CHƢƠNG 2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU SỬ DỤNG
4.2. Tính tốn các mơ hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất khu
vực miền Trung Việt Nam.
Trên cơ sở các nhánh tốc đồ thời gian truyền sóng P và sóng S cho khu vực miền Trung (Hình 3.5, bảng 3.2), chúng tơi đã tiến hành tính mơ hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất theo từng loại sóng tương ứng đối với khu vực nói trên. Q trình tính tốn được minh họa tại các hình từ hình 4.2 đến hình 4.7.
Các nhánh tốc đồ thời gian truyền sóng P và sóng S khu vực miền Trung có dạng như các bảng 3.2 và được hiển thị trên các giao diện của chương trình tính như các hình 4.2 – 4.7.
Các nhánh tốc đồ thời gian truyền sóng P
Hình 4.2: Giao diện đầu vào của chương trình tính tốn khi sử dụng thời gian truyền sóng P.
Cần lưu ý rằng giá trị Tr(reduction) trên hình 4.2 là giá trị được tính bằng cơng thức sau:
Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn r X T T V
Trong đó, Vr là giá trị trung bình của vận tốc sóng địa chấn P hoặc S tương ứng được sử dụng ở đầu vào của chương trình tính tốn (giá trị ở ơ cửa sổ số 7 của giao diện chương trình trên hình 4.1)
Thường đối với sóng P, chúng tơi chọn Vr = 8.0 km/s; cịn với sóng S chúng tơi chọn Vr = 5.0 km/s
Hình 4.3: Giao diện đầu ra của chương trình tính tốn khi sử dụng thời gian
truyền sóng P.
Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn
Các nhánh tốc đồ thời gian truyền sóng S
Hình 4.5: Giao diện đầu vào của chương trình tính tốn khi sử dụng thời gian truyền sóng S.
Hình 4.6: Giao diện đầu ra chương trình tính tốn khi sử dụng thời gian truyền của sóng S
Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn
Hình 4.7: Giao diện kiểm tra kết quả tính tốc đồ thời gian truyền sóng S ở đầu ra của chương trình.
Với các bước tính tốn như trên, chúng tơi đã xây dựng được các mơ hình vận tốc truyền sóng P và sóng S trong vỏ Trái đất khu vực miền Trung Việt Nam, chúng được trình bày trên hình 4.8.
V (km /s) -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 H ( k m ) P S
Hình 4.8. Các mơ hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất đối với khu vực miền Trung. S)Mơ hình vận tốc sóng S; P) Mơ hình vận tốc sóng P.
Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn
Phân tích các kết quả trên hình 4.8 ta thấy mơ hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất khu vực miền Trung Việt Nam gồm 3 lớp với vận tốc truyền sóng P, sóng S và chiều dày các lớp tương ứng như trong bảng 4 và hình 4.8.
Bảng 4
Các mơ hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất khu vực miền Trung và lân cận Mơ hình sóng P Mơ hình sóng S H(km) V(km/s) H(km) V(km/s) 0 5.71 0 3.11 4.23 5.71 3.45 3.11 4.23 6.8 3.45 3.31 18.31 6.8 19.94 3.3 18.31 7.55 19.94 3.63 40.1 7.58
So sánh mơ hình vận tốc sóng P với mơ hình vận tốc sóng S ta thấy có sự tương đồng rất rõ rệt cả về số lớp trong vỏ Trái đất cũng như độ sâu ranh giới (hay là chiều dày của các lớp) trong nó. Ví dụ, từ hình 4.3 cho thấy cả 2 mơ hình vận tốc sóng P và sóng S của khu vực này đều phản ánh 3 lớp với các độ sâu ranh giới tương ứng H1 ~ 3.45 - 4.23 km; H2 ~ 18.31- 19.94 km; H3 > 20 km. Sự tương đồng này vừa chứng tỏ mức độ chính xác của các tập số liệu được sử dụng trong tính tốn vừa chứng tỏ tính đúng đắn của các mơ hình cấu tạo vỏ Trái đất được xây dựng cho khu vực miền Trung. Như vậy các mơ hình này có thể sử dụng như là các mơ hình vận tốc trung bình cho khu vực miền Trung.
Cần lưu ý rằng, ngoài kết quả dạng sơ đồ như trên hình 4.8, chương trình tính tốn cịn cho kết quả dạng bảng số liệu (hình 4.9), nó cho thấy số liệu đầu ra chính xác với sai số của số liệu đầu vào, giúp ta có cơ sở để hiệu chỉnh lại số liệu khi cần thiết.
Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn
Hình 4.9. Ví dụ về kết quả của chương trình ở dạng file text với các bảng số liệu
So sánh mơ hình này với các mơ hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất đã nhận được trước đây bởi các tác giả của cơng trình [8, 9, 24, 29 - 31] cho thấy mơ hình này phù hợp với các kết quả của những nghiên cứu trước đây về số lớp trong vỏ Trái đất. Tuy nhiên, có sự khác biệt về vận tốc và chiều dày của các lớp trong vỏ Trái đất là do sự khác biệt về đặc điểm địa chất địa vật lý của mơi trường truyền sóng thực tế trong khu vực miền Trung và lân cận.
Có thể nói đây là mơ hình lần đầu tiên được xây dựng cho khu vực miền Trung Việt Nam trên cơ sở tập hợp số liệu địa chấn quan sát tương đối đầy đủ với
Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn
quá trình xử lý số liệu rất chi tiết, bài bản và hầu hết xử lý tự động bằng các chương trình máy tính chun dụng. Do đó, nó có độ tin cậy khá cao.
Như vậy, trên cơ sở quá trình xử lý và hiệu chỉnh các số liệu về thời gian truyền sóng thực tế đối với 275 sự kiện thuộc khu vực miền Trung Việt Nam và lân cận theo số liệu quan sát từ các trạm địa chấn Việt nam và trong khu vực xung quanh đã nhận được các nhánh khác nhau của tốc đồ thời gian truyền sóng thực nghiệm. Bằng phương pháp gần đúng liên tiếp, đã xây dựng được 3 nhánh của các đồ thời gian truyền sóng địa chấn trung bình đối với khu vực miền Trung Việt Nam theo các loại sóng khác nhau. Chúng vừa thỏa mãn các điều kiện của bài toán lý thuyết, vừa đảm bảo tính chất vật lý của từng loại sóng, mà lại gần đúng nhất với các tốc đồ thực nghiệm đã quan sát được đối với khu vực miền Trung Việt Nam và lân cận. Trên cơ sở các tốc đồ này đã xây dựng được mơ hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất cho khu vực miền Trung Việt Nam và các vùng lân cận. Các mơ hình vận tốc sóng P và sóng S của khu vực miền Trung có sự tương đồng rất rõ rệt cả về số lớp trong vỏ Trái đất cũng như độ sâu ranh giới (hay là chiều dày của các lớp) trong nó. Điều đó vừa chứng tỏ mức độ chính xác của các tập số liệu được sử dụng cho tính tốn vừa chứng tỏ tính đúng đắn của các mơ hình cấu tạo vỏ Trái đất được xây dựng cho khu vực miền Trung. Như vậy các mơ hình này có thể sử dụng như là các mơ hình vận tốc trung bình cho khu vực miền Trung.
Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn
KẾT LUẬN
1. Trên cơ sở sử dụng các số liệu về thời gian truyền sóng P và sóng S, thu được từ các băng ghi động đất, bằng phương pháp gần đúng liên tiếp, đã xây dựng được 3 nhánh của các đồ thời gian truyền sóng địa chấn trung bình đối với khu vực miền Trung Việt Nam theo các loại sóng khác nhau.
2. Xây dựng tốc đồ thời gian truyền sóng và xác định mơ hình vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất riêng cho khu vực miền Trung Việt Nam được tiến hành một cách bài bản theo một phương pháp luận thống nhất với việc sử dụng một tập hợp phong phú, đầy đủ các số liệu về thời gian truyền sóng P và sóng S. Đây cũng là lần đầu tiên mơ hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất của khu vực miền Trung được xây dựng đồng thời theo cả hai loại sóng địa chấn (sóng dọc P sóng ngang S), cho phép so sánh để lựa chọn mơ hình tối ưu và đánh giá độ tin cậy của các mơ hình.
3. Mơ hình vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất cho khu vực miền Trung Việt Nam nhận được trong nghiên cứu này vừa chi tiết, đầy đủ, vừa phù hợp với các điều kiện thực tế của khu vực và có độ tin cậy cao. Do đó có thể sử dụng chúng trong công tác định vị chấn tiêu động đất khu vực miền Trung Việt Nam để xác định chính xác các tham số cơ bản của chấn tiêu động đất, phục vụ cho việc giải quyết hàng loạt các nhiệm vụ quan trọng trong nghiên cứu động đất ở Việt Nam nói chung và khu vực miền Trung nói riêng như: phân vùng, dự báo, đánh giá độ nguy hiểm động đất và nhiều nhiệm vụ địa chấn kiến tạo khác.
Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu bằng tiếng Việt
1. Đào Triệu Túc, (2012), “Nghiên cứu các biện pháp xử lý nâng cao chất lượng tài liệu địa chấn phản xạ nông phân giải cao”, Tạp chí KHKT Mỏ - Địa Chất, số 34, 4/2012, Chuyên đề Địa vật lý, Tr.99 – 102.
2. Đinh Văn Toàn, Harder S., Phạm Năng Vũ, Trịnh Việt Bắc, Đoàn Văn Tuyến, Lại Hợp Phòng, Trần Anh Vũ, Nguyễn Thị Hồng Quang, (2009), Cải tiến
mơ hình cấu trúc vỏ Trái Đất Bắc Việt Nam bằng sự giải thích lại tài liệu trọng lực và khảo sát địa chấn sâu- Processding of Tectonics of the Red River fault zone and Geology of Norther VietNam; 40 - Ha Noi.
3. Đinh Văn Toàn, Harder S., Phạm Năng Vũ, Trịnh Việt Bắc, Đồn Văn Tuyến, Lại Hợp Phịng, Trần Anh Vũ, Nguyễn Thị Hồng Quang, (2009), “Kết quả bước đầu phân tích tài liệu địa chấn dị sâu nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái đất miền Bắc Việt Nam”, TC các khoa học về Trái đất; 34/4; 289-298, Hà Nội, Viện Khoa học và Công nghệ VN.
4. Đinh Văn Toàn, Lan Ching - Ying, Chung Sun - Lin, Lo Ching - Hua, T., -Y. Lee Tung - Yi, Wang Pei-Ling, Li H.-M., (2001), Bằng chứng đầu tiên về
vỏ lục địa Archei ở Băc Việt Nam và ý nghĩa tiên hóa kiến tạo và vỏ Trái đất ở Đông Nam Á, - Geology; 29/3; 219-222 - Washington: Geological
Society of America.
5. Đinh Văn Toàn, Wu H.H., Tsai Yi-ben, Lee Tung- Yi, Lo Ching-Hua, Hsieh Chao-Hui, (2004), “Cấu trúc vận tốc sóng cắt 3D ở vỏ và manti trên ở Biển Đông và các vùng lân cận theo tài liệu phân tích sự tán xạ sóng mặt”,
Marine Geophysical Researches; 25; 5-27 - Netherland: Springer.
6. Hoàng Xuân Lượng, Nghiên cứu đặc điểm địa chất cơng trình của nền san hô ở
một số vùng trọng điểm và các giải pháp thích hợp cho xây dựng các cơng trình biển phục vụ phát triển kinh tế và quốc phòng, Đề tài KC.09-08.
Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn
7. Lê Tử Sơn, (1993), “Mặt cắt vận tốc vỏ quả đất khu vực miền bắc Việt Nam trong định vị chấn tiêu động đất địa phương”, Proceedings of the 4th National Conference on Phyics, Hanoi tr 651- 655.
8. Lê Tử Sơn, (1996), Hoàn thiện một bước cơ sở phương pháp xử lý số liệu động
đất gần ở Việt Nam, Luận án phó tiến sĩ khoa học Toán - Lý. 166tr. Lưu tại
viện Vật lý Địa cầu.
9. Lê Tử Sơn, Hà Thị Giang, Đinh Quốc Văn, (2012), “Xây dựng mơ hình 1D vận tốc sóng P cho vùng Tây Bắc Việt Nam”, Tc. Các khoa học về Trái đất, số 3 (T34). Tr. 243-250.
10. Ngô Thị Lư, (2004), “Về một cách tiếp cận mới để xây dựng thuật tốn chính xác mơ hình vận tốc vỏ trái đất và Tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn”, Tc.
Сác khoa học về trái đất, T. 25. № 3. Hà Nội, 2003. Tr. 284-286.
11. Ngơ Thị Lư, (2005), “Mơ hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất và tốc đồ thời gian truyền sóng trên lãnh thổ Việt Nam”, Tc. Các Khoa học về Trái đất, T. 27. (1). Hà Nội, 2005. Tr. 23-26.
12. Ngơ Thị Lư, (2005), “Phân tích số liệu địa chấn để tính tốc đồ thời gian truyền sóng P”, Tc. Các Khoa học về Trái đất, T. 30. Số 4. Hà Nội, 2005. Tr. 365- 374.
13. Nguyễn Đình Xun, (1977), Sóng đầu và cấu trúc vỏ Trái đất ở miền Bắc Việt
Nam, Báo cáo khoa học, phòng Vật lý Địa cầu - Hà Nội, Viện Khoa học và
Công nghệ Việt Nam.
14. Nguyễn Kim Lạp, (1977), Vận tốc truyền sóng trong các lớp cơ bản ở Việt Nam,
Báo cáo khoa học tại Viện KHVN.
15. Nguyễn Kim Lạp, (1986), Vận tốc sóng địa chấn từ các trận động đất ghi được ở
Việt Nam, Thông báo KH tập I-1, Viện KHVN 1986.
16. Trần Trung Đồn, Nguyễn Đình Xuyên (1983), “Những đánh giá định lượng về tỷ số giữa vận tốc sóng dọc và sóng ngang trong vỏ Trái đất phần lãnh thổ phía bắc Việt Nam”, TC các khoa học về Trái đất; 5/3; 78 - 82- Hà Nội: Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam.
Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn
17. Phạm Văn Thục, (1970), Đồ thị vận tốc truyền sóng địa chấn và cấu trúc vỏ Trái
Đất ở Miền bắc, Việt Nam, Báo cáo tại Hội nghị Vật lý toàn quốc. Hà Nội,
1970.
18. Vũ Bá Dũng, Nguyễn Văn Cừ, (2011), “Kết quả áp dụng phương pháp địa chấn nông phân giải cao trong khảo sát địa chất biển nơng ven bờ vùng biển Sóc Trăng”, Trung tâm địa chất và khống sản biển. Tạp chí KHKT Mỏ - Địa
Chất, số 34, 4/2011, (Chuyên đề Địa vật lý), tr. 19-22
19. Vũ Ngọc Tân, (1979), Thời gian truyền sóng dọc P dưới các trạm Phủ Liễn, Bắc
Giang và Sa Pa, Các kết quả nghiên cứu của viện các khoa học về trái đất
năm 1977-1978, Tập vật lý Địa cầu. Viện khoa học Việt Nam. Hà Nội, Tr. 214 – 224.
20. Vũ Ngọc Tân, Nguyễn Đình Xuyên, (1980), Các tốc đồ thời gian truyền sóng địa
chấn của các trận động đất gần miền Bắc Việt Nam và các vùng lân cận,
Các kết quả nghiên cứu Vật lý Địa cầu năm 1979. Viện khoa học Việt Nam. Hà Nội, 1980. Tr. 101 – 118.
Tài liệu bằng tiếng Anh
21. Jeffreys H., (1935), “On travel times in Seismology. Publ. Du Burerau
international de seismologue Ser, A travaux Scient. Fast. 1935, № 11. Tr 1-
10.
22. Jeffreys H. and Bullen K. E., (1940), Seismological Tables. Brit. Ass. Gray. Milne Trust. P 1-30.
23. Jeffreys H. and Bullen K. E., (1958), Seismological Tables. Office of the British
Associantion. London.
24. Nguyen Dinh Xuyen, (1999), “Seismic Velocity Structure in North Vietnam. Some seismotectonic features of the Red river fault and the velocity structure in north Vietnam”, Chung-li, November 1999. Tr 18 –33.
25. Www.http://gji.oxfordjournals.org/content/112/2.toc (Articles: Andrea Morelli and Adam M. Dziewonski, 1993. Body Wave Traveltimes and
Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn
A Spherically Symmetric P- and S-Wave Velocity Model.//
Geophysical Journal International; Volume 112, Issue 2; Pp. 178-194).
Tài liệu bằng tiếng Nga
26. Бурмин В.Ю., (1993), Методы численного обращения годографов сейсмических волн. М.: Наука,1993. 112 с. 27. Кондорская Н.В., Нго тхи Лы , Невиадомски Я., (1994), Об определении основных параметров очагов землетрясений Северного Вьетнама. //Изв. РАН. Физики земли. №4. С.68-72. 28. Кондорская Н.В., Славина Л. Б., (1969), Некоторые результаты изучения времен пробега продольных волн.// Изд. АН. СССР. Физика Земли. 1969, № 2. С. 19-36 29. Кондорская Н.В., Саакян А.А., (1984), Кинематические особенности Р- волн для землетрясений Армянского нагорья.// Изд. АН. СССР. Физика Земли. 1984, № 8. С. 76-71. 30. Нго Тхи Лы, (1990), Кинематические и динамические параметры очагов землетрясений Северного Вьетнама. Канд. Дисс. ИФЗ. АН СССР. Москва. 1990. 133с. 31. Нго Тхи Лы, (1998), Особенности сейсмичности и основные чарактеристики очагов землетрясений Юго-Восточной Азии с позиции выявления новых тектонических структур.//Дисс. на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. ИФЗ. РАН. Москва. 1998. 342с.