Chương 1. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP TỪ - TELLUA TRONG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU TRƯỜNG ĐỊA NHIỆT TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
1.3. Vai trò của phương pháp đo sâu Từ - Tellua trong nghiên cứu cấu trúc trường địa nhiệt
1.3.1. Khả năng nghiên cứu cấu trúc sâu của phương pháp đo sâu Từ - Tellua Trong nhóm các phương pháp điện từ thì phương pháp đo sâu Từ - Tellua có khả năng nghiên cứu sâu nhất. Hiện nay các kết quả nghiên cứu áp dụng phương pháp Từ - Tellua đã với tới chiều sâu hàng vài chục kilomet. Theo tính toán của các nhà khoa học thì phương pháp Từ - Tellua có thể nghiên cứu tối đa đến chiều sâu khoảng 600 kilomet. Tùy thuộc vào yêu cầu và nhiệm vụ của công việc để các nhà Địa Vật lý đưa ra các phương án đo sâu Từ - Tellua sao cho vừa đảm bảo được tính khoa học, lại vừa đạt được hiệu quả kinh tế.
Đối với các nghiên cứu phần nông (độ sâu từ vài trăm mét cho đến <2000m), người ta thường sử dụng phương pháp đo sâu Từ-Tellua tần số cao (hay âm tần).
Phương pháp này thường được áp dụng trong các nhiệm vụ như: thăm dò cấu trúc trường quặng kim loại; phát hiện các đứt gãy kiến tạo phần nông,... Trong lĩnh vực này hiện đã có một số công ty khoáng sản của Trung Quốc đã thực hiện một số dự án thăm dò quặng Mangan trên khu vực tỉnh Vân Nam- Trung Quốc. Các kết quả nghiên cứu bằng phương pháp đo sâu Từ - Tellua đã thu được kết quả phản ảnh cấu trúc phân bố giá trị điện trở suất của trường quặng. Từ kết quả đánh giá về cấu trúc điện trở suất này giúp cho các nhà Địa chất thêm các thông tin để chính xác hóa vị trí và các ranh giới của các đới chứa quặng (hình 1.4).
Hình 1.4. Lát cắt điện trở suất đo Từ - Tellua âm tần khu vực Vân Nam- Trung Quốc
Với mạng lưới điểm đo 30m x 30m và thời gian quan sát 30 đến 45 phút/ 1 điểm đo kết quả mặt cắt Từ - Tellua cũng đã phản ảnh được khá chi tiết và rõ nét cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu.
Đối với các nghiên cứu cấu trúc sâu từ vài km đến vài chục kilomet người ta nghiên cứu bằng phương pháp đo sâu Từ - Tellua ở các tần số thấp hơn (đến 10-3 Hez). Ở Việt Nam công trình công bố mới nhất đây phải kể đến là kết quả 2 tuyến đo sâu Từ - Tellua (tuyến Hòa Bình- Thái Nguyên và tuyến Thanh Hóa- Hòa Bình) trong đề tài nhà nước KC.08.06/06-10 do PGS. TS. Đinh Văn Toàn làm chủ nhiệm năm 2010. Các kết quả đã cho phép xây dựng được mặt cắt điện trở suất của vỏ Quả đất. Theo phân bố điện trở suất trong lát cắt đã xác định được các đứt gẫy: đứt gẫy Sông Mã, đứt gẫy Sơn La - Bỉm Sơn và đứt gẫy Kim Bôi (hình 1.5).
Hình 1.5. Lát cắt điện trở suất đo Từ - Tellua tuyến Thanh Hóa- Mỹ Đức (Hà Nội) (Kết quả từ đề tài KC08/ 06-10)
1.3.2. Ảnh hưởng của trường địa nhiệt đến cấu trúc vỏ Trái đất
Áp dụng phương pháp đo sâu Từ - Tellua phục vụ nhiệm vụ nghiên cứu đánh giá trường địa nhiệt là một hướng nghiên cứu còn mới tại Việt Nam. Đây là một phương pháp nghiên cứu gián tiếp, để dự đoán được cấu trúc trường địa nhiệt cần phải dựa vào các quy luật và khoảng biến động giá trị điện trở suất của các loại đá.
Năm 2004 trong nghiên cứu của mình nhà khoa học Telford đã đưa ra một số quy luật và khoảng biến động của giá trị điện trở suất với môi trường đất đá như sau:
Các đá có nguồn gốc magma và biến chất có điện trở suất cao hơn các đá trầm tích.
Hàm lượng chứa nước, hòa tan muối và chứa các khoáng vật dẫn điện sẽ làm cho
điện trở suất của các loại đá giảm đi. Trạng thái cơ lý của đá, chủ yếu là độ rỗng của đá khi có các chất lấp nhét là nước hay các vật chất chứa nước (như sét) sẽ làm cho điện trở suất của đá giảm, và ngược lại khi các lỗ rỗng không được lấp nhét (chỉ có không khí) thì sẽ làm cho giá trị điện trở suất của đá tăng lên. Khi nhiệt độ tăng cũng làm cho điện trở suất của đá giảm. Nhìn chung, do tác động của nhiều yếu tố khác nhau nên điện trở suất của các đá có sự biến động trong một khoảng rộng.
[Telford,2004].
Điện trở suất ở các vùng địa nhiệt chủ yếu bị tác động bởi các yếu tố: nguồn gốc và trạng thái của đá phân bố trong vùng, điều kiện chứa nước hòa tan các muối và khoáng vật dẫn điện, nhiệt độ của các yếu tố cấu trúc của hệ địa nhiệt. Ngoài ra, ở một số nơi còn gặp các cấu trúc chứa quặng kim loại, sulphua, graphit cũng gây ra vùng điện trở suất thấp tương tự các yếu tố cấu trúc của hệ địa nhiệt đã được lưu ý và dẫn chứng trong các văn liệu quốc tế (Munoz Gerard, 2014 hình 1.6).
Như vậy, sử dụng phương pháp đo sâu Từ - Tellua để nghiên cứu cấu trúc trường địa nhiệt là có tính khả quan. Kết quả đo sâu Từ - Tellua sẽ cung cấp các thông tin (phân bố và tính chất) của các trường điện từ khu vực nghiên cứu. Từ kết quả này kết hợp với các thông tin về địa chất, địa chất thủy văn, địa hóa,… sẽ giúp cho các nhà địa chất giải đoán được cấu trúc trường địa nhiệt, đáp ứng được mục tiêu nghiên cứu.
Hình 1.6. Điện trở suất của một số loại đá và khoáng vật [TelFord, 2004].
CHƯƠNG 2