục, góc dốc cánh) Khi xác định đắn đứt gãy nếp uốn bể than cho biết xác số lượng vỉa, khu vực tập trung tài nguyên than, nâng cao đáng kể độ tin cậy tài nguyên than 22 Trong khu vực có tuyến đo địa chấn, kết nghiên cứu cấu trúc địa chất trước số đứt gãy nêu báo cáo địa chất thiếu cơng trình để khống chế, chưa làm rõ tác động chúng làm xê dịch tập chứa than, tập đá Trong nhiều khu vực, cánh cấu trúc nếp uốn chưa liên hệ với cách hợp lý, nhiều giả định gượng ép, uốn nếp nhỏ chưa xác định Với tuyến đo trùng với tuyến XVII, mặt cắt địa chấn phản xạ 2D cho phép so sánh, từ đánh giá khả phương pháp địa chấn phản xạ nghiên cứu cấu trúc địa chất khu vực Về tổng thể, yếu tố cấu trúc địa chất xác định mặt cắt địa chấn tương đối phù hợp mặt cắt địa chất có Tuy nhiên, bên cạnh yếu tố cấu trúc phù hợp – khẳng định thêm kết nghiên cứu trước – cịn xác hóa vị trí tham số chúng Đây lợi phương pháp địa chấn phản xạ nghiên cứu cấu trúc địa chất phục vụ đánh giá tiềm tài nguyên khoáng sản Kết áp dụng phương pháp hiệu chỉnh tĩnh xử lý tài liệu địa chấn phản xạ Nghiên cứu áp dụng biện pháp kỹ thuật thu nổ hợp lý yếu tố định thành công phương pháp địa chấn phản xạ nghiên cứu địa chất sử dụng máy đo địa chấn có cấu hình thấp (số kênh ít, khoảng cách máy thu nhỏ) Ở Việt Nam, số lượng máy đo địa chấn có cấu hình thấp lớn, chúng có lợi kinh phí khảo sát có khối lượng khơng nhiều (vài km tuyến) đối tượng khảo sát tương đối nông (