Luận văn thạc sĩ về đứt gãy sông Hồng khu vực Sơn Tây bằng phương pháp đo sâu từ Telua

Luận văn thạc sĩ phân tích nghiên cứu đứt gãy sông hồng khu vực sơn tây bằng phương pháp đo sâu từ telua 1, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp khả thi cho thực

• Tác giả: Đào Văn Quyền
• Người hướng dẫn: TS. Lê Huy Minh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý địa cầu
• Đề tài: Nghiên cứu đứt gãy sông Hồng khu vực Sơn Tây
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TỪ TELUA
• 1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐỨT GÃY KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ CÔNG TÁC THU THẬP SỐ LIỆU ĐO SÂU TỪ TELUA
• 2.1. Hệ thống đứt gãy khu vực nghiên cứu
• 2.2. Công tác thu thập số liệu đo sâu từ telua. Bộ thiết bị đo sâu từ telua MTU-5A và phần mềm đi kèm
• 2.3. Công tác thực địa bố trí điểm đo
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ KẾT QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO SÂU TỪ TELUA
• 3.1. Xử lý số liệu thu thập
• 3.2. Cơ sở phép nghịch đảo 1D bằng phương pháp Occam
• 3.3. Kết quả nghịch đảo
• 3.4. Cơ sở phương pháp minh giải số liệu 2D bằng phương pháp giảm dư nhanh
• 3.5. Kết quả minh giải
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu đứt gãy sông Hồng khu vực Sơn Tây

Nghiên cứu đứt gãy sông Hồng khu vực Sơn Tây là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực địa chất và địa vật lý. Đới đứt gãy này không chỉ ảnh hưởng đến cấu trúc địa chất mà còn có tác động lớn đến môi trường và sự phát triển bền vững của khu vực. Việc áp dụng phương pháp đo sâu từ telua giúp xác định cấu trúc địa chất một cách chính xác, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý tài nguyên nước và phòng ngừa thiên tai.

1.1. Tình hình nghiên cứu đứt gãy sông Hồng trong và ngoài nước

Nghiên cứu về đứt gãy sông Hồng đã được thực hiện từ nhiều năm qua, với nhiều kết quả đáng chú ý. Các nghiên cứu quốc tế đã chỉ ra rằng đứt gãy này có liên quan mật thiết đến hoạt động địa chấn và sự phân bố khoáng sản. Trong nước, các nghiên cứu cũng đã chỉ ra sự tồn tại của các lớp điện trở suất thấp, cho thấy sự hoạt động của đứt gãy.

1.2. Vai trò của phương pháp đo sâu từ telua trong nghiên cứu

Phương pháp đo sâu từ telua (MT) là một công cụ mạnh mẽ trong việc nghiên cứu cấu trúc địa chất. Nó cho phép xác định độ dẫn điện của đất đá, từ đó giúp phát hiện các vùng đứt gãy và đánh giá nguy cơ động đất. Việc áp dụng phương pháp này tại khu vực Sơn Tây đã mang lại những kết quả khả quan, hỗ trợ cho việc quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu đứt gãy sông Hồng

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về đứt gãy sông Hồng, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần phải giải quyết. Các vấn đề như sự biến đổi khí hậu, hoạt động khai thác tài nguyên và sự gia tăng dân số đã tạo ra áp lực lớn lên môi trường. Điều này đòi hỏi các nhà nghiên cứu phải tìm ra các giải pháp hiệu quả để bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

2.1. Nguy cơ lũ lụt và biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu đang làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan, trong đó có lũ lụt. Khu vực Sơn Tây, với hệ thống đứt gãy sông Hồng, đang phải đối mặt với nguy cơ này. Việc nghiên cứu và dự đoán các hiện tượng này là rất cần thiết để giảm thiểu thiệt hại.

2.2. Tác động của hoạt động khai thác tài nguyên

Hoạt động khai thác tài nguyên, đặc biệt là nước ngầm, đang gây ra những tác động tiêu cực đến cấu trúc địa chất. Việc khai thác không bền vững có thể làm gia tăng nguy cơ sụt lún và động đất. Cần có các biện pháp quản lý tài nguyên hợp lý để bảo vệ môi trường.

III. Phương pháp nghiên cứu đứt gãy sông Hồng hiệu quả

Để nghiên cứu đứt gãy sông Hồng một cách hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại và chính xác. Phương pháp đo sâu từ telua đã được chứng minh là một trong những phương pháp hiệu quả nhất trong việc xác định cấu trúc địa chất. Ngoài ra, việc kết hợp với các công nghệ khác như GIS và mô hình hóa 3D cũng rất quan trọng.

3.1. Phương pháp đo sâu từ telua

Phương pháp đo sâu từ telua cho phép xác định cấu trúc địa chất một cách chính xác thông qua việc đo đạc các thành phần điện từ. Kết quả thu được giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về tình trạng của đới đứt gãy và các yếu tố ảnh hưởng đến nó.

3.2. Kết hợp công nghệ GIS trong nghiên cứu

Công nghệ GIS giúp tích hợp và phân tích dữ liệu địa lý một cách hiệu quả. Việc sử dụng GIS trong nghiên cứu đứt gãy sông Hồng sẽ giúp các nhà khoa học có cái nhìn tổng quan hơn về tình hình địa chất và môi trường, từ đó đưa ra các giải pháp hợp lý.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu đứt gãy sông Hồng

Nghiên cứu đứt gãy sông Hồng không chỉ có giá trị về mặt lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc quản lý tài nguyên nước, phòng ngừa thiên tai và phát triển bền vững khu vực. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự gia tăng dân số.

4.1. Quản lý tài nguyên nước hiệu quả

Việc nghiên cứu đứt gãy sông Hồng giúp xác định các nguồn nước ngầm và đánh giá chất lượng nước. Từ đó, các cơ quan chức năng có thể đưa ra các biện pháp quản lý tài nguyên nước hiệu quả, đảm bảo cung cấp nước cho người dân và phát triển kinh tế.

4.2. Phòng ngừa thiên tai và bảo vệ môi trường

Nghiên cứu về đứt gãy sông Hồng cũng giúp dự đoán và phòng ngừa các thiên tai như động đất và lũ lụt. Các biện pháp bảo vệ môi trường cần được thực hiện để giảm thiểu tác động của các hiện tượng này đến đời sống của người dân.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu đứt gãy sông Hồng

Nghiên cứu đứt gãy sông Hồng khu vực Sơn Tây đã mang lại nhiều kết quả quan trọng, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần phải giải quyết. Tương lai của nghiên cứu này phụ thuộc vào việc áp dụng các công nghệ hiện đại và sự hợp tác giữa các nhà khoa học trong và ngoài nước. Việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững là mục tiêu hàng đầu trong nghiên cứu này.

5.1. Hướng phát triển nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về đứt gãy sông Hồng, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Việc áp dụng các công nghệ mới sẽ giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả của các nghiên cứu.

5.2. Tầm quan trọng của hợp tác quốc tế

Hợp tác quốc tế trong nghiên cứu đứt gãy sông Hồng là rất cần thiết. Việc chia sẻ dữ liệu và kinh nghiệm giữa các nhà khoa học sẽ giúp nâng cao chất lượng nghiên cứu và đưa ra các giải pháp hiệu quả hơn cho các vấn đề địa chất và môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đới đứt gãy sông Hồng (ĐĐGSH) là hệ thống đứt gãy lớn nhất và hoạt động mạnh mẽ nhất trên lãnh thổ Việt Nam, có chiều dài hơn 1560 km, đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc địa chất và địa động lực khu vực Đông Bắc Việt Nam. Nghiên cứu cấu trúc sâu và hoạt động của đới đứt gãy này có ý nghĩa thiết thực trong việc đánh giá nguy cơ động đất, quy hoạch xây dựng công trình và phát triển bền vững kinh tế - xã hội. Phương pháp đo sâu từ telua (Magnetotelluric - MT) được áp dụng để khảo sát cấu trúc điện trở suất của vỏ Trái Đất, giúp phát hiện các đới điện trở suất thấp liên quan đến vùng đứt gãy hoạt động.

Nghiên cứu sử dụng thiết bị MTU-5A hiện đại của hãng Phoenix (Canada) để thu thập số liệu tại 9 điểm đo dọc theo tuyến cắt qua đới đứt gãy sông Hồng khu vực Sơn Tây, Hà Nội. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào khu vực địa lý Sơn Tây với các điểm đo có khoảng cách từ 2 đến 3 km, độ sâu khảo sát có thể lên đến 20-30 km, phù hợp với dải tần số từ 10^-3 Hz đến 10^3 Hz của phương pháp MT. Mục tiêu chính là xác định đặc điểm cấu trúc điện trở suất biểu kiến, đánh giá hoạt động địa chất của đới đứt gãy, từ đó cung cấp cơ sở khoa học cho việc dự báo động đất và quản lý rủi ro thiên tai.

Kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ vai trò của chất lỏng trong vùng đứt gãy, mối liên hệ giữa điện trở suất thấp và hoạt động động đất, đồng thời khẳng định hiệu quả của phương pháp đo sâu từ telua trong nghiên cứu cấu trúc địa chất phức tạp. Các số liệu thu thập và xử lý được kỳ vọng sẽ hỗ trợ các nhà khoa học và quản lý trong việc đánh giá ổn định công trình, quy hoạch phát triển vùng đồng bằng sông Hồng và các khu vực lân cận.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Phương pháp đo sâu từ telua (MT) dựa trên nguyên lý đo biến thiên tự nhiên của trường điện từ Trái Đất trong dải tần số rộng từ 10^-5 Hz đến 10^4 Hz. Lý thuyết cơ bản được xây dựng trên giả thiết của Cagniard, trong đó bỏ qua dòng dịch so với dòng dẫn trong đất và giả định nguồn kích thích điện từ ở rất xa, cho phép xác định điện trở suất biểu kiến của môi trường đất đá từ các thành phần điện trường và từ trường vuông góc nhau trên bề mặt.

• Điện trở suất biểu kiến (ρa): Thông số vật lý chính đo được, phản ánh đặc tính dẫn điện của đất đá, có thể thay đổi từ vài Ohm.m đến hàng nghìn Ohm.m tùy thuộc vào thành phần khoáng vật, độ ẩm, nhiệt độ và sự hiện diện của chất lỏng trong đới đứt gãy.
• Cấu trúc 1D và 2D: Trong trường hợp môi trường phân lớp ngang (1D), điện trở suất biểu kiến chỉ phụ thuộc vào chu kỳ tín hiệu. Với cấu trúc phức tạp hơn (2D), trở kháng tenxơ được sử dụng để mô tả mối quan hệ giữa các thành phần điện và từ trường, đồng thời xác định các hướng chính của cấu trúc địa chất qua phép quay trục đo.
• Độ sâu thâm nhập (p): Độ sâu mà sóng điện từ có thể thâm nhập vào lòng đất, tỷ lệ thuận với chu kỳ tín hiệu và điện trở suất môi trường, có thể đạt đến 20-30 km trong điều kiện thuận lợi.

Các khái niệm chuyên ngành như trở kháng tenxơ, phân cực E và H, độ lệch (skew) được sử dụng để phân tích và minh giải số liệu MT, giúp xác định cấu trúc điện trở suất không phân lớp và các đặc điểm của đới đứt gãy.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là số liệu đo sâu từ telua thu thập tại 9 điểm thuộc khu vực Sơn Tây, Hà Nội, sử dụng thiết bị MTU-5A của Phoenix (Canada). Các điểm đo được bố trí dọc theo tuyến cắt vuông góc với đới đứt gãy sông Hồng, với khoảng cách giữa các điểm từ 2 đến 3 km, tọa độ chính xác được xác định bằng GPS.

Phương pháp phân tích số liệu gồm các bước:

• Thu thập số liệu: Đo đạc thành phần điện trường (Ex, Ey) và từ trường (Hx, Hy, Hz) trong điều kiện thời tiết thuận lợi, tránh nhiễu điện từ nhân tạo và tự nhiên.
• Xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm SSMT2000 để chuyển đổi tín hiệu thời gian sang miền tần số bằng biến đổi Fourier, loại bỏ nhiễu và tính toán điện trở suất biểu kiến cùng pha.
• Minh giải số liệu: Áp dụng phương pháp nghịch đảo 1D bằng thuật toán Occam và nghịch đảo 2D bằng phương pháp giảm dư nhanh để xây dựng mặt cắt điện trở suất biểu kiến theo chiều sâu và theo hướng tuyến đo.
• Timeline nghiên cứu: Thu thập số liệu thực địa năm 2018-2019, xử lý và phân tích số liệu trong năm 2019, hoàn thiện luận văn thạc sĩ năm 2019.

Cỡ mẫu 9 điểm đo được lựa chọn dựa trên khả năng thiết bị và phạm vi nghiên cứu, đảm bảo độ phân giải không gian đủ để nhận diện các đặc điểm cấu trúc đứt gãy. Phương pháp phân tích kết hợp giữa xử lý tự động và hiệu chỉnh thủ công nhằm nâng cao độ chính xác của kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phát hiện đới điện trở suất thấp dọc đứt gãy sông Hồng: Kết quả nghịch đảo 2D cho thấy tồn tại các đới điện trở suất thấp (khoảng 3 - 30 Ω.m) kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, trùng với vị trí đới đứt gãy. Điện trở suất thấp này phản ánh sự hiện diện của chất lỏng và vật liệu bị dập vỡ trong đới đứt gãy, hỗ trợ giả thuyết về hoạt động địa chất và khả năng phát sinh động đất tại khu vực.

2. Độ sâu ảnh hưởng của đứt gãy vượt quá 60 km: Mặt cắt điện trở suất biểu kiến cho thấy đứt gãy sông Hồng ảnh hưởng sâu vào vỏ Trái Đất, với độ chênh lệch độ sâu mặt Moho lên đến 4-5 km giữa hai bên đứt gãy. Điều này phù hợp với các kết quả địa vật lý khác như địa chấn và trọng lực, khẳng định tính xuyên sâu và hoạt động mạnh mẽ của đới đứt gãy.

3. Sự khác biệt điện trở suất theo hướng cấu trúc: Các thành phần điện trở suất theo hướng song song và vuông góc với đứt gãy có sự khác biệt rõ rệt, thể hiện tính bất đẳng hướng của môi trường đất đá do sự phân phiến và biến chất trong vùng đứt gãy. Ví dụ, điện trở suất theo hướng vuông góc với đứt gãy cao hơn từ 20-30% so với hướng song song.

4. Tín hiệu nhiễu và xử lý số liệu: Một số điểm đo có tín hiệu pha và sai số không tốt do ảnh hưởng của nhiễu nhân tạo và điều kiện thực địa, tuy nhiên việc xử lý thủ công và làm trơn đường cong điện trở suất đã giúp cải thiện chất lượng dữ liệu, đảm bảo độ tin cậy của kết quả nghịch đảo.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của đới điện trở suất thấp được giải thích bởi sự hiện diện của chất lỏng tự do trong các khe nứt và vùng biến chất, làm giảm điện trở suất so với đất đá xung quanh. Điều này phù hợp với các nghiên cứu quốc tế tại vùng Himalaya và Tây Tạng, nơi phát hiện lớp điện trở suất thấp liên quan đến hoạt động kiến tạo và va chạm mảng.

So sánh với các nghiên cứu trong nước, kết quả tại khu vực Sơn Tây tương đồng với các mặt cắt điện trở suất đã được khảo sát ở đới đứt gãy Lai Châu - Điện Biên và đới đứt gãy sông Mã, cho thấy tính nhất quán trong đặc điểm cấu trúc sâu của các đới đứt gãy hoạt động ở miền Bắc Việt Nam.

Việc sử dụng phương pháp đo sâu từ telua MTU-5A đã chứng minh hiệu quả trong việc phát hiện và mô tả chi tiết cấu trúc điện trở suất phức tạp, đặc biệt là khả năng khảo sát sâu đến hàng chục km, vượt trội so với các phương pháp địa vật lý truyền thống. Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ đường cong điện trở suất biểu kiến theo chu kỳ và mặt cắt 2D minh giải điện trở suất theo chiều sâu, giúp trực quan hóa cấu trúc đứt gãy.

Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc đánh giá nguy cơ động đất, hỗ trợ quy hoạch xây dựng và quản lý rủi ro thiên tai tại khu vực đồng bằng sông Hồng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Mở rộng mạng lưới đo sâu từ telua: Tăng số lượng điểm đo dọc theo đới đứt gãy sông Hồng và các đới đứt gãy phụ để nâng cao độ phân giải không gian, giúp phát hiện chi tiết hơn các vùng điện trở suất thấp và hoạt động địa chất. Thời gian thực hiện: 2-3 năm; chủ thể: Viện Vật lý Địa cầu phối hợp với các trường đại học.

2. Phát triển phương pháp xử lý số liệu nâng cao: Áp dụng các thuật toán nghịch đảo 3D và kỹ thuật lọc nhiễu tiên tiến để cải thiện chất lượng dữ liệu, giảm sai số pha và tăng độ tin cậy của kết quả. Thời gian: 1-2 năm; chủ thể: nhóm nghiên cứu chuyên sâu về địa vật lý.

3. Kết hợp đa phương pháp địa vật lý: Tích hợp số liệu MT với địa chấn, trọng lực và địa từ để xây dựng mô hình cấu trúc địa chất toàn diện, phục vụ dự báo động đất và đánh giá ổn định công trình. Thời gian: 3-5 năm; chủ thể: Viện Vật lý Địa cầu và Viện Địa chất.

4. Xây dựng hệ thống giám sát động đất dựa trên tín hiệu MT: Thiết lập các trạm đo MT liên tục tại các vị trí trọng yếu để theo dõi biến đổi điện trở suất và tín hiệu điện từ, nhằm phát hiện sớm các dấu hiệu tiền động đất. Thời gian: 3 năm; chủ thể: Bộ Khoa học và Công nghệ phối hợp với Viện Vật lý Địa cầu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu địa vật lý và địa chất: Luận văn cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phương pháp phân tích hiện đại, hỗ trợ nghiên cứu cấu trúc sâu và hoạt động đứt gãy, đặc biệt trong khu vực đồng bằng sông Hồng.

2. Chuyên gia quản lý rủi ro thiên tai: Thông tin về đặc điểm điện trở suất và hoạt động đứt gãy giúp đánh giá nguy cơ động đất, từ đó xây dựng các chiến lược phòng chống và ứng phó thiên tai hiệu quả.

3. Kỹ sư xây dựng và quy hoạch đô thị: Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để lựa chọn vị trí xây dựng công trình, đặc biệt là các công trình trọng điểm như thủy điện, nhà máy điện hạt nhân, nhằm đảm bảo an toàn và bền vững.

4. Sinh viên và học viên cao học chuyên ngành Vật lý địa cầu, Địa chất: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về ứng dụng phương pháp đo sâu từ telua, kỹ thuật xử lý số liệu và minh giải cấu trúc địa chất phức tạp.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp đo sâu từ telua là gì và ưu điểm của nó?
   Phương pháp MT đo biến thiên tự nhiên của trường điện từ Trái Đất để xác định điện trở suất biểu kiến của đất đá. Ưu điểm là không cần nguồn phát tín hiệu nhân tạo, có thể khảo sát sâu đến 20-30 km, phát hiện cấu trúc phức tạp và vùng chứa chất lỏng trong đới đứt gãy.

2. Tại sao điện trở suất thấp lại liên quan đến hoạt động đứt gãy?
   Điện trở suất thấp thường do sự hiện diện của chất lỏng tự do hoặc vật liệu bị dập vỡ trong đới đứt gãy, làm tăng độ dẫn điện. Đây là dấu hiệu cho thấy đứt gãy đang hoạt động và có thể liên quan đến nguy cơ động đất.

3. Làm thế nào để xử lý nhiễu trong số liệu MT?
   Sử dụng phần mềm chuyên dụng để lọc nhiễu, loại bỏ tín hiệu nhân tạo và xử lý thủ công các tín hiệu không phù hợp. Kết hợp nhiều bước xử lý như biến đổi Fourier, làm trơn đường cong và kiểm tra chất lượng dữ liệu để đảm bảo kết quả chính xác.

4. Phạm vi khảo sát của phương pháp MT là bao nhiêu?
   Phương pháp MT có thể khảo sát từ vài chục mét đến hàng chục km tùy thuộc vào chu kỳ tín hiệu và điện trở suất môi trường. Trong nghiên cứu này, độ sâu khảo sát đạt đến khoảng 20-30 km, phù hợp với nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái Đất sâu.

5. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này là gì?
   Nghiên cứu giúp đánh giá hoạt động đứt gãy, dự báo nguy cơ động đất, hỗ trợ quy hoạch xây dựng công trình an toàn, quản lý rủi ro thiên tai và phát triển bền vững khu vực đồng bằng sông Hồng và các vùng lân cận.

Kết luận

• Luận văn đã áp dụng thành công phương pháp đo sâu từ telua MTU-5A để nghiên cứu cấu trúc đứt gãy sông Hồng khu vực Sơn Tây, thu thập và xử lý số liệu tại 9 điểm đo với độ sâu khảo sát lên đến 20-30 km.
• Phát hiện các đới điện trở suất thấp dọc theo đứt gãy, phản ánh sự hiện diện của chất lỏng và vật liệu bị dập vỡ, liên quan đến hoạt động địa chất và nguy cơ động đất.
• Kết quả minh giải 2D cho thấy đứt gãy có ảnh hưởng sâu và bất đẳng hướng rõ rệt, phù hợp với các nghiên cứu địa vật lý khác trong khu vực.
• Đề xuất mở rộng mạng lưới đo đạc, phát triển kỹ thuật xử lý số liệu và xây dựng hệ thống giám sát động đất dựa trên tín hiệu MT để nâng cao hiệu quả nghiên cứu và ứng dụng.
• Kêu gọi các nhà khoa học, quản lý và kỹ sư quan tâm tham khảo và ứng dụng kết quả nghiên cứu nhằm nâng cao độ an toàn và phát triển bền vững vùng đồng bằng sông Hồng.

Việc tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng phương pháp đo sâu từ telua sẽ góp phần quan trọng trong việc hiểu rõ hơn về cấu trúc địa chất phức tạp và giảm thiểu rủi ro thiên tai tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TỪ TELUA 1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Trên thế giới việc tìm hiểu mối liên hệ giữa mặt cắt cấu trúc địa điện theo số liệu từ telua và phân bố chấn tiêu động đất ở những vùng hoạt động động đất nhằm làm sáng tỏ bản chất của các quá trình vật lý trong vùng nguồn động đất được sự quan tâm rất rộng rãi của cộng đồng các nhà khoa học [14,15,23,26].

Việc sử dụng phương pháp đo sâu từ telua để nghiên cứu cấu trúc sâu ở vùng Himalaya và cao nguyên Tây Tạng đã cho những kết quả rất tốt. Lớp điện trở suất thấp ở phần vỏ giữa của vùng này được cho là sự xuất hiện của chất lỏng có liên quan với quá trình va chạm của mảng Ấn Độ và mảng Châu Á [32]. Kết quả đo sâu từ telua tại 2 vùng Tây Bắc Hymalaya của Ấn Độ cũng phát hiện được lớp điện trở suất thấp ở độ sâu từ 25 – 30 km, nó góp phần làm sáng tỏ thêm quá trình kiến tạo liên quan tới sự va chạm của mảng Ấn Độ và mảng Châu Á [14]. Gần đây, tập đoàn dầu khí quốc gia Trung Quốc (CNPC) và công ty Nord-West Ltd (Nga) đã sử dụng phương pháp MT đo ghi hàng ngàn tuyến đo từ telua nhằm mục đích thăm dò và thành lập bản đồ tiềm năng mỏ khí Hydrocacbon trên toàn cầu.

Cũng dùng phương pháp này, công ty Vale Canada Limited đã phát hiện được một mỏ Niken ở độ sâu 1750 m, hay vào năm 1996 công ty Falconbridge Canada Limited cũng phát hiện được hai mỏ Ni-Cu nằm ở độ sâu 800 m đến 1350 m. Phương pháp đo sâu từ telua này cũng được áp dụng trong những nghiên cứu dự đoán về thiên tai động đất. Những biến đổi tín hiệu MT có thể là khởi đầu của các sự kiện địa chấn. Tại Nhật Bản, hệ thống giám sát MT tĩnh đã được lắp đặt từ tháng 4/1996.

Các tín hiệu MT tĩnh từ các trạm Wakuya, trạm Esashi của Viện Khảo sát Địa lý Nhật Bản (GSIJ) được đo ghi liên tục và cung cấp miễn phí cho cộng đồng khoa học thế giới cho phép nghiên cứu sâu thêm về sự tương tác giữa tín hiệu từ telua và tín hiện địa chấn của hoạt động động đất. 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Tình hình nghiên cứu trong nước Ở nước ta, việc nghiên cứu cấu trúc sâu bằng phương pháp đo sâu từ telua đã được thực hiện trong khuôn khổ hợp tác giữa Viện Vật lý Địa cầu, Viện Địa chất, trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội và Viện Vật lý Địa cầu Paris bắt đầu từ năm 1993 [2, 25] ở khu vực đới đứt gãy sông Hồng trên 4 tuyến Yên Bái - Tuyên Quang, Nam Định - Hải Phòng, Thanh Sơn - Thái Nguyên và Lương Sơn - Bắc Ninh. Kết quả đo đạc tuyến Nam Định - Hải Phòng đưa ra mặt cắt tương đối chi tiết về cấu trúc địa điện của miền võng Hà Nội.

Kết quả này khẳng định sự xuyên sâu ở phạm vi thạch quyển của đứt gãy sông Hồng, đứt gãy sông Chảy và đứt gãy sông Lô. Kết hợp với các tài liệu khoan, kết quả đo sâu từ telua tuyến Nam Định – Hải Phòng còn cho phép xây dựng mặt cắt địa điện tương đối chi tiết của vùng miền võng, chỉ rõ rằng độ sâu của móng đá trầm tích trước Paleogene thay đổi từ vài trăm met ở rìa miền võng tới khoảng 5 km ở vùng giữa miền võng giữa đứt gãy Vĩnh Ninh và đứt gãy sông Lô, thông tin này rất hữu ích với mục đích tìm kiếm dầu khí ở khu vực miền võng Hà Nội. Các tuyến đo sâu từ telua Thanh Sơn - Thái Nguyên và Ba Vì - Bắc Ninh đã được tiến hành để theo dõi sự thay đổi của cấu trúc địa điện và trạng thái vật chất lớp vỏ Trái Đất và manti trên dọc đới đứt gãy sông Hồng từ Yên Bái tới Nam Định [2]. Tuy nhiên các mặt cắt địa điện mà những tác giả đưa ra mới chỉ dựa trên kết quả nghịch đảo 1D bằng phương pháp thử và lựa chọn; còn phương pháp nghịch đảo 2D các tác giả chưa thực hiện.

Năm 2003, Viện Vật lý Địa cầu Paris đã viện trợ không hoàn lại cho Viện Vật lý Địa cầu hệ thống thiết bị thăm dò từ telua Géo-Instrument. Nhờ hệ thống thiết bị này việc nghiên cứu một cách tương đối chi tiết cấu trúc sâu đứt gãy Lai Châu - Điện Biên khu vực lòng chảo Điện Biên đã được tiến hành trong khuôn khổ đề tài độc lập cấp Nhà nước: “Phân vùng dự báo chi tiết động đất vùng Tây Bắc”. Lê Huy Minh cùng nnk đã đưa ra bức tranh cấu trúc địa điện tương đối chi tiết cho thấy rằng ở vùng trung tâm lòng chảo tại độ sâu chỉ khoảng 5 km ở vị trí đứt gãy Lai Châu - Điện Biên chạy qua, điện trở suất của đất đá chỉ xấp xỉ khoảng 1 . Kết quả này cho phép khẳng định rằng đứt gãy Lai Châu - Điện Biên là đứt gãy đang hoạt động, lòng chảo Điện Biên vẫn trong quá trình tách dãn; điện trở 5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] suất thấp ở khu vực đứt gãy có thể có các nguyên nhân sau: Nhiệt từ dưới sâu dịch chuyển lên theo đới đứt gãy có thể làm cho vật chất dưới lòng chảo bị chảy dẻo, các quá trình biến chất giải phóng chất lỏng có thể tồn tại.

Việc nghiên cứu một cách chi tiết cấu trúc đới đứt gãy Sơn La và đới đứt gãy sông Cả đã được tiến hành trong các năm 2006 và 2007 trong khuôn khổ đề tài cấp Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam “Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc sâu vùng đứt gãy hoạt động (đứt gãy Sơn La và đứt gãy sông Cả) bằng phương pháp đo sâu từ telua”. Tại khu vực đứt gãy Sơn La tồn tại lớp điện trở suất thấp dưới 10 .m trong khoảng độ sâu 10 – 30 km; có một mối liên hệ chặt chẽ giữa độ sâu của các chấn tâm động đất đã quan sát được và độ sâu lớp điện trở suất thấp trong mặt cắt địa điện cắt ngang qua vùng đứt gãy hoạt động [4]. Như vậy có thể coi sự tồn tại của đới điện trở suất thấp (khoảng 3 - 30 .m hoặc thấp hơn) trong các lớp vỏ Trái Đất ở lân cận đứt gãy là dấu hiệu chỉ thị về mặt điện trở suất của một đứt gãy hoạt động. Từ bề mặt tới độ sâu 30 km ở mặt cắt điện trở suất đứt gãy sông Cả ở vị trí tuyến Đô Lương điện trở suất là tương đối cao, đoạn đứt gãy sông Cả khu vực tuyến đo sâu từ telua Đô Lương chạy qua có thể có độ hoạt động địa chất kém.

Đứt gãy Đô Lương - Đức Thọ cũng là đứt gãy sâu xuyên vỏ; trên mặt cắt địa điện ở độ sâu khoảng 14 km tồn tại đới điện trở suất thấp dưới 10 .m dọc theo đứt gãy, đứt gãy Đô Lương - Đức Thọ là đứt gãy hoạt động. Cả hai trận động đất Đô Lương ngày 01/01/2005 và 12/01/2005 đều xảy ra trên đứt gãy Đô Lương - Đức Thọ. Hai năm 2005 và 2006, trong khuôn khổ đề tài độc lập cấp Nhà nước “Nghiên cứu kiến tạo đứt gãy hiện đại và động đất liên quan ở khu vực Hòa Bình làm cơ sở đánh giá ổn định công trình thủy điện Hòa Bình”, cấu trúc địa điện của các đứt gãy Trung Hà - Hòa Bình và Chợ Bờ - Hòa Bình đã được nghiên cứu trong đề tài nhánh “Nghiên cứu đứt gãy bằng phương pháp đo sâu từ telua”. Đối với tuyến đo sâu từ telua cắt ngang qua hệ thống đứt gãy Trung Hà - Hòa Bình, mặc dù không phát hiện được đứt gãy, nhưng ở đoạn cắt qua sông Đà có điện trở suất thấp hơn hẳn so với phần phía Tây (thuộc tỉnh Phú Thọ) của tuyến.

Tuyến đo sâu từ telua cắt qua hệ thống đứt gãy Chợ Bờ - Hòa Bình biểu hiện khá rõ đới đứt gãy này. Đới 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] đứt gãy Chợ Bờ - Hòa Bình có điện trở suất không thấp và theo quan điểm của các tác giả, đây là đới đứt gãy không hoạt động. Từ năm 2007 đến 2009, trong khuôn khổ đề tài cấp Nhà Nước “Nghiên cứu cấu trúc sâu thạch quyển miền Bắc Việt Nam bằng dò sâu địa chấn và từ telua nhằm nâng cao độ tin cậy của các dự báo thiên tai địa chất” Võ Thanh Sơn và nnk đã thực hiện đo sâu từ telua trên tuyến Hòa Bình - Thái Nguyên và tuyến Thanh Hóa - Hòa Bình. Kết quả các mặt cắt điện trở suất của vỏ Trái Đất trên hai tuyến này cho thấy sự biểu hiện khá rõ nét của các đứt gãy lớn như đứt gãy Mường La – Bắc Yên, đứt gãy sông Hồng, đứt gãy sông Chảy, đứt gãy sông Lô, đứt gãy Sơn La [6].

Trong khuôn khổ đề tài độc lập cấp Nhà nước: “Nghiên cứu đánh giá độ nguy hiểm động đất và sóng thần tại khu vực Ninh Thuận và lân cận phục vụ công tác thẩm định địa điểm xây dựng nhà máy điện hạt nhân” thực hiện năm 2012- 2013, Võ Thanh Sơn và nnk đã tiến hành 2 tuyến đo sâu từ telua là tuyến Đà Lạt – Phan Rang và tuyến Đức Trọng – Tuy Phong để nghiên cứu đứt gãy Nha Trang – Tánh Linh. Đứt gãy Nha Trang – Tánh Linh thể hiện khá rõ theo kết quả đo sâu từ telua. Nhìn chung ở cả hai mặt cắt điện trở suất 2D tuyến Đà Lạt – Phan Rang và tuyến Đức Trọng – Tuy Phong giá trị điện trở suất tương đối cao. Ở các đới dọc theo đứt gãy Nha Trang – Tánh Linh trên cả hai tuyến, giá trị điện trở suất thấp nhất nằm trong khoảng từ 20 .m và nằm ở phần phía trên tới độ sâu khoảng 6 km – 7 km.

Như vậy theo kết quả đo sâu từ telua trên hai tuyến Đà Lạt – Phan Rang và Đức Trọng – Tuy Phong không có lớp vật chất ở trạng thái dẻo. Theo quan điểm của tác giả, ở các đoạn đứt gãy Nha Trang – Tánh Linh mà các tuyến đo sâu từ telua cắt qua khó có khả năng phát sinh động đất [33]. Trong khuôn khổ đề tài cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2012 - 2014 của Tiến sĩ Võ Thanh Sơn: “Nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Trái Đất khu vực đới đứt gãy sông Mã bằng phương pháp thăm dò sâu từtelua”, tác giả cùng nnk đã hoàn thành việc đo sâu từ telua trên ba tuyến thuộc địa phận của các tỉnh Sơn La, 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.