quan điểm về địa tầng trầm tích xác định ranh giới và tuổi địa tầng
quan điểm về tướng môi trường trầm tích
sự biến đổi và phân vùng tướng địa chấn liên quan đến tướng thạch học, đặc điểm môi trường trầm tích
quan điểm cấu kiến tạo
qui luật phát triển đứt gãy, biến đổi tướng, đặc điểm các bất chỉnh hợp
quan điểm về tiềm năng dầu khí (phạm vi ứng dụng)
Phương pháp địa chấn phản xạ cho phép nghiên cứu tỷ mỷ lát cắt địa chấn vs độ chính xác cao. nó được sử dụng hiệu quả trong việc nghiên cứu cấu tạo phục vụ tìm kiếm dầu khí.phương pháp này có khả năng nghiên cứu từ độ sâu vài trăm đến vài ngàn mét.
Hiện nay phương pháp địa chấn phân giải cao đã được áp dụng có hiệu quả để nghiên cứu tỷ mỉ phần nông của lát cắt địa chấn nhằm giải quyết các nhiệm vụ của địa chấn công trình.
cũng được áp dụng rộng rãi nhằm nâng cao khả năng áp dụng phương pháp địa chấn phẩn xạ để giải quyết các nhiệm vụ của địa chấn công trình và thủy văn. điều kiện thuận lợi để áp dụng phương pháp địa chấn phản xạ là trong môi trường tồn tại các mặt ranh giới phân chia môi trường có sự khác biệt rõ rệt về trở
sóng,mặt ranh giới phân bố rộng trong toàn vùng và các tham số đàn hồi của mỗi lớp ít thay đổi theo phương nằm ngang.
Câu 15:Hãy trình bày về phương pháp địa chấn khúc xạ (BĐTK sóng khúc xạ công tác thực địa,phân tích tài liệu,phạm vi ứng dụng)
. Biểu đồ thời khoảng sóng khúc xạ
• Qua các kết quả tính toán ở trên có thể rút ra nhận xét là:
Khi mặt ranh giới phẳng, BĐTK sóng khúc xạ là những đoạn thẳng, đường kéo dài của chúng cắt nhau tại giá trị t0. Khi mặt ranh giới cong, hệ số góc của BĐTK thay đổi theo góc nghiêng của mặt ranh giới và dạng BĐTK cũng là đường cong phụ thuộc vào hình dạng mặt ranh giới.
Sóng khúc xạ chỉ xuất hiện cách điểm nổ những khoảng nhất định. Tại các điểm đầu, thời gian xuất hiện sóng phản xạ và sóng khúc xạ như nhau nên BĐTK của sóng phản xạ và sóng khúc xạ tiếp xúc với nhau.
Nếu góc nghiêng ϕ quá lớn (ϕ > 900 - i) thì các tia sóng khúc xạ không có khả năng quay trở về mặt quan sát.
Phân tích tài liệu địa chấn khúc xạ
• Liên kết sóng khúc xạ
Đối với các sóng đầu đến sớm hơn các sóng khác thì có thể tiến hành liên kết đầu sóng, còn các sóng khúc xạ đến chậm hơn các sóng khác nên không theo dõi được đầu sóng mà phải liên kết các đỉnh cực trị của dao động, gọi là liên kết pha sóng
Để xây dựng mặt ranh giới khúc xạ cần tính tốc độ trung bình của lớp phía trên mặt ranh giới (vtb) và tốc độ của sóng trượt phía dưới mặt ranh giới (vrg).
Việc xác định vtb dựa vào phân tích tài liệu địa chấn phản xạ hoặc địa chấn giếng khoan.
Phương pháp biểu đồ thời khoảng hiệu xác định vrg.
Xây dựng mặt ranh giới khúc xạ Phương pháp trung bình số học (t0). Công tác thực địa
Để tiến hành phương pháp địa chấn khúc xạ,cần bố trí tuyến quan sát chọn điều kiện phát sóng và lựa chọn tham số ghj sóng
Khi điểm nổ cà điểm quan sát sóng cùng nằm trên 1 đường thẳng gọi là tuyến dọc.mối quan hệ giữa điểm nổ và các điểm quan sát được xác định bởi 1 hệ quan sát
trong địa chấn khúc xạ thường dùng quan sát giao nhau và đuổi nhau để đảm bảo theo dõi sóng đến từ các mặt ranh giới 1 cách tin tưởng
đặc điểm của hệ quan sát sóng khúc xạ là chặng máy phải đặt xa nguồn nổ 1 khoảng xác định để đẩm bảo ghi được sóng từ các mặt ranh giới khác nhau
việc lựa chọn điều kiện phát sóng tùy thuộc vào độ sâu nghiên cứu cũng như môi trường địa chất đặc biệt là chiều dày vs đới tốc độ nhỏ
Khi tiến hành thăm dò địa chấn trong môi trường nước có thể sử dụng nguồn khí nén nổ hỗn hợp khí hoặc nguồn điện thủy lực.trong các nguồn thì nguồn khí kích thích các dao động tần thấp nên dùng để nghiên cứu phần sâu của lát cắt.loại nguồn điện thủy lực kích thích được các dạo động tần cao nên thường được sử dụng để nghiên cứu lát cắt nông vs độ chính xác cao trong địa chất công trình
nói chung 1 lát cắt số mặt ranh giới khúc xạ không nhiều nên việc ghi sóng khúc xạ khá thuận lợi không cần sử dụng bộ phận tự động điều chỉnh biên độ trong bộ khuếch đại.
phạm vi ứng dụng
phương pháp địa chấn khúc xạ được áp dụng trong các điều kiện môi trường địa chất có các mặt ranh giới thỏa mãn điều kiện Vi+1>Vi.phương pháp này có khả năng nghiên cứu ở các độ sâu lớn từ vài kilomet đến hàng chục kilomét như xác
định mặt móng kết tinh trong nghiên cứu cấu tạo tìm kiếm dầu khí.mặt khác, phương pháp địa chấn khúc xạ còn được sử dụng có hiệu quả trong nghiên cứu địa chất công trình vs độ sâu nghiên cứu nhỏ từ vài mét đến vài chục mét để khảo sát địa hình đá gốc,đáy thung lũng ngầm
Câu 16:cơ sở vật lý địa chất của phương pháp thăm dò phóng xạ (hiện tượng phóng xạ, các quy luật phân rã,các tương tác của bức xạ phóng xạ vs vật chất,tính phóng xạ của đất đá,nước không khí)phạm vi ứng dụng thăm dò phóng xạ
Hiện tượng phóng xạ
Hiện tượng phóng xạ là quá trình hạt nhân nguyên tử của một số nguyên tử tự
phân rã biến đổi thành hạt nhân nguyên tử của nguyên tố khác, chuyển trạng thái năng lượng ban đầu về trạng thái năng lượng thấp hơn, bền vững hơn kèm theo sự phát ra năng lượng dưới dạng các hạt α, β và bức xạ γ.
• Phân rã α
ZXA → (Z-2)Y(A-4) + 2He4 94Pu240→ 92U236 + 2He4 Bức xạ α :
- là dòng hạt nhân nguyên tử Heli mang điện dương.
- năng lượng của hạt α khi tách khỏi hạt nhân rất lớn (8 – 10 MeV). - tốc độ chuyển động của hạt α nằm trong khoảng 1,42.109 cm/s đến
2,5.109 cm/s.
- khả năng ion hoá rất mạnh vì vậy tốc độ giảm rất nhanh và khả năng đâm xuyên yếu.
- Sự phân rã Beta (β)
- Chùm các hạt điện tử và pozitron gọi là bức xạ (tia) β.
- Năng lượng của hạt nhân β thay đổi trong một phạm vi rộng. Tốc độ chuyển động của nó xấp xỉ tốc độ của ánh sáng.
- Đặc điểm của bức xạ β: tia β có khả năng ion hoá chất khí nhưng kém hơn so với bức xạ α, riêng khả năng đâm xuyên thì lớn hơn.
- Bức xạ gama là bức xạ điện từ, tần số cao, nó vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt, không mang điện và không có khối lượng khi đứng yên.
- Năng lượng của bức xạ gama thay đổi phụ thuộc hạt nhân của các nguyên tố khác nhau (0,05 ÷ 3Mev).
- Đặc điểm của bức xạ gama: Bức xạ gama có khả năng ion hoá rất kém nhưng khả năng đâm xuyên rất lớn.
- a?Quy luật phân rã phóng xạ - D Quy luật phân rã phóng xạ
ZXA A → Z1Y B + (Z-Z1)W (A-B)
Quy luật phân rã phóng xạ không phụ thuộc vào các điều kiện khách quan bên ngoài.
Trong quá trình phân rã phóng xạ, số lượng nguyên tử của nguyên tố giảm dần theo quy luật nhất địnhãy phóng xạ
• Số nguyên tử bị phân rã dN trong khoảng thời gian t đến t+dt tỉ lệ với số nguyên tử N tại thời điểm t và khoảng thời gian phân rã dt.
• Dạng vi phân của định luật phân rã phóng xạ
• Dạng tích phân
Số lượng nguyên tử của các nguyên tố phóng xạ suy giảm theo qui luật hàm mũ
Qui luật phân rã phóng xạ phụ thuộc vào hằng số phân rã (λ). Đặc trưng cho xác suất phân rã của một nguyên tử của một nguyên tố trong một đơn vị thời gian.
Thời gian sống trung bình của một nguyên tử là đại lượng tỉ lệ nghịch với hằng số phân rã
Sự phân rã phóng xạ trong cả 3 dãy có những tính chất chung như sau:
Các nguyên tố đứng đầu mỗi dãy là các nguyên tố nặng, có chu kỳ bán rã rất lớn khoảng từ 108÷1010 năm.
Ở khoảng giữa của mỗi dãy đều có các chất phóng xạ thể khí như Radon (Rn) Thoron (Tn), Atinon (An) .
Cuối mỗi dãy là các chất bền vững không phóng xạ, đó là những đồng vị của chì (Pb).
Trong mỗi dãy phóng xạ đều có sự biến đổi phát tia α hoặc tia β liên tiếp làm khối lượng A của các nguyên tử và các đồng vị trong cùng một dãy thay đổi theo qui luật A=4n+c, trong đó n là số nguyên tử, c=2 (Uran), c=3 (Actini), và c=0 (Thori)
Tương tác bức xạ phóng xạvới vật chất
Tương tác của α
Khi hạt α đi qua vật chất nó tương tác với các điện tử của nguyên tử
va chạm của hạt α và điện tử làm tách điện tử ra khỏi quỹ đạo trở thành điện tử tự do thì gọi là sự ion hoá.
nếu điện tử không bị tách ra thành điện tử tự do mà chỉ bị kích thích đến một mức năng lượng cao hơn đó là hiện tượng kích thích.
hạt α cũng có thể gây ra phản ứng hạt nhân và sinh ra notron.
Tương tác của β
Khi hạt β đi qua vật chất có thể gây ra hiện tượng ion hoá, kích thích tán xạ và bức xạ hãm.
Sự tán xạ làm lệch hướng chuyển động của hạt β, khiến cho hành trình chuyển động của hạt β lớn hơn so quãng đường xuyên qua.
Bức xạ hãm làm hạt β bị cản trở, tốc độ giảm đột ngột, một phần động năng được bức xạ dưới dạng bức xạ điện từ.
Tương tác γ
Khi đi qua vật chất, bức xạ γ tương tác với nguyên tử, điện tử và hạt nhân của môi trường.
Khi tia γ có năng lượng thấp đi vào môi trường vật chất thì chúng tương tác với các điện tử và truyền toàn bộ năng lượng cho các điện tử . Các điện tử bị tách ra khỏi nguyên tử tạo thành quang điện tử, còn bức xạ γ thì bị hấp thụ hoàn toàn.
Hiệu ứng compton
Khi năng lượng của bức xạ γ tăng lên, sau khi va chạm bức xạ γ truyền một phần năng lượng cho điện tử, điện tử bị bắn ra khỏi nguyên tử với một góc đổ nhất định gọi là điện tử compton còn bức xạ γ bị giảm năng lượng và chuyển động theo góc tán xạ khác.
Hiệu ứng tạo cặp
Khi bức xạ γ có năng lượng cao (Eγ>1,02 MeV) chúng tương tác với hạt nhân
nguyên tử của vật chất, bị mất hoàn toàn năng lượng, từ hạt nhân bắn ra một cặp gồm một điện tử (e_) và một pozitron (e+).
Tương tác của Notron
Notron là các hạt không mang điện, có khối lượng bằng 1 và có khả năng đâm xuyên lớn. Khi hạt Notron tương tác với vật chất, tuỳ vào mức năng lượng của chúng mà có thể phân chia ra các loại nơtron sau:
Notron nhanh có E > 0,5 MeV
Notron trung gian có 1KeV< E < 0,5 MeV
Notron chậm có E < 1KeV
Notron nhiệt có E < 1KeV
Khi Notron tương tác với môi trường vật chất thường xảy ra các hiện tượng tán xạ đàn hồi, tán xạ không đàn hồi và phản ứng bắt giữ (hấp thụ).
Khi tán xạ đàn hồi, notron truyền một phần năng lượng của mình cho hạt nhân nguyên tử tạo thành hạt nhân giật lùi.
Khi tán xạ không đàn hồi, notron bị mất năng lượng rất nhiều, chúng kích thích hạt nhân nguyên tử, sau đó có thể phát xạ notron hoặc lượng tử.
Tính phóng xạ của đất, đá, nước, không khí . Đá magma
Các nguyên tố Uran, Thori phân bố phổ biến trong các đá magma dạng xâm tán. Phần lớn Uran nằm trong khoáng sàng có nguồn gốc nhiệt dịch, còn Thori chủ yếu nằm trong các mạch pecmatit.
Các thể magma xâm nhập nhỏ và trẻ có tính phóng xạ cao, ở các vùng tiếp xúc, đai cơ, những đới biến đổi nhiệt dịch, đới cà nát đứt gãy… thường có nồng độ các nguyên tố phóng xạ cao.
b. Đá trầm tích
Đá phiến sét, sét có tính phóng xạ cao hơn cả. Các loại trầm tích thuỷ hoá như Cacbonat, than, cát, thạch anh…có tính phóng xạ yếu. Cát kết có hàm lượng phóng xạ thay đổi trong một phạm vi rộng.
Do đặc điểm địa hoá của Uran và Thori khác nhau nên Uran thường tập trung trong đá sét còn Thori tập trung trong cát kết. Uran dễ hoà tan nên thường bị vận chuyển đến tập trung ở khoáng sàng trầm tích còn Thori không hoà tan nên nó tập trung trong các sa khoáng.
c. Đá biến chất
Qui luật phân bố các nguyên tố phóng xạ trong đá biến chất khá phức tạp, phụ thuộc vào thành phần của đất đá trước khi biến chất và mức độ biến chất.