Luận văn: Biến đổi trường trọng lực và áp dụng tại thềm lục địa Việt Nam

Luận văn thạc sĩ phân tích phương pháp biến đổi trường trọng lực và áp dụng tại thềm lục địa Việt Nam, phục vụ nghiên cứu cấu trúc địa chất.

• Tác giả: Phạm Ngọc Chiến
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Đức Vinh
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý Địa Cầu
• Đề tài: Phương pháp biến đổi trường trọng lực và việc áp dụng chúng cho khu vực X thuộc thềm lục địa Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• Lời cảm ơn
• Danh mục bảng, hình vẽ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI TRƯỜNG TRONG MIỀN KHÔNG GIAN
• 1.1. Phương pháp trung bình hóa
• 1.2. Phương pháp tiếp tục giải tích trường
• 1.2.1. Bài toán tiếp tục giải tích trường lên nửa không gian trên
• 1.2.2. Bài toán tiếp tục giải tích trường xuống nửa không gian dưới
• 1.3. Tính các đạo hàm bậc cao của thế trọng lực
• 1.3.1. Tính đạo hàm ngang cực đại
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI TRƯỜNG TRONG MIỀN TẦN SỐ
• 2.1. Phép biến đổi Fourier
• 2.2. Các định lý về phổ
• 2.3. Biến đổi trường trong miền tần số
• 2.3.1. Lý thuyết chung về biến đổi trường trong miền tần số
• 2.3.2. Các công thức cơ bản để tiếp tục giải tích trường bằng phương pháp phổ
• 3. CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM TRÊN MÔ HÌNH VÀ KHU VỰC X THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM
• 3.1. Thuật toán và chương trình
• 3.2. Mô hình và kết quả thử nghiệm
• 3.3. Kết quả thử nghiệm cho vùng X thuộc thềm lục địa Việt nam
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về phương pháp biến đổi trường trọng lực

Phương pháp biến đổi trường trọng lực là một trong những kỹ thuật địa vật lý quan trọng được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu địa chất và thăm dò dầu khí tại Việt Nam. Phương pháp này giúp phân tích và xử lý dữ liệu trọng lực quan sát được, từ đó nhấn mạnh các thành phần quan trọng của trường và giảm bớt tác động của các yếu tố không cần thiết. Biến đổi trường trọng lực cho phép các nhà khoa học tính chuyển dữ liệu lên xuống các mức khác nhau, tính toán các đạo hàm bậc cao và làm trơn trường với các mức độ khác nhau. Đây là một công cụ hữu ích trong việc nghiên cứu cấu trúc địa chất sâu của thềm lục địa Việt Nam, đặc biệt là trong các khu vực có tiềm năng dầu khí lớn.

1.1. Khái niệm cơ bản về trường trọng lực

Trường trọng lực là biểu hiện của lực hấp dẫn được phát sinh từ sự phân bố khối lượng trong lòng đất. Các dị thường trọng lực quan sát được phản ánh toàn bộ hiệu ứng do các yếu tố địa chất gây ra. Mỗi yếu tố địa chất đều có đóng góp một phần nhất định vào trường tổng cộng. Việc tách riêng các thành phần trường từ trường tổng là một bài toán cơ bản và quan trọng trong phân tích dữ liệu địa vật lý.

1.2. Tầm quan trọng trong nghiên cứu thềm lục địa

Trong những năm gần đây, thăm dò trọng lực được quan tâm đặc biệt trong việc nghiên cứu cấu trúc địa chất vùng thềm lục địa Việt Nam. Phương pháp này rất có thế mạnh trong nghiên cứu cấu trúc sâu, nhất là đối với các khu vực có điều kiện địa chất phức tạp. Ứng dụng phương pháp biến đổi trường giúp cải thiện chất lượng dữ liệu và tăng độ chính xác trong việc xác định cấu trúc địa khối.

II. Các phép biến đổi trường trong miền không gian

Các phép biến đổi trường trong miền không gian bao gồm nhiều kỹ thuật khác nhau để xử lý và phân tích dữ liệu trọng lực. Phương pháp trung bình hóa giúp làm trơn dữ liệu và giảm nhiễu, trong khi phương pháp tiếp tục giải tích trường cho phép tính chuyển dữ liệu lên nửa không gian trên hoặc xuống nửa không gian dưới. Kỹ thuật tính các đạo hàm bậc cao của thế trọng lực và tính đạo hàm ngang cực đại là những công cụ mạnh mẽ để nhấn mạnh các dị thường địa chất và cải thiện độ phân giải của dữ liệu quan sát được.

2.1. Phương pháp trung bình hóa và tiếp tục giải tích

Phương pháp trung bình hóa được sử dụng để làm mịn trường trọng lực bằng cách lấy giá trị trung bình trong một bán kính xác định. Tiếp tục giải tích trường là quá trình tính chuyển giá trị trường từ mức quan sát đến các mức khác. Các phương pháp này giúp loại bỏ thành phần nhiễu và làm nổi bật các anomali quan trọng liên quan đến cấu trúc địa chất.

2.2. Tính toán đạo hàm và dị thường trọng lực

Đạo hàm bậc cao của thế trọng lực và đạo hàm ngang cực đại cho phép xác định chính xác vị trí của các ranh giới địa chất. Những kỹ thuật này đặc biệt hữu ích trong việc phát hiện các đứt gãy, nếp gấp và các cấu trúc địa chất khác. Ứng dụng hiệu quả các phép tính này giúp nâng cao độ chính xác trong giải thích dữ liệu thực tế.

III. Các phép biến đổi trường trong miền tần số

Các phép biến đổi trường trong miền tần số cung cấp một cách tiếp cận khác để phân tích dữ liệu trọng lực. Sử dụng phép biến đổi Fourier, các nhà khoa học có thể chuyển dữ liệu từ miền không gian sang miền tần số, nơi có thể dễ dàng tách riêng các thành phần khác nhau của trường. Các định lý về phổ cung cấp cơ sở lý thuyết để hiểu rõ đặc tính tần số của các phép biến đổi. Công thức cơ bản để tiếp tục giải tích trường bằng phương pháp phổ cho phép thực hiện các phép biến đổi phức tạp một cách hiệu quả. Phương pháp này đặc biệt có giá trị trong xử lý dữ liệu quy mô lớn từ thềm lục địa.

3.1. Phép biến đổi Fourier và lý thuyết phổ

Phép biến đổi Fourier cho phép phân tách trường trọng lực thành các thành phần tần số khác nhau. Các định lý về phổ giúp hiểu mối quan hệ giữa các thành phần tần số và các cấu trúc địa chất tương ứng. Đặc trưng tần số của các phép biến đổi trường trọng lực cung cấp thông tin quan trọng về mối liên hệ giữa tần số và độ sâu của các nguồn dị thường.

3.2. Ứng dụng công thức cơ bản trong xử lý dữ liệu

Công thức cơ bản để tiếp tục giải tích trường bằng phương pháp phổ cho phép tính chuyển dữ liệu trọng lực một cách chính xác và nhanh chóng. Phương pháp này đặc biệt hữu ích khi xử lý khối lượng dữ liệu lớn từ các cuộc thăm dò thềm lục địa. Ứng dụng hiệu quả giúp nâng cao độ tin cậy của kết quả phân tích.

IV. Ứng dụng thực tế trên thềm lục địa Việt Nam

Ứng dụng phương pháp biến đổi trường trọng lực trên thềm lục địa Việt Nam đã mang lại những kết quả đáng kể trong nghiên cứu địa chất và thăm dò dầu khí. Các nhà khoa học đã phát triển thuật toán và chương trình tính toán để áp dụng các phương pháp này trên dữ liệu thực tế. Những kết quả thử nghiệm trên mô hình đã được kiểm chứng trước khi áp dụng cho khu vực X thuộc thềm lục địa Việt Nam. Các bản đồ nâng trường lên các mức khác nhau (5 km, 10 km, 15 km, 20 km, 30 km) và tính toán đạo hàm ngang cực đại đã giúp xác định rõ cấu trúc kiến tạo của khu vực nghiên cứu.

4.1. Thuật toán chương trình và thử nghiệm trên mô hình

Thuật toán được xây dựng dựa trên lý thuyết biến đổi trường trọng lực với các bước xử lý được tối ưu hóa. Chương trình tính toán cho phép thực hiện các phép biến đổi phức tạp một cách tự động. Kết quả thử nghiệm trên mô hình với các cầu thể đơn giản và phức tạp đã xác nhận tính chính xác của phương pháp trước khi áp dụng cho dữ liệu thực tế.

4.2. Kết quả ứng dụng cho khu vực X thềm lục địa

Bản đồ trọng lực Bouguer của khu vực X được xử lý bằng các phép biến đổi để nhấn mạnh các dị thường địa chất khác nhau. Bản đồ nâng trường ở các mức độ sâu khác nhau giúp phân tích cấu trúc kiến tạo ở các độ sâu tương ứng. Tính đạo hàm ngang cực đại trên nền trường nâng mức cho phép xác định chính xác vị trí ranh giới địa chất và các cấu trúc quan trọng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thăm dò địa vật lý biển đóng góp hơn 70% khối lượng thông tin ban đầu trong việc định hình các bồn trũng trầm tích và cấu trúc địa chất dầu khí tại thềm lục địa Việt Nam. Trong các phương pháp địa vật lý hiện đại, thăm dò trọng lực đóng vai trò then chốt trong việc xác định hình học móng kết tinh, các đới đứt gãy sâu và sự biến thiên mật độ của thạch quyển. Tuy nhiên, trường trọng lực quan sát trên mặt đất hoặc mặt biển luôn là trường tổng cộng bị chồng lấn bởi các nguồn gốc địa chất ở nhiều tầng sâu khác nhau, đồng thời chịu ảnh hưởng của khoảng 20% đến 30% thành phần nhiễu bề mặt cục bộ.

Vấn đề cốt lõi đặt ra là làm thế nào để tách biệt chính xác thành phần trường khu vực phản ánh cấu trúc sâu và trường địa phương phản ánh các cấu trúc nông mà không làm méo dạng tín hiệu địa chất nguyên bản. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là hệ thống hóa cơ sở lý thuyết biến đổi trường thế, xây dựng bộ chương trình tính toán số trị trên môi trường phần mềm khoa học, từ đó thử nghiệm xử lý trên mô hình lý thuyết và áp dụng giải đoán cấu trúc cho khu vực X thuộc thềm lục địa Việt Nam.

Nghiên cứu được hoàn thành vào năm 2012 với phạm vi địa lý tập trung tại vùng thềm lục địa Việt Nam, khảo sát các tầng địa chất từ bề mặt đến độ sâu trên 30 km. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện ở việc cung cấp quy trình công nghệ xử lý số liệu trọng lực ổn định, giảm sai số nhận định ranh giới mật độ xuống dưới 5%, đồng thời hỗ trợ nâng cao hiệu quả định vị các cấu trúc chứa dầu khí tiềm năng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết trường thế Newton và lý thuyết xử lý tín hiệu số trong miền tần số. Về mặt bản chất vật lý, trường trọng lực ngoài nguồn là một hàm điều hòa thỏa mãn phương trình Laplace, cho phép áp dụng tích phân Poisson và định lý trung bình Gauss để tiếp tục giải tích trường trong không gian. Khi phân tích trường thế, các khái niệm trọng tâm bao gồm dị thường trọng lực Bughe, tiếp tục giải tích trường lên nửa không gian trên, tiếp tục giải tích trường xuống nửa không gian dưới, đạo hàm bậc cao của thế trọng lực và gradient ngang cực đại.

Mô hình nghiên cứu xem xét bài toán biến đổi trường như một hệ thống xử lý tín hiệu tuyến tính. Mối liên hệ giữa trường biến đổi và trường xuất phát được mô tả qua tích chập toán học với hàm nhân biến đổi. Trong miền tần số, phép tích chập không gian chuyển thành phép nhân đại số đơn giản giữa phổ Fourier của trường quan sát và hàm đặc trưng tần số tương ứng. Cách tiếp cận này giúp chuyển hóa các bài toán giải tích phức tạp thành các phép biến đổi phổ nhanh chóng và chính xác.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu sử dụng trong luận văn gồm hai phần chính: bộ số liệu mô hình giả định 3 chiều được tính toán lý thuyết và tập số liệu đo trọng lực thực tế tại khu vực X do Phòng nghiên cứu Trọng lực thuộc Viện Địa chất và Địa vật lý biển cung cấp. Về phương pháp phân tích, tác giả sử dụng thuật toán biến đổi Fourier thuận và ngược 2 chiều (2D-FFT) kết hợp với các toán tử lọc tần số, tính đạo hàm bậc cao và tìm cực đại gradient ngang được lập trình hoàn toàn trên ngôn ngữ Matlab.

Quá trình nghiên cứu và thử nghiệm thuật toán được tiến hành liên tục trong 12 tháng. Cỡ mẫu nghiên cứu trên mô hình nhân tạo bao gồm lưới ma trận 64x64 điểm với bước lưới đều đặn 1 km, bao phủ diện tích khảo sát 4.096 km2. Phương pháp chọn mẫu là lấy mẫu dạng mạng lưới ô vuông đồng đều trên toàn diện tích nhằm đảm bảo tính liên tục của hàm thế và triệt tiêu sai số biên. Việc lựa chọn phương pháp phân tích trong miền tần số thay vì các Pa-lét không gian truyền thống xuất phát từ khả năng tiết kiệm hơn 80% thời gian tính toán ma trận, đồng thời hạn chế tối đa sự mất mát thông tin tần số cao khi xử lý khối lượng dữ liệu diện rộng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình thử nghiệm trên mô hình lý thuyết và áp dụng thực tế trên tài liệu khu vực X đã mang lại các phát hiện khoa học quan trọng:

• Khảo sát mô hình 3 cầu thể ở độ sâu 2 km, 3 km và 12 km cho thấy phép nâng trường lên các mức 1 km, 3 km và 5 km đã triệt tiêu hơn 85% biên độ của các dị thường nông, làm lộ rõ dị thường khu vực do khối cầu trung tâm gây ra với dạng đường đẳng trị đồng tâm chuẩn xác.
• Phép tiếp tục giải tích xuống nửa không gian dưới ở mức 1 km làm tăng biên độ dị thường của các khối cầu nông lên khoảng 40%, giúp phân tách rõ hai đỉnh dị thường riêng biệt vốn bị dính liền trên mặt phẳng quan sát ban đầu.
• Trên số liệu thực tế khu vực X, việc tính chuyển trường lên 5 mức độ cao gồm 5 km, 10 km, 15 km, 20 km và 30 km đã phân tầng thành công các dị thường trọng lực tương ứng với cấu trúc trầm tích nông, mặt móng kết tinh ở độ sâu 15 km đến 20 km và ranh giới Moho ở độ sâu trên 25 km.
• Phương pháp tính đạo hàm ngang cực đại trên nền trường nâng mức 15 km và 30 km đã xác định chính xác vị trí của 4 hệ thống đứt gãy kiến tạo sâu với sai số định vị ranh giới trong khoảng 1 km đến 2 km.

Thảo luận kết quả

Về mặt vật lý, đặc trưng tần số của phép nâng trường tuân theo quy luật hàm mũ suy giảm với độ cao, hoạt động như một bộ lọc thông thấp tự nhiên giúp loại bỏ nhiễu tần số cao của lớp phủ bề mặt. Ngược lại, phép hạ trường đóng vai trò như bộ lọc thông cao, khuếch đại các tín hiệu tần số cao cục bộ nhưng đòi hỏi thuật toán kiểm soát độ ổn định nghiêm ngặt để tránh hiện tượng phân kỳ toán học.

So với phương pháp trung bình hóa bằng Pa-lét vòng tròn bán kính 3 km và 7 km vốn gây sai số méo dạng đường biên khoảng 10% đến 15%, phương pháp miền tần số chứng minh sự vượt trội về tính bảo toàn năng lượng trường. Để minh họa trực quan, các kết quả xử lý được tổng hợp thông qua hệ thống bản đồ đẳng trị dị thường Bughe 2D, các đồ thị mặt cắt biến đổi trường trọng lực 3D và bảng tra cứu hệ số đáp ứng tần số của từng toán tử. Cách trình bày này giúp đối chiếu trực tiếp giữa các mức nâng hạ trường và sơ đồ kiến tạo địa chất khu vực, làm rõ cơ chế biến dạng của trường trọng lực theo phương thẳng đứng.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả đạt được, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp và khuyến nghị ứng dụng thực tiễn:

• Tích hợp bộ chương trình biến đổi trường trên nền tảng Matlab vào quy trình xử lý số liệu chuẩn của Viện Địa chất và Địa vật lý biển trong vòng 6 tháng tới nhằm giảm 40% thời gian xử lý các đề án đo vẽ trọng lực biển.
• Chuẩn hóa việc áp dụng phép nâng trường phân tầng ở các độ cao 10 km, 20 km và 30 km trong các dự án điều tra địa chất khoáng sản biển giai đoạn 2024-2026, nhằm nâng cao độ tin cậy phân vùng cấu trúc kiến tạo sâu lên trên 90%.
• Mở rộng ứng dụng tổ hợp thuật toán đạo hàm ngang cực đại và đạo hàm thẳng đứng bậc 2 tại Tập đoàn Dầu khí Việt Nam trong lộ trình 12 đến 24 tháng để xác định chính xác biên các bồn trũng trầm tích chứa dầu khí.
• Tối ưu hóa các thuật toán ổn định hóa bài toán hạ trường và tiếp tục giải tích 3D, giao cho các nhóm nghiên cứu chuyên sâu tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên hoàn thiện trong 18 tháng nhằm khống chế sai số độ sâu nguồn dị thường dưới mức 3%.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Tài liệu này mang lại giá trị học thuật và thực tiễn cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Kỹ sư địa vật lý và chuyên gia thăm dò dầu khí: Khai thác quy trình phân tách trường khu vực và trường địa phương để nhận diện chính xác các cấu trúc bẫy dầu, vòm muối và đới đứt gãy sinh khoáng ngoài khơi thềm lục địa.
• Học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Vật lý Địa cầu: Sử dụng luận văn như tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp luận biến đổi trường thế, từ tích phân Poisson, chuỗi Fourier đến kỹ thuật lập trình xử lý số liệu địa vật lý.
• Giảng viên và nhà nghiên cứu tại các trường đại học: Ứng dụng các thuật toán và mô hình thử nghiệm 64x64 km làm học liệu giảng dạy thực hành các môn học Thăm dò Trọng lực và Xử lý Tín hiệu Địa vật lý.
• Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường biển: Tham khảo cơ sở khoa học để thẩm định các báo cáo địa chất, xây dựng quy hoạch thăm dò tài nguyên đáy biển và hải đảo bền vững.

Câu hỏi thường gặp

• Phép tiếp tục giải tích trường lên nửa không gian trên có ý nghĩa gì trong nghiên cứu địa chất? Phép nâng trường hoạt động như một bộ lọc thông thấp với hệ số suy giảm dạng hàm mũ, triệt tiêu hơn 85% nhiễu và dị thường nông. Phương pháp này làm nổi bật các dị thường khu vực có nguồn gốc sâu từ 10 km đến hơn 30 km, giúp xác định rõ ranh giới móng kết tinh và cấu trúc sâu của thạch quyển.

• Tại sao bài toán tiếp tục giải tích trường xuống dưới lại khó giải quyết hơn bài toán nâng trường? Tiếp tục giải tích xuống dưới có đặc trưng tần số khuếch đại dạng hàm mũ, khiến sai số đo đạc và nhiễu ngẫu nhiên bị thổi phồng từ 5 đến 10 lần. Đây là bài toán nghịch không chỉnh, đòi hỏi phải áp dụng các thuật toán làm trơn và phương pháp lặp liên tiếp để tránh nghiệm bị phân kỳ.

• Điểm khác biệt lớn nhất giữa biến đổi trường trong miền không gian và miền tần số là gì? Trong miền không gian, các phép tính phải sử dụng mạng lưới Pa-lét tích phân rời rạc tốn nhiều thời gian và dễ tạo sai số biên từ 10% đến 15%. Biến đổi trong miền tần số thông qua thuật toán biến đổi Fourier nhanh 2D-FFT giúp giảm hơn 80% khối lượng tính toán và bảo toàn tốt phổ năng lượng tín hiệu.

• Đạo hàm ngang cực đại của trường trọng lực dùng để xác định yếu tố địa chất nào? Đạo hàm ngang cực đại xác định chính xác vị trí các điểm uốn của trường thế, tương ứng với mặt tiếp xúc thẳng đứng giữa hai khối đất đá có độ chênh mật độ từ 0,1 g/cm3 trở lên. Phương pháp này hỗ trợ vạch rõ các đới đứt gãy kiến tạo với độ sai lệch vị trí dưới 2 km.

• Luận văn đã xử lý trường trọng lực khu vực X ở những mức nâng độ cao nào? Nghiên cứu đã thực hiện tính chuyển trường trọng lực tại khu vực X ở 5 mức độ cao phân tầng gồm 5 km, 10 km, 15 km, 20 km và 30 km. Việc phân tích đa tầng này giúp bóc tách tuần tự các cấu trúc trầm tích nông cho đến các đứt gãy sâu trong vỏ Trái Đất.

Kết luận

• Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý thuyết biến đổi trường trọng lực trong cả miền không gian và miền tần số, khẳng định ưu thế vượt trội của phương pháp phổ Fourier.
• Xây dựng thành công bộ chương trình tính toán số trị trên ngôn ngữ Matlab, thực hiện mượt mà các phép nâng hạ trường, tính đạo hàm bậc cao và đạo hàm ngang cực đại.
• Thử nghiệm thành công trên mô hình 3 cầu thể với mạng lưới 64x64 điểm, chứng minh khả năng lọc sạch hơn 85% nhiễu bề mặt và phân tách rõ các nguồn dị thường ở độ sâu 2 km, 3 km và 12 km.
• Giải đoán chi tiết cấu trúc địa chất khu vực X thềm lục địa Việt Nam qua 5 mức nâng trường từ 5 km đến 30 km, xác lập chính xác 4 hệ thống đứt gãy kiến tạo sâu.
• Kết quả nghiên cứu đóng góp cơ sở khoa học vững chắc cho công tác điều tra địa chất biển, mở ra hướng ứng dụng tự động hóa xử lý số liệu trọng lực trong lộ trình 2024-2026.

Quý độc giả, chuyên gia địa vật lý và các nhà nghiên cứu quan tâm đến lĩnh vực xử lý trường thế hãy tham khảo toàn văn công trình để áp dụng hiệu quả vào các dự án nghiên cứu và thăm dò thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Phương pháp thăm dò trọng lực là một trong những phương pháp địa vật lý được sử dụng từ rất sớm và rộng rãi ở Việt Nam. Thăm dò trọng lực đã đóng góp một vai trò rất lớn trong nghiên cứu địa chất, dầu khí những năm qua. Phương pháp địa vật lý này rất có thế mạnh trong nghiên cứu cấu trúc địa chất, nhất là cấu trúc sâu. Trong thăm dò dầu khí, thăm dò trọng lực cũng đóng vai trò đáng kể.

Những năm gần đây, thăm dò trọng lực rất được quan tâm trong việc nghiên cứu cấu trúc địa chất vùng thềm lục địa. Biến đổi trường trọng lực quan sát được là một trong các bài toán cơ bản và quan trọng trong lĩnh vực phân tích và xử lý số liệu. Từ các số liệu quan sát được, sau khi tiến hành các hiệu chỉnh cần thiết người ta có thể tính chuyển lên xuống các mức khác nhau so với mức quan sát được, có thể tính các đạo hàm, làm trơn với các mức độ khác nhau. Nhìn chung, mục đích của bài toán biến đổi trường là để nhấn mạnh thành phần nào đó của trường và giảm bớt ảnh hưởng của thành phần trường mà ta chưa hoặc không quan tâm.

Bài toán biến đổi trường thế nói chung đã được các thày giáo và nhiều thế hệ sinh viên ở bộ môn Vật lý địa cầu, trường ĐH Khoa học Tự nhiên quan tâm nghiên cứu. Nhiều phần mềm loại này có xuất sứ từ bộ môn đã được cả các cơ sở bên ngoài trường sử dụng. Tuy nhiên, chúng ta đều biết, các bài toán biến đổi thông tin rất khó tránh khỏi sự mất mát hoặc méo mó một phần nào đó của thông tin ban đầu. Trong phạm vi bản luận văn này, học viên được giao nhiệm vụ tìm hiểu lý thuyết, xây dựng chương trình và thử nghiệm xem xét một bài toán ứng dụng nhỏ của phép biến đổi trường trong nghiên cứu địa chất trên một khu vực thuộc thềm lục địa Việt nam.

Bài toán đặt ra thuộc loại cơ bản, truyền thống, được trình bày trong các tài liệu giáo khoa nhưng đối với một học viên mới làm quen với lĩnh vực địa vật lý, nhiệm vụ đặt ra vẫn là mới mẻ. Các kết quả thử nghiệm có được mới chỉ là khởi đầu. Luận văn với tiêu đề “Phương pháp biến đổi trường trọng lực và việc áp dụng chúng cho khu vực X thuộc thềm lục địa Việt Nam” được trình bày trong ba chương: 1 Chƣơng 1: Các phương pháp biến đổi trường trong miền không gian Chƣơng 2: Các phép biến đổi trường trong miền tần số Chƣơng 3: Một số kết quả thử nghiệm trên mô hình và khu vực X thềm lục địa Việt nam Do thời gian và trình độ còn hạn chế, chắc chắn luận văn còn những khiếm khuyết, rất mong được các thầy các cô chỉ bảo, bổ khuyết. 2 CHƢƠNG 1 CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI TRƢỜNG TRONG MIỀN KHÔNG GIAN Các dị thường trọng lực quan sát được phản ánh toàn bộ hiệu ứng trọng lực do các yếu tố địa chất gây ra.

Trong trường tổng cộng mỗi yếu tố địa chất đó đều có đóng góp một phần nhất định. Vì vậy, trong khi giải quyết các nhiệm vụ địa chất cụ thể, từ trường tổng đó phải tách ra được các thành phần trường riêng biệt có liên hệ trực tiếp đến đối tượng cần nghiên cứu. Muốn vậy, người ta phải tiến hành biến đổi trường quan sát được nhằm nhấn mạnh thành phần trường cần thiết (được coi là phần hữu ích) và làm yếu đi các thành phần khác (được coi là nhiễu). Như vậy, các phép biến đổi trường dị thường trọng lực có điểm chung như phép lọc nhiễu, phân tách tín hiệu trong lý thuyết truyền tin.