Luận án tiến sĩ về cấu trúc kiến tạo khu vực thềm lục địa Bắc Miền Trung Việt Nam

Luận án tiến sĩ vật lý nghiên cứu hus nghiên cứu cấu trúc kiến tạo khu vực thềm lục địa bắc miền trung việt nam trên cơ sở xử lý phân, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý

• Tác giả: Trần Văn Khá
• Người hướng dẫn: Hoàng Văn Vượng
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Vật lý địa cầu
• Đề tài: Nghiên cứu cấu trúc kiến tạo khu vực thềm lục địa Bắc Miền Trung Việt Nam trên cơ sở xử lý, phân tích minh giải tổng hợp tài liệu địa vật lý
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ĐỊA CHẤT - ĐỊA VẬT LÝ TRÊN KHU VỰC THỀM LỤC ĐỊA BẮC MIỀN TRUNG VIỆT NAM
• 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.1.1. Về địa vật lý
• 1.1.2. Về địa chất
• 1.1.3. Về kiến tạo
• 1.1.4. Về địa hình – địa mạo
• 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.2.1. Về công tác khảo sát
• 1.2.2. Về các công trình nghiên cứu và dữ liệu địa chất – địa vật lý
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU – MỘT SỐ ĐỀ XUẤT CẢI TIẾN VÀ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THỬ NGHIỆM
• 2.1. Cơ sở lý thuyết các phương pháp nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp gradient chuẩn hóa toàn phần (NFG) hai chiều
• 2.3. Phương pháp gradient ngang cực đại
• 2.4. Phương pháp nâng trường
• 2.5. Phương pháp mô hình hóa trọng lực 2D
• 2.6. Phương pháp mô hình hóa trọng lực 3D
• 2.7. Những đề xuất cải tiến phương pháp
• 2.7.1. Đề xuất cải tiến phương pháp gradient chuẩn hóa toàn phần
• 2.7.2. Đề xuất cải tiến phương pháp gradient ngang cực đại
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC KIẾN TẠO KHU VỰC THỀM LỤC ĐỊA BẮC MIỀN TRUNG VIỆT NAM THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
• 3.1. Nguồn tài liệu sử dụng
• 3.2. Kết quả áp dụng phương pháp gradient chuẩn hóa toàn phần cải tiến xác định các ranh giới cấu trúc sâu khu vực nghiên cứu
• 3.3. Kết quả áp dụng phương pháp gradient ngang cực đại cải tiến xác định hệ thống đứt gẫy trên khu vực nghiên cứu
• 3.4. Nghiên cứu và xác định độ sâu địa hình ranh giới Moho trên khu vực nghiên cứu
• 3.5. Độ sâu ranh giới mặt Moho khu vực thềm lục địa được bổ sung
• 3.6. Độ sâu tới bề mặt Moho
• 3.7. Một số đặc điểm cấu trúc kiến tạo khu vực thềm lục địa bắc miền Trung Việt Nam theo tài liệu địa vật lý
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• Kết luận. Kết luận
• Kiến nghị. Kiến nghị những nghiên cứu tiếp theo
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA NGHIÊN CỨU SINH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu cấu trúc kiến tạo thềm lục địa Bắc Miền Trung Việt Nam

Khu vực thềm lục địa Bắc Miền Trung Việt Nam là một trong những vùng biển có tiềm năng tài nguyên khoáng sản lớn. Nghiên cứu cấu trúc kiến tạo tại đây không chỉ giúp hiểu rõ hơn về địa chất mà còn hỗ trợ trong việc khai thác tài nguyên hiệu quả. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng khu vực này có nhiều đặc điểm địa chất độc đáo, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết. Việc tổng hợp và phân tích tài liệu địa vật lý là cần thiết để làm rõ hơn về cấu trúc kiến tạo của khu vực này.

1.1. Tình hình nghiên cứu địa chất và địa vật lý tại Bắc Miền Trung

Nghiên cứu về địa chất và địa vật lý tại khu vực Bắc Miền Trung đã được thực hiện từ những năm 1950. Nhiều công trình nghiên cứu đã được công bố, tuy nhiên, thông tin về cấu trúc sâu vẫn còn hạn chế. Các tài liệu địa chất và địa vật lý hiện có chủ yếu tập trung vào các khảo sát bề mặt, trong khi thông tin về độ sâu và cấu trúc bên dưới vẫn chưa được khai thác triệt để.

1.2. Các vấn đề còn tồn tại trong nghiên cứu

Mặc dù có nhiều nghiên cứu, nhưng vẫn còn tồn tại nhiều vấn đề chưa được giải quyết, đặc biệt là trong việc xác định hệ thống đứt gãy và độ sâu bề mặt Moho. Việc thiếu hụt dữ liệu địa chấn và tài liệu khoan đã làm hạn chế khả năng phân tích và minh giải cấu trúc kiến tạo khu vực này.

II. Thách thức trong nghiên cứu cấu trúc kiến tạo thềm lục địa

Nghiên cứu cấu trúc kiến tạo thềm lục địa Bắc Miền Trung Việt Nam đối mặt với nhiều thách thức. Các vấn đề như thiếu dữ liệu, phương pháp phân tích chưa tối ưu và sự phức tạp của cấu trúc địa chất là những yếu tố cần được xem xét. Việc cải tiến phương pháp nghiên cứu là cần thiết để đạt được kết quả chính xác hơn.

2.1. Thiếu hụt dữ liệu địa chất và địa vật lý

Khu vực nghiên cứu có ít số liệu địa chất và địa vật lý, đặc biệt là ở các vùng sâu. Điều này gây khó khăn trong việc xác định cấu trúc kiến tạo và các hệ thống đứt gãy. Việc thu thập thêm dữ liệu là rất cần thiết để cải thiện độ chính xác của các nghiên cứu.

2.2. Phương pháp phân tích chưa tối ưu

Nhiều phương pháp phân tích hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu nghiên cứu. Việc lựa chọn hệ số hài không phù hợp có thể dẫn đến kết quả sai lệch. Cần có những cải tiến trong phương pháp để nâng cao hiệu quả nghiên cứu.

III. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc kiến tạo hiệu quả

Để nghiên cứu cấu trúc kiến tạo thềm lục địa Bắc Miền Trung, cần áp dụng các phương pháp hiện đại và cải tiến. Các phương pháp như gradient chuẩn hóa toàn phần (NFG) và gradient ngang cực đại (HGM) có thể được sử dụng để phân tích dữ liệu trọng lực và địa chấn.

3.1. Phương pháp gradient chuẩn hóa toàn phần NFG

Phương pháp NFG giúp xác định độ sâu và cấu trúc của các lớp địa chất. Việc cải tiến phương pháp này có thể nâng cao độ chính xác trong việc xác định các ranh giới cấu trúc sâu.

3.2. Phương pháp gradient ngang cực đại HGM

HGM là một phương pháp hiệu quả để xác định hệ thống đứt gãy. Việc áp dụng phương pháp này cần được cải tiến để đạt được kết quả tốt hơn trong việc phân tích dữ liệu địa vật lý.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu cấu trúc kiến tạo

Nghiên cứu cấu trúc kiến tạo thềm lục địa Bắc Miền Trung không chỉ có giá trị khoa học mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc khai thác tài nguyên. Các kết quả nghiên cứu có thể hỗ trợ trong việc xác định ranh giới ngoài thềm lục địa và phát triển các dự án khai thác tài nguyên khoáng sản.

4.1. Khai thác tài nguyên khoáng sản

Việc hiểu rõ cấu trúc kiến tạo giúp xác định vị trí và tiềm năng của các mỏ khoáng sản. Điều này có thể dẫn đến việc phát triển các dự án khai thác hiệu quả hơn.

4.2. Bảo vệ môi trường biển

Nghiên cứu cấu trúc kiến tạo cũng có thể giúp trong việc bảo vệ môi trường biển. Việc khai thác tài nguyên cần được thực hiện một cách bền vững để bảo vệ hệ sinh thái biển.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu cấu trúc kiến tạo thềm lục địa Bắc Miền Trung Việt Nam có nhiều tiềm năng và thách thức. Việc cải tiến phương pháp nghiên cứu và thu thập dữ liệu là cần thiết để đạt được kết quả chính xác hơn. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho khoa học và thực tiễn.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu cấu trúc kiến tạo

Nghiên cứu cấu trúc kiến tạo không chỉ giúp hiểu rõ hơn về địa chất mà còn hỗ trợ trong việc khai thác tài nguyên và bảo vệ môi trường.

5.2. Hướng đi cho các nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu và cải tiến các phương pháp phân tích để nâng cao hiệu quả trong việc xác định cấu trúc kiến tạo khu vực thềm lục địa Bắc Miền Trung.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ĐỊA CHẤT - ĐỊA VẬT LÝ TRÊN KHU VỰC THỀM LỤC ĐỊA BẮC MIỀN TRUNG VIỆT NAM Khu vực nghiên cứu nằm chồng lên một phần bể Sông Hồng ở phía Bắc, Phía Đông Bắc là toàn bộ bể Nam Hải Nam, Phía Đông Hoàng Sa giáp trũng sâu Biển Đông, phía Nam là bể Phú Khánh, phía Đông là lục địa. Đã có những khảo sát đo đạc địa vật lý nhằm làm sang tỏ cấu trúc vỏ trên khu vực nghiên cứu, tuy nhiên các số liệu đo địa vật lý để nghiên cứu cấu trúc sâu ở đây còn rất hạn chế. Đặc biệt, ở khu vực quần đảo Hoàng Sa, vùng trũng sâu Biển Đông và bể Phú Khánh có ít số liệu, hoặc có nhưng thông tin cấu trúc sâu bị hạn chế bởi các thiết bị đo đạc địa chấn hay tài liệu khoan còn ít và chủ yếu khoan trong tầng trầm tích Kainozoi được một vài kilomet, điều này làm hạn chế khả năng sử dụng chúng trong việc làm tựa cho giải ngược với số liệu trọng lực.

Chính vì vậy cần thu thập thêm các thông tin tài liệu địa chấn, tài liệu khoan kết hợp các tài liệu địa chấn sâu phía Việt Nam đo được gần đây để làm sang tỏ thêm cấu trúc vỏ khu vực nghiên cứu và lân cận. Vùng biển thuộc chủ quyền của Việt Nam trên Biển Đông rộng lớn gấp nhiều lần so với phần lãnh thổ trên đất liền, bao gồm toàn bộ thềm lục địa pháp lý quy định theo Công ước luật biển 1982 của Liên hợp quốc và các vùng quần đảo Trường Sa - Hoàng Sa. Từ hàng trăm năm qua và đặc biệt là mấy chục năm gần đây, các thế hệ người Việt Nam đã liên tiếp thực hiện hàng trăm hàng ngàn lượt điều tra, khảo sát, tìm kiếm thăm dò, nghiên cứu, khai thác tài nguyên để làm chủ thực sự vùng biển rộng lớn và giàu có này. Về lĩnh vực địa chất và địa vật lý, ngoài những công trình do các nhà nghiên cứu Việt Nam trực tiếp tiến hành trong 50 năm qua còn có nhiều công trình 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] của các nghiên cứu nước ngoài tiến hành độc lập hoặc hợp tác với Việt Nam trên vùng Biển Đông.

Có nhiều kết quả quan trọng đã được công bố về địa chất và địa vật lý trên Biển Đông nói chung và trên vùng biển Việt Nam nói riêng. Trong số này có những kết quả tổng hợp trong dạng các tập bản đồ địa chất, địa vật lý các vùng biển Đông nam Á, trong đó có Biển Đông của các nhà nghiên cứu Mỹ (Hayes, Taylor, 1986). Đến năm 1987, Nhà xuất bản Quảng Đông (Trung Quốc) chính thức xuất bản tập atlas địa chất - địa vật lý Biển Đông gồm 11 bản đồ chuyên đề ở tỷ lệ 1:2. Trong khi đó, trên vùng biển của chúng ta, các kết quả điều tra khảo sát, nghiên cứu trong nhiều năm qua trên các khu vưc khác nhau và nhiều chuyên đề khác nhau đã đạt độ chi tiết ở các tỷ lệ lớn hơn nhiều lần.

Có những vùng trên thềm lục địa chúng ta đã có các bản đồ chuyên đề với mức độ chi tiết trong các tỷ lệ 1:50. Trong khuôn khổ của các đề tài địa chất - địa vật lý thuộc chương trình nghiên cứu biển thực hiện từ những năm 1980 trở lại đây chúng ta đã hoàn thành xây dựng nhiều bản đồ chuyên đề với phạm vi phổ biến là trên toàn thềm lục địa cũng như một số vùng biển lân cận trên Biển Đông. Trong số này, có những bản đồ chuyên đề quan trọng như bản đồ địa mạo, bản đồ trầm tích đáy, bản đồ cấu trúc kiến tạo, các bản đồ các trường trọng lực và từ, bản đồ cấu trúc sâu, bản đồ cấu tạo các bể trầm tích, các thành tạo đệ tứ đều đã đạt mức độ chính xác và độ chi tiết cao. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước Trên vùng thềm lục địa miền Trung Việt Nam và khu vực lân cận có rất nhiều nhà khoa học về địa chất, địa vật lý tiến hành nghiên cứu theo các hướng chuyên sâu khác nhau nhằm phục vụ công tác thăm dò tìm kiếm khoáng sản, làm sáng tỏ lịch sử phát triển địa chất, củng cố luận cứ khoa học để khẳng định và mở rộng đường ranh giới trên biển, bảo vệ lãnh hải của Tổ quốc.

6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Về địa vật lý Có rất nhiều công trình nghiên cứu của các nhà địa vật lý trong nước trên khu vực thềm lục địa bắc Miền Trung và lân cận, trong đó phải kể đến các công trình nghiên cứu sau đây: “Một số đặc trưng cơ bản của trường Địa vật lý trên thềm lục địa Việt Nam và khu vực kế cận” của tác giả Bùi Công Quế và cộng sự [7] , “Một số đặc trưng của các dị thường địa vật lý và cấu trúc vỏ Trái đất thềm lục địa Việt Nam và Biển Đông ” của tác giả Bùi Công Quế [14] trong đó đề cập tới hệ phương pháp xử lý và tổng hợp tài liệu trọng lực, địa chấn và động đất nhằm xác định đặc điểm các trường địa vật lý, đồng thời xác định đặc điểm cấu trúc các ranh giới cơ bản vỏ Trái đất, đặc điểm địa động lực và hệ thống đứt gẫy khu vực thềm lục địa Việt Nam, QĐTS và lân cận. Bên cạnh đó, trong công trình nghiên cứu của tác giả Bùi Công Quế và các cộng sự [8, 9, 10, 11,12, 13, 15] đã tiến hành thành lập các bản đồ dị thường trọng lực Free-air, bản đồ dị thường Bouguer, xây dựng cơ sở khoa học cho việc xác định ranh giới ngoài thềm lục địa Việt Nam. Ngoài ra phải kể đến công trình nghiên cứu của Hoàng Văn Vượng, Đỗ Chiến Thắng (Viện Địa chất và Địa vật lý biển): “Về khả năng minh giải tổng hợp tài liệu trọng lực nghiên cứu móng trước Kainozoi thềm lục địa Việt Nam”.

Trong công trình này nhóm tác giả đã nghiên cứu đặc điểm cấu trúc móng trước Kainozoi và mối liên quan đến triển vọng dầu khí thềm lục địa Việt Nam trên cơ sở xử lý tổng hợp tài liệu trọng lực-từ và các tài liệu địa vật lý địa chất kiến tạo có trong khu vực. Trong công trình này các tác giả cũng tập trung nghiên cứu cấu trúc sâu, bề dầy trầm tích khu vực Vịnh Bắc Bộ, thềm lục địa Tây Nam, xác định các ranh giới mật độ, các phá hủy kiến tạo, các hệ thống đứt gẫy trên khu vực thềm lục địa trên cơ sở các phương pháp NFG, HGM, mô hình hóa cấu trúc. Đỗ chiến Thắng, Hoàng Văn Vượng [18] cũng đã xử lý và phân tích 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] các số liệu từ và trọng lực phục cho việc xác định bề dầy trầm tích Kainozoi cho việc xác định ranh giới ngoài thềm lục địa. Đáng chú ý nhất trên khu vực thềm lục địa Việt Nam và khu vực trũng sâu Biển Đông là vào tháng 4-5/2007, tháng 6-7/2008 việc đo trực tiếp trường trọng lực, địa từ và sóng địa chấn với hàng ngàn km tuyến đã đươc CHLB Nga thực hiện.

Sau đó trong năm 2009, PVEP đã chủ trì thực hiện đo bổ sung đồng bộ hơn 6000 km tuyến các số liệu trọng lực, địa chấn, độ sâu đáy biển. Có thể nói đây là nguồn số liệu địa vật lý đặc biệt quý giá trên vùng thềm lục địa miền Trung Việt Nam và lân cận. Gần đây nhất Ủy Ban biên giới Bộ ngoại giao Việt Nam (Viện Địa chất và Địa Vật lý biển tham gia chủ trì chính) đã đệ trình lên Ủy Ban ranh giới thềm lục địa của Liên Hợp Quốc báo cáo ranh giới ngoài thềm lục địa mở rộng. Tuy nhiên, việc nghiên cứu và xây dựng các chứng cứ mới về địa chất, địa mạo và địa vật lý để có một cơ sở khoa học vững chắc về khu vực thềm lục địa Bắc Trung bộ - Hoàng Sa vẫn vô cùng cấp bách và cần thiết, đặc biệt trong trường hợp có thể cập nhật, bổ sung cho hồ sơ ranh giới ngoài thềm lục địa mở rộng phần phía bắc (VNM-N) và là cơ sở cần thiết để hoàn thiện bổ sung hồ sơ cho khu vực giữa (VNM-C) của thềm lục địa Việt Nam sẽ đệ trình lên Liên hiệp quốc trong tương lai (2020), đây cũng là một phần mục tiêu mà luận án này muốn hướng đến.

Để làm được điều này, cần phải tiến hành xử lý và phân tích minh giải tổng hợp các tài liệu trọng lực, địa chấn và cung cấp những bằng chứng dưới sâu về cấu trúc vỏ Trái đất nhằm khẳng định cho sự kéo dài tự nhiên của lãnh thổ và thềm lục địa, phục vụ công tác xác định ranh giới ngoài thềm lục địa theo các khoản quy định trong Điều 76, UNCLOS 1982. Những công trình nghiên cứu, đề án được các nhà khoa học Việt nam thực hiện trên khu vực nghiên cứu của đề tài và các khu vực kế cận khá phong phú. Tại Viện Địa chất và Địa vật lý biển có thể kể đến nguồn tư liệu từ 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] chuyên mục “Xây dựng bản đồ dị thường trọng lực 1:1.000 vùng biển Việt Nam và kế cận”, “Xây dựng bản đồ độ sâu đáy biển 1:1.000 vùng biển Việt Nam và kế cận” thuộc đề tài cấp Nhà nước KC-09-02 do GS. Bùi Công Quế chủ nhiệm; nguồn số liệu trọng lực thành tàu, độ sâu đáy biển được đo bởi tàu Gagarinsky, Attalante.

Các đề án được thực hiện tại Viện Địa chất và Địa vật lý biển trong những năm gần đây là một nguồn tư liệu trọng lực rất có giá trị. Một số kết quả của chuyên mục “Thành lập bản đồ dị thường trọng lực tỷ lệ 1:1.000”, “Thành lập bản đồ độ sâu đáy biển tỷ lệ 1:1.000” thuộc đề tài cấp Nhà nước KC-09-02 do GS. Bùi Công Quế chủ nhiệm năm 2001-2005 có ý nghĩa rất lớn cho các nghiên cứu về trầm tích trên thềm lục địa Việt nam và lân cận theo tài liệu địa vật lý. Các đề tài cấp Nhà nước nêu trên có qui mô nghiên cứu lớn nhất từ trước đến nay trong lĩnh vực thành lập các bản đồ đặc điểm các trường địa vật lý trên biển, khối lượng tài liệu trọng lực thu thập qua đề tài này là rất lớn và khá đa dạng.

Vì vậy việc tiếp thu và kế thừa những kết quả mà đề tài đạt được trong giai đoạn trước đây sẽ tạo điều kiện rất thuận lợi cho những lĩnh vực nghiên cứu có liên quan trong thời gian tiếp theo.