I. Tổng Quan Nghiên Cứu Đứt Gãy Sông Hồng Bằng Telua Giới Thiệu
Nghiên cứu địa chất ở Việt Nam ngày càng phức tạp, đòi hỏi ứng dụng hiệu quả các thành tựu khoa học công nghệ, đặc biệt là các phương pháp địa vật lý. Trong đó, phương pháp đo sâu từ Telua (MT) nổi lên như một công cụ mạnh mẽ để xác định cấu trúc độ dẫn điện của đất đá vỏ Trái Đất. Ưu điểm của phương pháp này là khả năng thu thập thông tin nhanh chóng, phát hiện các đối tượng nằm sâu dưới lớp phủ dày mà các phương pháp khác khó tiếp cận. Phương pháp này không chỉ nghiên cứu hình thái cấu trúc địa chất mà còn có khả năng xác định bản chất môi trường, liên kết địa tầng, xác định thành phần thạch học. Việc sử dụng phương pháp địa vật lý để giải quyết các nhiệm vụ địa chất đã được tiến hành từ nhiều năm trước và đã có những thành tựu đáng kể trong việc giải quyết các nhiệm vụ địa chất như đo vẽ bản đồ địa chất ở các tỷ lệ khác nhau, nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ trái đất, tìm kiếm khoáng sản, tìm kiếm dầu khí vùng thềm lục địa rộng lớn, tìm kiếm nước ngầm phục vụ cấp nước sinh hoạt và bảo vệ nguồn nước, giải quyết nhiệm vụ địa chất công trình xây dựng trên mặt và công trình ngầm…
1.1. Ưu điểm của phương pháp đo sâu từ Telua trong địa chất
Phương pháp đo sâu từ Telua (MT) cho phép xác định cấu trúc độ dẫn của đất đá vỏ Trái Đất dựa trên việc đo đạc hai thành phần điện Telua và các thành phần từ Trái Đất vuông góc với nhau một cách tương ứng. Đây là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc địa chất phức tạp, nó dễ dàng phát hiện ra các đới điện trở suất thấp ứng với vùng đất đá bị dập vỡ. Tại các vị trí có đứt gãy, nhiều quá trình vật lý phức tạp có thể diễn ra: Quá trình biến chất có sự khử nước của các khoáng vật làm tăng chất lỏng lưu thông tự do trong đới đứt gãy, sự nóng chảy từng phần, sự đóng kín của một vùng đứt gãy hoạt động làm tăng dần áp suất chất lỏng cho tới khi áp suất này vượt quá một giới hạn nhất định thì sẽ xảy ra động đất.
1.2. Ứng dụng Telua trong nghiên cứu đứt gãy Sông Hồng
Năm 2019, phòng chuyên môn đã sử dụng thiết bị để thu thập số liệu từ Telua tại đứt gãy Sông Hồng. Đới đứt gãy Sông Hồng là ranh giới phân chia vùng kiến tạo Đông Bắc và Tây Bắc Việt Nam, có vai trò quan trọng về địa chất kiến tạo và sinh khoáng. Với thiết bị MTU-5A của Hãng Phoenix Canada sản xuất chúng tôi đã tiến hành đo 9 điểm đo sâu từ Telua theo một tuyến cắt qua đới đứt gãy Sông Hồng thuộc địa phận Sơn Tây - Hà Nội. Trong khuôn khổ của luận văn tác giả thực hiện: “Nghiên cứu đứt gãy Sông Hồng khu vực Sơn Tây bằng phương pháp đo sâu từ Telua”, có sử dụng số liệu từ chương trình hỗ trợ nghiên cứu trên. Phương pháp đo sâu từ Telua được trình bày và áp dụng trong luận văn này.
II. Thách Thức Nghiên Cứu Đứt Gãy Sông Hồng Vấn Đề Địa Chất
Việc nghiên cứu đứt gãy Sông Hồng đặt ra nhiều thách thức về địa chất. Cần xác định chính xác vị trí, độ sâu, và đặc điểm của các đứt gãy để đánh giá rủi ro và ảnh hưởng đến các công trình xây dựng. Sự phức tạp của cấu trúc địa chất khu vực đòi hỏi các phương pháp nghiên cứu tiên tiến và chính xác. Các quá trình vật lý diễn ra tại các đứt gãy, như biến chất, khử nước, và sự lưu thông của chất lỏng, cần được hiểu rõ để đánh giá nguy cơ động đất và các tai biến địa chất khác. Việc đánh giá độ ổn định mái dốc và các yếu tố địa kỹ thuật khác cũng rất quan trọng trong khu vực này.
2.1. Ảnh hưởng của đứt gãy đến an toàn công trình xây dựng
Tại các vị trí có đứt gãy, nhiều quá trình vật lý phức tạp có thể diễn ra: Quá trình biến chất có sự khử nước của các khoáng vật làm tăng chất lỏng lưu thông tự do trong đới đứt gãy, sự nóng chảy từng phần, sự đóng kín của một vùng đứt gãy hoạt động làm tăng dần áp suất chất lỏng cho tới khi áp suất này vượt quá một giới hạn nhất định thì sẽ xảy ra động đất. Như thế chất lỏng là một yếu tố quan trọng trong các vùng đứt gãy nhất là ở các vùng đứt gãy hoạt động và chất lỏng cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình phá hủy ở vùng chấn tiêu động đất.
2.2. Đánh giá rủi ro tai biến địa chất khu vực Sơn Tây
Do sự tồn tại của chất lỏng trong đới đứt gãy hoạt động nên điện trở suất của đất đá giảm đi khá nhiều so với đất đá xung quanh, như vậy điện trở suất của đất đá mang thông tin về trạng thái vật chất trong vỏ Trái Đất ở khu vực nghiên cứu. Năm 2016, Phòng Địa từ - Viện Vật lý Địa cầu được cấp kinh phí để mua 2 máy đo từ Telua MTU-5A của công ty Phoenix – Canada, đây là thiết bị đo sâu từ Telua hiện đại nhất hiện nay.
III. Phương Pháp Đo Sâu Từ Telua Cách Xác Định Cấu Trúc Ngầm
Phương pháp đo sâu từ Telua (MT) là một công cụ hiệu quả để xác định cấu trúc ngầm của vỏ Trái Đất. Phương pháp này dựa trên việc đo đạc các thành phần điện và từ trường tự nhiên để suy ra độ dẫn điện của đất đá. Các biến đổi trong điện trở suất có thể chỉ ra sự tồn tại của các đứt gãy, các lớp trầm tích, và các cấu trúc địa chất khác. Dữ liệu thu thập được sau đó được xử lý và phân tích để tạo ra các mô hình địa điện, giúp các nhà địa chất hiểu rõ hơn về cấu trúc và thành phần của vỏ Trái Đất. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong việc nghiên cứu các khu vực có cấu trúc địa chất phức tạp và lớp phủ dày.
3.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp đo sâu từ Telua
Phương pháp đo sâu từ Telua (Magnetotelluaric - MT) cho phép xác định cấu trúc độ dẫn của đất đá vỏ Trái Đất dựa trên việc đo đạc hai thành phần điện Telua và các thành phần từ Trái Đất vuông góc với nhau một cách tương ứng. Đây là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc địa chất phức tạp, nó dễ dàng phát hiện ra các đới điện trở suất thấp ứng với vùng đất đá bị dập vỡ.
3.2. Thiết bị và quy trình thu thập số liệu Telua
Năm 2016, Phòng Địa từ - Viện Vật lý Địa cầu được cấp kinh phí để mua 2 máy đo từ Telua MTU-5A của công ty Phoenix – Canada, đây là thiết bị đo sâu từ Telua hiện đại nhất hiện nay. Máy có khả năng đo AMT (Audio Magnetotelluric) dải tần số từ 1000 Hz tới 10000 Hz và đo MT (Magnetotelluric) dải tần số từ 400 Hz tới 0.
IV. Xử Lý Số Liệu Đo Sâu Telua Phương Pháp Nghịch Đảo và Minh Giải
Sau khi thu thập số liệu đo sâu từ Telua, quá trình xử lý số liệu là rất quan trọng để tạo ra các mô hình địa điện chính xác. Các phương pháp xử lý số liệu bao gồm nghịch đảo 1D và 2D, cũng như các kỹ thuật minh giải số liệu khác. Phương pháp nghịch đảo Occam thường được sử dụng để tạo ra các mô hình điện trở suất phù hợp với dữ liệu quan sát. Các kết quả minh giải sau đó được sử dụng để xác định vị trí và đặc điểm của các đứt gãy, cũng như các cấu trúc địa chất khác. Quá trình này đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức địa vật lý và kỹ năng xử lý số liệu để đảm bảo tính chính xác và tin cậy của các kết quả.
4.1. Ứng dụng phép nghịch đảo 1D bằng phương pháp Occam
Trong khuôn khổ của luận văn tác giả thực hiện: “Nghiên cứu đứt gãy Sông Hồng khu vực Sơn Tây bằng phương pháp đo sâu từ Telua”, có sử dụng số liệu từ chương trình hỗ trợ nghiên cứu trên. Phương pháp đo sâu từ Telua được trình bày và áp dụng trong luận văn này.
4.2. Minh giải số liệu 2D bằng phương pháp giảm dư nhanh
Phương pháp đo sâu từ Telua (Magnetotelluaric - MT) cho phép xác định cấu trúc độ dẫn của đất đá vỏ Trái Đất dựa trên việc đo đạc hai thành phần điện Telua và các thành phần từ Trái Đất vuông góc với nhau một cách tương ứng. Đây là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc địa chất phức tạp, nó dễ dàng phát hiện ra các đới điện trở suất thấp ứng với vùng đất đá bị dập vỡ.
V. Kết Quả Nghiên Cứu Telua Đánh Giá Đứt Gãy Sông Hồng ở Sơn Tây
Nghiên cứu đứt gãy Sông Hồng khu vực Sơn Tây bằng phương pháp đo sâu từ Telua đã mang lại những kết quả quan trọng. Các mô hình địa điện cho thấy sự tồn tại của các đới điện trở suất thấp, có thể liên quan đến các đứt gãy đang hoạt động. Kết quả này cung cấp thông tin quan trọng để đánh giá nguy cơ động đất và các tai biến địa chất khác trong khu vực. Ngoài ra, nghiên cứu cũng giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc địa chất và lịch sử kiến tạo của đới đứt gãy Sông Hồng. Các kết quả này có thể được sử dụng để quy hoạch và quản lý rủi ro thiên tai, cũng như để phát triển bền vững khu vực Sơn Tây.
5.1. Phân tích mặt cắt địa điện khu vực nghiên cứu
Năm 2019, trong chương trình hỗ trợ hoạt động nghiên cứu khoa học cho nghiên cứu viên cao cấp, phòng chuyên môn chúng tôi có sử dụng thiết bị để thu thập số liệu từ Telua tại đứt gãy Sông Hồng. Đới đứt gãy Sông Hồng - ranh giới phân chia vùng kiến tạo Đông Bắc Việt Nam và vùng kiến tạo Tây Bắc Việt Nam - là đới đứt gãy quan trọng bậc nhất cả về mặt địa chất kiến tạo và vấn đề sinh khoáng ở miền Bắc nước ta.
5.2. Liên hệ giữa điện trở suất và hoạt động đứt gãy
Tại các vị trí có đứt gãy, nhiều quá trình vật lý phức tạp có thể diễn ra: Quá trình biến chất có sự khử nước của các khoáng vật làm tăng chất lỏng lưu thông tự do trong đới đứt gãy, sự nóng chảy từng phần, sự đóng kín của một vùng đứt gãy hoạt động làm tăng dần áp suất chất lỏng cho tới khi áp suất này vượt quá một giới hạn nhất định thì sẽ xảy ra động đất. Như thế chất lỏng là một yếu tố quan trọng trong các vùng đứt gãy nhất là ở các vùng đứt gãy hoạt động và chất lỏng cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình phá hủy ở vùng chấn tiêu động đất.
VI. Ứng Dụng và Tương Lai Phát Triển Nghiên Cứu Telua ở Việt Nam
Nghiên cứu đứt gãy Sông Hồng bằng phương pháp đo sâu từ Telua là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển địa vật lý ở Việt Nam. Các kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để cải thiện quy hoạch, quản lý rủi ro thiên tai, và phát triển bền vững. Trong tương lai, cần tiếp tục đầu tư vào các thiết bị và công nghệ tiên tiến, cũng như đào tạo các chuyên gia có trình độ cao. Hợp tác quốc tế cũng rất quan trọng để chia sẻ kinh nghiệm và kiến thức. Với sự phát triển của khoa học công nghệ, phương pháp đo sâu từ Telua sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu và khám phá cấu trúc ngầm của Trái Đất.
6.1. Đề xuất cải tiến phương pháp đo sâu từ Telua
Với thiết bị MTU-5A của Hãng Phoenix Canada sản xuất chúng tôi đã tiến hành đo 9 điểm đo sâu từ Telua theo một tuyến cắt qua đới đứt gãy Sông Hồng thuộc địa phận Sơn Tây - Hà Nội. Trong khuôn khổ của luận văn tác giả thực hiện: “Nghiên cứu đứt gãy Sông Hồng khu vực Sơn Tây bằng phương pháp đo sâu từ Telua”, có sử dụng số liệu từ chương trình hỗ trợ nghiên cứu trên. Phương pháp đo sâu từ Telua được trình bày và áp dụng trong luận văn này.
6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo về đứt gãy Sông Hồng
Vấn đề về địa chất, địa vật lý của đới đứt gãy này đã được rất nhiều nhà nghiên cứu trong và ngoài nước quan tâm. Với thiết bị MTU-5A của Hãng Phoenix Canada sản xuất chúng tôi đã tiến hành đo 9 điểm đo sâu từ Telua theo một tuyến cắt qua đới đứt gãy Sông Hồng thuộc địa phận Sơn Tây - Hà Nội.
