Chương 1 gồm 20 trang: giới thiệu tổng quan về các kết quả nghiên cứu, xác định mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất ở Việt Nam và khu vực miền Trung, Việt Nam. Chương 2 gồm 6 trang: trình bày cơ sở lý thuyết của phương pháp và số liệu sử dụng trong nghiên cứu xây dựng mô hình vận tốc vỏ Trái đất. Chương 3 gồm 15 trang với 5 hình vẽ và 2 bảng biểu. Nội dung chương này trình bày việc xây dựng tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn cho khu vực Miền Trung, Việt Nam.
Nội dung của chương 4 gồm 9 trang trình bày kết quả xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất cho khu vực miền Trung, Việt Nam trên cơ sở áp dụng chương trình xây dựng mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN Mô hình lát cắt vận tốc và tốc đồ thời gian truyền sóng tương ứng là một trong những vấn đề cơ bản trong xử lý số liệu động đất địa phương. Việc xây dựng một mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn phù hợp cho một vùng lãnh thổ có ý nghĩa quan trọng giúp cho công tác định vị chấn tiêu động đất đạt độ chính xác cao.
Vấn đề xây dựng mô hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất và tính tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn đã được đề cập rất sớm từ những năm 1935 [21]. Kết quả nhận được là mô hình lát cắt tốc vận trung bình của vỏ Trái đất và họ các tốc đồ thời gian truyền sóng tương ứng (Jefreys H. 1940, 1958) [22, 23]; chúng được sử dụng phổ biến trên phạm vi toàn cầu. Hiện nay cùng với sự phát triển và tiến bộ không ngừng của khoa học kĩ thuật, đặc biệt là công nghệ tin học, các hệ thống máy ghi địa chấn ngày một hiện đại hơn, cho phép ghi và xử lý các số liệu một cách có hệ thống với độ chính xác cao.
Điều đó đòi hỏi các nước và từng khu vực phải có riêng cho mình một mô hình lát cắt vận tốc và họ các tốc đồ thời gian truyền sóng khu vực phù hợp nhất. Vì vậy phương pháp nghiên cứu theo hướng này vẫn đang được quan tâm và tiến hành rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. Tổng quan về các kết quả nghiên cứu, xác định mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất ở Việt Nam Ở Việt Nam, nghiên cứu cấu tạo vỏ Trái đất nói chung, nghiên cứu mô hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất lãnh thổ Việt Nam nói riêng đã được tiến hành bởi nhiều tác giả trong các công trình khác nhau [7 - 20, 27, 30]. Tuy nhiên, phần lớn những nghiên cứu này đều được tiến hành dựa trên các số liệu về thời gian truyền sóng địa chấn, ghi được bởi hệ thống trạm cũ của Việt Nam (chỉ có từ 3 - 5 trạm ghi bằng máy ghi kiểu cơ học trên giấy ảnh).
Kết quả của những nghiên cứu này cũng đã chỉ ra một số mô hình lát cắt vận tốc tương ứng. Nhưng đến nay chưa có sự so sánh để khẳng định mô hình nào là phù hợp hơn cả và 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn có thể được sử dụng tối ưu đối với Việt Nam. Mặt khác, hiện nay hệ thống trạm ghi động đất của Việt Nam đã phát triển trên một mức độ hiện đại ngang tầm quốc tế (gần 30 trạm ghi số, chương trình xử lý số liệu tự động trên máy tính điện tử). Đặc biệt tại khu vực miền Trung, Việt Nam, sau khi xảy ra động đất tại khu vực thủy điện sông Tranh 2, Viện Vật lý địa cầu đã xây dựng và thiết lập một hệ thống trạm địa chấn dày đặc với tổng số 15 trạm địa chấn.
Tuy nhiên, cho đến nay chưa có tác giả nào xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất riêng cho khu vực miền Trung, Việt Nam. Vì vậy đòi hỏi phải có một mô hình lát cắt tốc độ thực sự phù hợp với điều kiện thực tế của khu vực miền Trung, Việt Nam để tính toán họ các tốc đồ thời gian truyền sóng chuẩn, cho phép xác định chính xác hơn các tham số cơ bản của chấn tiêu động đất. Chúng là các tài liệu tối cần thiết phục vụ cho việc giải quyết hàng loạt các nhiệm vụ quan trọng trong thực tế địa chấn (phân vùng động đất, đánh giá độ nguy hiểm động đất, dự báo động đất và nhiều nhiệm vụ địa chấn kiến tạo khác. Vì những lý do nêu trên, vấn đề xây dựng mô hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất và tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn đối với khu vực miền Trung Việt Nam vẫn là một trong các nhiệm vụ cần được giải quyết.
Có nhiều phương pháp nghiên cứu xây dựng mô hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất. Phương pháp mô hình hoá toán học là một phương pháp đóng vai trò rất quan trọng trong nghiên cứu cấu tạo vỏ Trái đất và mô hình lát cắt vận tốc của nó. Việc mô hình hoá quá trình lan truyền các sóng địa chấn trong các môi trường địa chất phức tạp cho phép so sánh các tài liệu thực nghiệm (số liệu quan sát) với các kết quả tính toán lý thuyết và từ đó có thể đưa ra các kết luận về độ chính xác của các mô hình đã được lựa chọn. Có nhiều công trình nghiên cứu mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất và tốc đồ thời gian truyền sóng tương ứng với nó, nhưng mỗi công trình nghiên cứu có những nét đặc trưng riêng.
Dưới đây chúng tôi sẽ trình bày tổng quan về các kết quả nghiên cứu, xác định mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất ở Việt Nam. 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Có thể thấy việc nghiên cứu xây dựng một tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn và mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất cho Miền Bắc Việt Nam và các khu vực lân cận đã được các nhà địa chấn Việt Nam quan tâm ngay từ những năm đầu thập kỷ 70 [13, 14, 17]. Theo kết quả nghiên cứu của Phạm Văn Thục [17], dựa trên việc phân tích số liệu địa chấn các trạm quốc tế và các quan trắc ghi nhận được từ 03 trạm địa chấn trên miền bắc là trạm Bắc Giang, Phủ Liễn và Sapa, đã xác định được vận tốc của các sóng địa chấn trong các lớp cơ bản của Vỏ trái đất; Sóng Pg, Sg được truyền trực tiếp từ chấn tiêu, Sóng P*, S* được truyền từ ranh giới giữa lớp Bazan và lớp Granit (mặt Conrad), sóng Pn, Sn truyền từ mặt Mohor. Các nghiên cứu sau đó của Vũ Ngọc Tân, Nguyễn Đình Xuyên, 1980 [13, 18, 19] trên cơ sở các số liệu phong phú với độ chính xác cao hơn đã xây dựng tốc đồ địa phương cho các sóng Pn, Sn, P*, S*, Pg và Sg (bảng 1.1 Kết quả nghiên cứu tốc đồ các sóng địa chấn Miền Bắc Việt Nam (theo Vũ Ngọc Tân, Nguyễn Đình Xuyên, 1980 [20]) H (km) 0-2 2 - 20 20 - 40 40 Vp (Km/s) 1.18 Năm 1983 tập thể tác giả Trần Trung Đoàn, Nguyễn Đình Xuyên cũng đã có những đánh giá định lượng về tỷ số giữa vận tốc sóng dọc và sóng ngang trong vỏ Trái đất phần lãnh thổ Miền Bắc Việt Nam khá chi tiết [16]: Như đã biết, tỷ số giữa vận tốc sóng dọc và sóng ngang (K = VP/VS) là một trong những thông số động học quan trọng của sóng địa chấn trong công tác nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Trái đất và manti, trong việc quy toán số liệu động đất và dự báo động đất.
Vì vậy, đánh giá định lượng thông số này sẽ góp phần quan trọng vào việc nghiên cứu độ sâu các ranh giới phân cách trong vỏ Trái đất nhất là khi áp 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn dụng nghiên cứu cấu trúc vào việc đánh giá các thông số của các trận động đất và vào việc nghiên cứu dị thường của tỉ số này nhằm mục đích dự báo động đất và nghiên cứu trường ứng suất sâu. Trong công trình [16], trên cơ sở phân tích các tài liệu động đất đã ghi được ở các trạm địa chấn, tập thể tác giả đã tiến hành nghiên cứu và đánh giá định lượng thông số này. Vỏ Trái đất ở Việt Nam rất phức tạp do có nhiều hệ thống đứt gãy với những đứt gãy xuyên vỏ Trái đất và vì vậy sẽ có những ảnh hưởng rất khác nhau đến sự lan truyền của sóng dọc và sóng ngang, do đó để có thể đánh giá đúng đắn trị số của thông số KTB trung bình trong vỏ Trái đất, các tác giả đã sử dụng các nguồn tài liệu phong phú dưới đây để nghiên cứu: động đất địa phương, động đất gần và động đất xa có các sóng trao đổi và sóng dọc lặp lại tạo thành do các ranh giới trong vỏ Trái đất. Ngoài ra, việc đánh giá thông số KTB còn dựa vào các tốc đồ thực nghiệm đã nhận được từ các nghiên cứu khác trước đó như sau: + Nguồn thông tin từ những trận động đất địa phương có khoảng cách chấn tâm khoảng ∆ ≤ 50km.
Do khoảng cách chấn tâm nhỏ như thế nên rõ ràng những ảnh hưởng của môi trường đối với sự lan truyền của sóng ít hơn so với những thông tin từ các động đất gần với khoảng cách chấn tâm ∆ ≤ 800km. Đồng thời, các tác giả [16] cũng đã sử dụng số liệu của trạm địa chấn trong khi xác định KTB TS T0 KTB Tp T0 Trong đó: Tp và Ts – thời điểm tới của 2 pha P và S. T0 – thời điểm xảy ra động đất. Vì vậy, những sai sót khi quy toán cũng sẽ ảnh hưởng khá cân bằng đến mẫu số của biểu thức trên và như vậy ít ảnh hưởng đến thông số K TB hơn so với việc sử dụng số liệu của hai trạm.
+ Sử dụng số liệu của các trận động đất xa có khoảng cách chấn tâm từ 2000km đến 7000km. Theo băng ghi của các trận động đất này tác giả đã phân tích 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn được các sóng trao đổi PS và sóng dọc lặp P L tạo thành tại các ranh giới địa chấn mạnh trong vỏ trái đất dưới các vùng trạm.