STT Mức mã hóa Giá trị của ∆U/∆K
1 1 ∆U/∆K < 5
2 2 ∆U/∆K ≥ 5
Chỉ tiêu thứ 6: Chỉ số nhiều thành phần F (F=U.K/Th) đƣợc mã hóa ở 3 mức 1,2,3. Bảng 2.7: Các mức mã hóa theo chỉ số nhiều thành phần
STT Mức mã hóa Giá trị của F
1 1 F < 1
2 2 1 ≤ F ≤ 1.5
3 3 F > 1.5
Nhƣ vậy, mỗi một dị thƣờng sẽ đƣợc mã hóa thành 6 ký tự với 2 chữ cái và 4 chữ số, ví dụ: dị thƣờng 34 mang mã số BA.1224.
Nếu gọi các dị thƣờng có cùng mã số là một lớp dị thƣờng thì thực tế sẽ tồn tại rất nhiều lớp dị thƣờng. Trên cơ sở các dị thƣờng đã đƣợc mã hóa, tiến hành phân loại theo các nhóm dị thƣờng có bản chất phóng xạ khác nhau. Để xác định bản chất phóng xạ gồm có 3 chỉ tiêu: thứ 3, thứ 4 và thứ 5; các chỉ tiêu 1,2,6 tham gia đánh giá mức độ triển vọng khoáng sản và đặc điểm của đối tƣợng gây dị thƣờng.
Về bản chất phóng xạ, các dị thƣờng phổ gamma đƣợc phân loại thành 7 nhòm theo bảng sau: Bảng 2.8: Các nhóm bản chất phóng xạ của dị thƣờng phổ gamma STT Bản chất phóng xạ 1 Nhóm bản chất Uran (U) 2 Nhóm bản chất Kali (K) 3 Nhóm bản chất Thơri (Th)
4 Nhóm bản chất Uran – Kali (U-K) 5 Nhóm bản chất Thơri – Kali (Th-K) 6 Nhóm bản chất Thơri – Uran (Th-U) 7 Nhóm có bản chất hỗn hợp (H-H)
b, Đánh giá phân loại cụm dị thƣờng
Hiện nay trong công tác xử lý - phân tích tài liệu phổ gamma hàng khơng, bản đồ dị thƣờng phổ gamma đóng vai trò quan trọng, đặc biệt là trong việc tìm kiếm và dự báo các khống sản có ích. Tuy nhiên, trên thực tế khi tiến hành khai thác sử dụng loại tài liệu này vẫn gặp phải một số hạn chế, cần đƣợc nghiên cứu khắc phục. Đó là:
Bản đồ dị thƣờng phổ gamma đƣợc thành lập dựa theo kết quả phân loại bản chất phóng xạ của các dị thƣờng điểm đơn lẻ (dị thƣờng đơn) với một số lƣợng rất lớn (hàng nghìn dị thƣờng đối với mỗi đề án bay đo). Trong khi đó cơng tác kiểm tra mặt đất các dị thƣờng, bao gồm kiểm tra sơ bộ và kiểm tra chi tiết chỉ có thể thực hiện với một số lƣợng rất hạn chế những dị thƣờng tiêu biểu, mà việc lựa chọn, xác định chúng gặp nhiều khó khăn.
Trên thực tế các dị thƣờng phổ gamma thƣờng tập trung thành cụm hoặc dải (gọi chung là cụm), bao gồm tập hợp nhiều dị thƣờng đơn phân bố gần nhau trên một đối tƣợng địa chất nào đó. Trên mỗi yếu tố địa chất gây dị thƣờng các dị thƣờng thƣờng mang một đặc tính phóng xạ chung, liên quan với một loại hình khống sản nhất định nếu có. Do vậy, việc lựa chọn tiến hành kiểm tra mặt đất, cũng nhƣ việc dự báo các diện tích triển vọng khống sản ở các bƣớc phân tích tiếp theo thƣờng đƣợc tiến hành theo cụm. Trong khi đó, thực tế ta chỉ có bản đồ phân bố các dị thƣờng đơn. Rõ ràng là căn cứ trên bản đồ này rất khó có đƣợc một cách nhìn đầy đủ và khái qt về đặc điểm phóng xạ chung của tồn cụm. Do đó, việc lựa chọn các cụm dị thƣờng tiêu biểu đại diện cho từng nhóm bản chất phóng xạ để tiến hành kiểm tra mặt đất và đặc biệt là việc dự báo các diện tích triển vọng khống sản liên quan với các cụm dị thƣờng gặp nhiều khó khăn. Thực tế cơng việc này cịn dựa nhiều vào kinh nghiệm, mang tính chủ quan, chƣa dựa trên những tiêu chuẩn mang tính định lƣợng, có cơ sở khoa học chặt chẽ.
Để góp phần khắc phục khó khăn nói trên các nhà địa vật lý việt nam đã đƣa ra phƣơng pháp xác định các cụm dị thƣờng và bản chất của cụm dị thƣờng nhƣ sau:
- Xem một cụm dị thƣờng bao gồm tập hợp nhiều dị thƣờng đơn với các tham số phóng xạ khác nhau nhƣ là một dị thƣờng duy nhất với các tham số phóng xạ đặc trƣng chung nào đó.
- Các cụm dị thƣờng đƣợc đánh giá và phân loại bản chất phóng xạ thông qua 8 tham số chỉ tiêu: ∆J, T(1/2), ∆U/∆K, ∆Th/∆U, JU, JTh, JK, F tƣơng tự nhƣ đối với các dị thƣờng đơn.
Tám tham số phóng xạ đặc trƣng của cụm kể trên đƣợc xác định bằng cách xây dựng các đƣờng cong mật độ phân bố từ tập hợp số liệu trên các dị thƣờng đơn, từ đó xác định giá trị có tần suất lớn nhất làm giá trị đặc trƣng chung của cụm.
c, Ứng dụng hệ số tƣơng quan trong đánh giá, phân loại cụm dị thƣờng
Nhƣ nội dung đã đƣợc trình bày về hệ số tƣơng quan, chúng tôi đề xuất sử dụng phƣơng pháp hệ số tƣơng quan nhằm nâng cao chất lƣợng phân tích, xử lý số liệu.
Từ ý nghĩa toán học và ý nghĩa địa chất của hệ số tƣơng quan, thì các cặp hệ số tƣơng quan: RU/Th, RU/K và RTh/K đƣợc sử dụng nhƣ dấu hiệu để khoanh định các trƣờng xạ địa hóa cục bộ với giá trị ngƣỡng đƣợc chọn thông qua các đối tƣợng chuẩn đã biết của vùng nghiên cứu. Với các cụm dị thƣờng, hệ số tƣơng quan giúp nâng cao hiệu quả đánh giá và phân loại cụm dị thƣờng.
Nếu trong một cụm dị thƣờng có bản chất dị thƣờng là một nguyên tố (U hoặc Th hoặc K) thì chính sự phân bố khơng bình thƣờng của nguyên tố này sẽ dẫn tới R của nguyên tố đó với 2 ngun tố cịn lại sẽ nhỏ từ đó ta đƣa ra kết luận bản chất của cụm dị thƣờng này. Tƣơng tự nhƣ vậy nếu 2 hoặc cả 3 nguyên tố (U,Th,K) đều có sự phân bố bất thƣờng thì hệ số tƣơng quan lần lƣợt sẽ nhỏ hơn nhiều từ đó có những kết luận về bản chất dị thƣờng của cụm. Việc sử dụng hệ số tƣơng quan trong mục tiêu đánh giá phân loại cụm dị thƣờng đƣợc tiến hành nhƣ sau:
- Trên toàn cụm dị thƣờng tiến hành tính RU/Th, RU/K và RTh/K.
- So sánh các giá trị R tính đƣợc của cụm với các đối tƣợng mẫu của vùng từ đó đƣa ra kết luận về bản chất và mức độ triển vọng của cụm dị thƣờng.
Kết quả phân tích thử nghiệm của phƣơng pháp trên các tài liệu giả định và một số tài liệu thực tế cho thấy hồn tồn có thể sử dụng hệ số tƣơng quan hàm lƣợng các nguyên tố để nghiên cứu đặc điểm phân bố các trƣờng xạ địa hóa tự nhiên và các hệ số này có thể sử dụng khá tốt nhằm khoanh định các trƣờng xạ địa hóa cục bộ, nơi sảy ra các quá trình phân bố lại các ngun tố phóng xạ liên quan với các đới biến đổi có khả năng hình thành quặng hóa.
2.2.3. Ứng dụng phƣơng pháp trong dự báo triển vọng khống sản
Ngồi việc sử dụng hệ số tƣơng quan trong hỗ trợ và nâng cao hiệu quả trong đánh giá phân loại cụm dị thƣờng. Phƣơng pháp hệ số tƣơng quan đƣợc ứng dụng trong phân chia các thành tạo địa chất và dự báo triển vọng khoáng sản.
Phƣơng pháp đƣợc tiến hành dựa trên các thông số cƣờng độ bức xạ của các nguyên tố U, Th, K. Và sử dụng các giá trị hệ số tƣơng quan của các nguyên tố này nhằm mục tiêu phân chia các thành tạo địa chất và dự báo triển vọng khống sản góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng, phân tích số liệu phổ gamma hàng không. Phƣơng pháp đƣợc tiến hành nhƣ sau:
- Số liệu tiến hành xử lý là cƣờng độ bức xạ của các nguyên tố U, Th, K. - Lập một lƣới điểm đều trên tồn diện tích.
- Tiến hành mở cửa sổ quét với tâm là một điểm trên lƣới vừa lập. - Trên cửa sổ qt vừa mở tính các thơng số RU/Th, RU/K và RTh/K. - Giá trị RU/Th, RU/K và RTh/K đƣợc gán cho điểm ở tâm của cửa sổ quét. - Tiến hành dịch chuyển cửa sổ qt trên tồn diện tích với tâm cửa sổ lần lƣợt là tất cả các điểm trên toàn lƣới điểm đã lập ban đầu.
- Với mỗi điểm trên lƣới ta đƣợc 3 thông số RU/Th, RU/K và RTh/K . - Từ đó ta đƣợc 3 lớp dữ liệu mới là RU/Th, RU/K và RTh/K
- Thành lập các bản đồ đồng mức với 3 lớp dữ liệu vừa xác định
- Từ bản 3 lớp bản đồ đồng mức này tiến hành khoanh định đƣợc các ranh giới địa chất, các đứt gẫy địa chất và cũng từ đó có thể khoanh định đƣợc các cụm dị thƣờng và đƣa ra bản chất của cụm phục vụ cho công tác dự báo triển vọng khoáng sản.
Phƣơng pháp hệ số tƣơng quan đã đƣợc nhóm tác giả Nguyễn Viết Đạt, Nguyễn Xuân Bình, Võ Thanh Quỳnh xây dựng, hồn thiện và đƣa vào phân tích thử nghiệm với số liệu thực tế và cho kết quả tốt.
2.3. PHƢƠNG PHÁP TẦN SUẤT - NHẬN DẠNG[10]
Phƣơng pháp này do PGS.TS Võ Thanh Quỳnh đề xuất xây dựng năm 2007, và nhóm tác giả Võ Thanh Quỳnh, Nguyễn Xuân Bình, Nguyễn Đức Vinh nghiên cứu hồn thiện và cơng bố năm 2011. Nội dung chính của phƣơng pháp là trên cơ sở ứng dụng phƣơng pháp phân tích tần suất trong tổ hợp số liệu thống kê cũng nhƣ xây dựng thuật tốn phân tích, đối sánh, xác định đối tƣợng đồng dạng.
2.3.1. Phƣơng pháp phân tích tần suất
Phƣơng pháp phân tích tần suất với việc sử dụng tần suất trung bình của sự xuất hiện đồng thời các dấu hiệu do Griffths -Vinni đƣa ra tiến hành trên một loại đối tƣợng mẫu có nội dung tóm tắt nhƣ sau:
Giả sử ta có đối tƣợng nghiên cứu với k loại dấu hiệu, mỗi dấu hiệu có n số liệu đã biết. Khi đó ta có ma trận thơng tin các dấu hiệu của đối tƣợng mẫu nhƣ sau:
nk n n k k dt j i ...... ......... .......... ...... ...... 2 1 2 22 21 1 12 11 , (2.9) Trong đó:
k là số các tính chất của ma trận thông tin n là số lƣợng mẫu của mỗi loại thông tin
Mỗi phần tử ij của ma trận đƣợc biểu diễn bằng các khái niệm logic: “yes” hoặc “no” hoặc bằng các số 1 hoặc 0.
Theo Griffths-Vinni, lƣợng thông tin tƣơng đối của dấu hiệu thứ “i” đƣợc xác định theo công thức: 2 1 1 k k j n h hj hi i k n I (2.10)
Nếu sắp xếp các dấu hiệu của đối tƣợng theo thứ tự giảm dần của lƣợng thông tin tƣơng đối, ta sẽ đƣợc tập mới là *
i
I . Khi đó tỷ trọng thơng tin của tổng m dấu hiệu đầu tính theo tỉ lệ % trong tổng thông tin của tất cả k dấu hiệu đƣợc tính bằng: % 100 1 * 1 * 2 2 k i i m i i m I I P (2.11)
Tỷ trọng thông tin Pm là giá trị biểu hiện chất lƣợng của m tính chất lựa chọn trong k tính chất ban đầu. Theo nhƣ thuật toán này khi ta lựa chọn trƣớc một giá trị tỷ trọng thơng tin thì tƣơng ứng ta có thể tính tốn đƣợc m thơng tin tƣơng ứng. Nhƣ vậy thuật toán cho phép đánh giá chất lƣợng của từng loại thông tin và lựa chọn tập hợp chủng loại thơng tin có giá trị cao phục vụ các mục đích nghiên cứu.
2.3.2. Nội dung phƣơng pháp Tần suất - Nhận dạng
Lý thuyết của phƣơng pháp phân tích tần suất ở trên là một cơ sở để lựa chọn các tính chất tốt một cách định lƣợng. Nhƣ đã trình bày trong chƣơng 1, tổ hợp số liệu địa vật lý là tập hợp của các tính chất có chất lƣợng khác nhau. Và khi ứng dụng phƣơng pháp phân tích tần suất trong việc tìm một tổ hợp tính chất tốt phục vụ mục tiêu nhận dạng đối tƣợng là hiệu quả và có tính định lƣợng. Phương pháp Tần
suất – Nhận dạng là một phương pháp nhận dạng trong xử lý số liệu địa vật lý do PGS. TS. Võ Thanh Quỳnh đề xuất trên cơ sở ứng dụng phương pháp phân tích tần suất trong tổ hợp số liệu thống kê cũng như xây dựng thuật tốn phân tích, đối sánh, xác định đối tượng đồng dạng (kết quả đề tài QG06.16).
Các nội dung của phƣơng pháp tần suất nhận dạng gồm có 3 nội dung chính sau:
- Xây dựng ma trận thông tin của đối tƣợng mẫu. - Đánh giá, lựa chọn tổ hợp thông tin.
a, Xây dựng ma trận thông tin đối tƣợng mẫu
Đây là một nội dung rất quan trọng ảnh hƣởng tới kết quả phân tích của thuật tốn Griffths –Vinni, trƣớc hết cần có ma trận thông tin của đối tƣợng mẫu. Ma trận thông tin của đối tƣợng mẫu trong phƣơng pháp phân tích tần suất đƣợc xây dựng nhƣ sau:
Từ tập hợp số liệu của các chủng loại thông tin của đối tƣợng mẫu xây dựng các đƣờng cong biến phân (đƣờng cong mật độ phân bố). Từ các đƣờng cong biến phân xác định khoảng giá trị đặc trƣng cho từng tham số. Sau khi có đƣợc các khoảng giá trị đặc trƣng, dùng nó làm “cửa sổ quét” để tạo ra các đơn vị thông tin cho từng chủng loại thông tin của từng phần tử. Đối với mỗi phần tử của mỗi chủng loại thơng tin, nếu nó nằm trong khoảng giá trị đặc trƣng sẽ nhận giá trị là 1, nằm ngoài sẽ nhận giá trị là 0. Bằng cách này sẽ chuyển đƣợc một ma trận thông tin với các số liệu địa chất, địa vật lý bất kì về ma trận thơng tin chuẩn theo u cầu của thuật tốn với các phân tử là các giá trị 1 hoặc 0.
b, Đánh giá lựa chọn tổ hợp thông tin
Để tiến hành phân tích đối sánh, xác định các đối tƣợng đồng dạng, trƣớc hết cần đánh giá lựa chọn tổ hợp thơng tin có chất lƣợng cao từ tập hợp tất cả các chủng loại thơng tin có đƣợc về đối tƣợng nghiên cứu.
Nội dung này đƣợc thực hiện theo đúng phƣơng pháp phân tích tần suất nhƣ đã trình bày ở mục 2.1. Số lƣợng chủng loại thông tin m đƣợc lựa chọn tùy thuộc vào giá trị ngƣỡng của Pm cho trƣớc (ví dụ Pm ≥75%).
c, Phân tích đối sánh xác định các đối tƣợng đồng dạng
Phân tích đối sánh, xác định đối tƣợng đồng dạng là nội dung chính của một thuật toán nhận dạng.
Các đối tƣợng cần đối sánh với đối tƣợng mẫu để xem nó có đồng dạng với đối tƣợng mẫu hay không đƣợc thực hiện nhƣ sau:
- Xây dựng ma trận thông tin cho đối tƣợng đối sánh tƣơng tự nhƣ đối với đối tƣợng mẫu thơng qua các khoảng giá trị đặc trƣng của chính đối tƣợng mẫu.
- Tiến hành đánh giá tỷ trọng thơng tin cho tất cả các tính chất của đối tƣợng đối sánh bằng phƣơng pháp phân tích tần suất nhƣ trên.
- Tính tỷ trọng thơng tin của tổ hợp thông tin đã đƣợc lựa chọn của đối tƣợng mẫu cho đối tƣợng đối sánh. Có thể xem giá trị này tƣơng tự hệ số đồng dạng, ta gọi nó là chỉ số đồng dạng, kí hiệu P*
m.
Đối tƣợng đối sánh đƣợc xem là đồng dạng với đối tƣợng mẫu khi P*
m có giá trị đạt mức quy định nào đó.
CHƢƠNG 3
ÁP DỤNG MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TIẾN HÀNH PHÂN TÍCH THỬ NGHIỆM TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ MÁY BAY.
Trên cơ sở nghiên cứu khả năng ứng dụng của các phƣơng pháp trong xử lý phân tích tài liệu phổ gamma hàng khơng đƣợc trình bày ở chƣơng 2, học viên đã định hƣớng chọn 2 phƣơng pháp đó là ; Phƣơng pháp phân tích hệ số tƣơng quan và Phƣơng pháp Tần suất – Nhận dạng để tiến hành phân tích thử nghiệm với số liệu thực tế và kết hợp đối sánh với các nghiên cứu trƣớc đó nhằm mục tiêu đánh giá hiệu quả của các phƣơng pháp lựa chọn.
3.1. Giới thiệu khu vực nghiên cứu
3.1.1. Vị trí địa lý