Hiệu quả phương pháp đo sâu từ tellua âm tần kết hợp đo mặt cắt điện trong xác định cấu trúc địa chất trẻ khu vực Quảng Nam, miền Trung Việt Nam
Kết quả khảo sát và xử lý số liệu từ tellua âm tần và đối sánh với một số mặt
cắt điện bằng mô hình 2D cho các tuyến cắt ngang cấu trúc bồn trầm tích
Kainozoi Quảng Nam ở khu vực trung và hạ lưu sông Vu Gia - Thu Bồn
(Quảng Nam) đã xác định rõ vị trí và bề rộng đới ảnh hưởng của các đứt gãy
cũng như các đới dập vỡ cắt qua đá móng và trong các tầng trầm tích Đệ Tứ
trong phạm vi vùng nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu đã cung cấp thông tin
cơ sở khá tin cậy để giúp dự báo hình thái, vị trí và dạng nằm của đứt gãy
kiến tạo, góp phần khẳng định sự tồn tại của các hệ thống đứt gãy ẩn suy
đoán được từ các phân tích địa mạo - kiến tạo và các thông số địa chất khác.
Kết quả nghiên cứu này cũng khẳng định tính khả thi của việc áp dụng
phương pháp từ tellua âm tần kết hợp đo sâu điện trong việc nghiên cứu cấu
trúc địa chất các tầng nông ở Bồn trũng Quảng Nam và có thể áp dụng cho
các vùng khác có nền địa chất tương tự.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Hiệu quả phương pháp đo sâu từ tellua âm tần kết hợp đo mặt cắt điện trong xác định cấu trúc địa chất trẻ khu vực Quảng Nam, miền Trung Việt Nam
nh 2. Hiển thị phổ tần số của file số liệu. 42 Nguyễn Văn Tuyên và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 38 - 49 chứa file *.2di. Lựa chọn các dữ liệu trên tuyến liên kết và xuất sang file *.shc để xử lý điện trở suất trên mô hình 2D (Hình 5). Trong trường hợp đường điện E1 theo hệ thống đo được đặt dọc theo tuyến đo, chọn chế độ “1 TM, 2 TE” (Hình 5a). Khi tuyến mặt cắt được chọn trực giao với tuyến đo sâu, chọn chế độ “1 TE, 2 TM” (Hình 5b). Chế độ “Rotate to profile” được chọn trong trường hợp khi chọn tuyến mặt cắt lệch một góc so với tuyến đo sâu (Hình 5c). 2.2.4. Xử lý mặt cắt điện trở suất theo mô hình 2D Sử dụng phần mềm Shell2D để xử lý dữ liệu mặt cắt điển trở xuất theo tuyến đến độ sâu 1000m, trong đó thang chiều sâu thể hiện theo thang logarit (Hình 6). Kết quả xử lý có thể xuất dữ liệu sang file để vẽ mặt cắt bằng phần mềm Surfer. Hình 3. Kết quả xử lý dạng ảnh. Hình 4. Chuyển đổi file dữ liệu sang *.LAF. Nguyễn Văn Tuyên và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 38 - 49 43 3. Kết quả xác định các cấu trúc tân kiến tạo trong khu vực nghiên cứu bằng AMT Do khối lượng thực hiện trên diện tích nghiên cứu tương đối lớn nên tác giả chỉ nêu kết quả nghiên cứu thực hiện trên 5 tuyến điển hình cho khu vực khảo sát, cụ thể như sau. 3.1. Tuyến 1 Tuyến 1 thi công song song với đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi chiều dài 35 km. Mặt cắt xử lý theo mô hình 2D đã thể hiện được cấu trúc địa tầng của môi trường phân lớp. Các đối tượng phân dị tương đối rõ lớp phong hóa nứt nẻ, dập vỡ gần bề mặt và đá móng rắn chắc dưới sâu. Trên mặt cắt điện trở suất đã phân biệt rõ tầng trên gồm đá phong hóa, đá nứt nẻ, dập vỡ có điện trở thấp < 300Ωm và đá gốc rắn chắc có điện trở ≥ 700 Ωm. Tại các vị trí có điện trở suất thấp ≤ 100 Ωm cắm xuống sâu thể hiện các đứt gãy phát triển xuống sâu trong đá gốc. Các vị trí có điện trở suất 200 Ωm÷500 Ωm thể hiện các đới dập vỡ phá hủy của đứt gãy. Kết quả cho thấy các đứt gãy, đới dập vỡ thể hiện khá rõ trên mặt cắt đo sâu điện trở suất. Tại vị trí các cọc 0 m, 2900 m, 4800 m, 7900, 13200 m, 14600 m, 15300 m, 16800 m, 17400 m, 19300 m, 26500 m, 28900 m, và 34200 m có giá trị điện trở suất âm phát triển tuyến tính cắm xuống sâu phản ánh đới phá hủy của đứt gãy. Đới điện trở suất thấp từ cọc 14600 m đến 21600 m có quy mô lớn kéo dài hơn 7000 m. Tại đới này có nhiều hệ thống đứt gãy chạy qua. So sánh với Hình 5. Liên kết các điểm đo trên tuyến. 44 Nguyễn Văn Tuyên và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 38 - 49 tài liệu địa chất cho thấy các vị trí đứt gãy này đều trùng hoặc nằm gần vị trí đứt gãy địa chất xác định (Hình 7). 3.2. Tuyến 2 Tuyến 2 được đo chủ yếu trên cánh đồng lúa, chiều dài 7300 m (Hình 8). Kết quả đo mặt cắt điện trở suất được vẽ đồ thị giá trị điện trở suất biểu kiến trên tuyến nghiên cứu. Kết quả phân dị tương đối rõ đới điện trở suất thấp từ 30÷50 Ωm. Từ cọc 700÷2300 m và cọc 3000m đến cuối tuyến điện trở suất thấp và ít biến đổi với đới điện trở cao hơn 100÷130 Ωm (đoạn 0÷650 m và đoạn 2200÷3000 m). Mặt cắt đo sâu điện trở suất phần trên mặt phổ biến từ vài Ωm÷100 Ωm. Tại các vị trí có điện trở suất thấp ≤ 100 Ωm thường phát triển xuống sâu thể hiện các đứt gãy phát triển trong đá gốc. Tại vị trí các cọc 700 m, 2300 m, 4600 m có giá trị điện trở suất thấp phát triển xuống sâu phản ánh đới phá hủy của đứt gãy. Sự phân bố dị thường điện trở xuất trên mặt cắt cho thấy các đứt gãy này có diện phân bố và quy mô tương đối lớn. 3.3. Tuyến 5 Tuyến 5 đo chủ yếu trên cánh đồng lúa, vườn nhà dân và gần bờ sông, chiều dài 5600 m (Hình 1, 9). Mặt cắt đo sâu điện trở suất phần trên mặt phổ biến từ vài Ωm÷100 Ωm. Kết quả đo mặt cắt điện trở suất cho thấy sự phân dị tương đối rõ đới điện trở suất thấp từ 30÷40 Ωm (từ cọc 200÷4500 m) với đới điện trở cao hơn 60÷80 Ωm ở đoạn đầu và cuối tuyến. Tại các vị trí có điện trở suất thấp ≤ 100 Ωm, dị thường thường hẹp và cắm xuống sâu thể hiện các đứt gãy phát triển xuống sâu trong đá gốc. Tại vị trí cọc 3500 m có giá trị điện trở suất thấp cắm xuống sâu phản ánh đới phá hủy của đứt gãy. Đới điện trở suất thấp từ cọc 2000÷4500 m có diện phân bố và quy mô tương đối lớn phát triển xuống sâu, phản ánh quy mô của đới sụt và dập vỡ do đứt gãy lớn. 3.4. Tuyến 10 Tuyến 10 đo chủ yếu trên cánh đồng lúa, vườn nhà dân và gần núi, chiều dài 4000m (Hình 1, 10). Mặt cắt đo sâu điện trở suất phần trên mặt phổ biến từ vài Ωm÷50 Ωm. Tại các vị trí có điện trở suất thấp ≤ 100 Ωm cắm xuống sâu thể hiện các đứt gãy phát triển xuống sâu trong đá gốc. Tại vị trí các cọc 300 m, 2400 m, 3100 m, 4000 m có giá trị điện trở suất thấp cắm xuống sâu phản ánh vị trí đới phá hủy của đứt gãy. Đới điện trở suất thấp từ cọc 1500÷2700 m có diện phân bố và quy mô tương đối lớn phát triển xuống sâu phản ánh đứt gãy quy mô lớn trong đá gốc (Hình 10). 3.5. Tuyến 14 Tuyến 14 đo chủ yếu trên cánh đồng lúa, vườn nhà dân và gần bờ sông, chiều dài 4200m (Hình 1, 11). Kết quả đo mặt cắt điện trở suất phân dị tương đối rõ đới điện trở suất thấp từ 30÷40 Ωm (từ cọc 800÷2200 m và 3800÷4200 m) Hình 6. Hình ảnh mô hình 2D mặt cắt điện trở suất xử lý bằng phần mềm Shell2D. Nguyễn Văn Tuyên và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 38 - 49 45 Hình 8. Mặt cắt điện trở suất mô hình 2D Tuyến 2 và đối sánh với minh giải địa chất. Hình 9. Mặt cắt điện trở suất mô hình 2D Tuyến 5 và đối sánh với minh giải địa chất. Hình 7. Mặt cắt điện trở suất và mặt cắt địa chất Tuyến 1 và đối sánh với minh giải địa chất. 46 Nguyễn Mai Hoa /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 38 - 49 phân dị với đới điện trở suất cao 100 ÷380 Ωm tại cọc 200÷800 m và cọc 3400÷3800 m Mặt cắt đo sâu điện trở suất thấp từ vài Ωm÷50 Ωm phát triển tới độ sâu gần 400 m. Đoạn đầu tuyến 0÷800 m tại độ sâu 200 m và đoạn 3400÷3800 m tại độ sâu 200 m là các khối điện trở suất cao có điện trở suất ≥ 1000 Ωm. Tại vị trí các cọc 200 m; 2500 m; 3100m, 3900m có giá trị điện trở suất thấp cắm xuống sâu phản ánh đới phá hủy của đứt gãy. Tại vị trí các cọc 200÷1200 m có dị thường điện trở xuất tăng cao, phản ánh sự nâng lên của khối đá móng dạng địa lũy (Hình 11). 4. Kết luận Từ kết quả khảo sát từ tellua âm tần và mặt cắt điện trở suất khu vực trung và hạ lưu sông Vu Gia - Thu Bồn, Quảng Nam thảo luận trên đây, có thể thấy rằng việc sử dụng các phương pháp này cho thấy rõ hiệu quả của việc xác định các dị thường có liên tới các yếu tố cấu trúc trẻ trong các tầng trầm tích trẻ trong khu vực nghiên cứu, thể hiện ở một số đặc tính sau. 1. Tài liệu mặt cắt điện trở suất đã thể hiện tính phân dị rõ ràng về điện trở suất biểu kiến của các đối tượng, theo cả phương ngang và thẳng đứng từ đó có thể dự đoán sự tồn tại của các cấu trúc địa chất, đặc biệt là các cấu trúc có góc dốc lớn trên tuyến nghiên cứu. 2. Kết quả đo sâu từ tellua âm tần đã thể hiện được tính phân dị rõ ràng của các cấu trúc địa chất theo phương ngang, phân dị rõ lớp trầm tích bề mặt và đá móng rắn chắc dưới sâu. Độ phân giải cao cả theo phương nằm ngang và phương thẳng đứng phản ánh rõ bất đồng nhất địa phương gây ra bởi các bất thường về cấu trúc trong các tầng trầm tích trẻ, nằm gần mặt đất. Vì vậy dựa vào số liệu thu được đã xác định được các đứt gãy có vị trí phù hợp với các đứt gãy đã dự đoán bằng các phương pháp địa chất - địa mạo khác. Ngoài ra, các số liệu thu được còn cho phép xác định chiều rộng, dài và quy mô của các đới dập vỡ kiến tạo. Hình 10. Mặt cắt điện trở suất mô hình 2D Tuyến 10 và đối sánh với minh giải địa chất. Nguyễn Văn Tuyên và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 38 - 49 47 3. Kết quả nghiên cứu này cho thấy việc sử dụng các tài liệu đo sâu từ tellua âm tần và mặt cắt điện trở suất có thể hữu dụng trong việc xác định vị trí, quy mô của các đứt gãy, đới phá hủy, dập vỡ kiến tạo trong các thành tạo địa chất trẻ phân bố gần mặt đất, góp phần dự báo chính xác vị trí các đứt gãy kiến tạo trẻ cũng như thế nằm của chúng. Đây là cơ sở quan trọng kết hợp với tài liệu địa chất trong việc nghiên cứu cấu trúc địa chất trong đó có việc xác định các đứt gãy trẻ hoặc tân kiến tạo cắt qua các lớp trầm tích trẻ. Phương pháp nghiên cứu ở đây có thể áp dụng để nghiên cứu cấu trúc cho các khu vực bồn trầm tích trẻ khác có đặc điểm địa chất tương tự ở Việt Nam. Lời cảm ơn Nghiên cứu này được tài trợ bởi Đề tài BĐKH 13/16 - 20 thuộc Chương trình Khoa học và Công nghệ phục vụ Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với Biến đổi khí hậu Mã số: BĐKH/16 - 20 do Trần Thanh Hải làm chủ nhiệm. Hình 11. Mặt cắt điện trở suất mô hình 2D Tuyến 14 và đối sánh với minh giải địa chất. 48 Nguyễn Mai Hoa /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 38 - 49 Tài liệu tham khảo Cát Nguyên Hùng (Chủ biên), 1996. Báo cáo đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỉ lệ 1:50.000 nhóm tờ Đà Nẵng - Hội An. Báo cáo đề tài. Lưu trữ Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội. Dobrin, M. B. and Savit, C. H., 1988. Introduction to Geophysical Prospecting, 4th Edition, McGraw - Hill. Hoàng Ngô Tự Do, 2016. Đặc điểm địa chất đệ tứ và tài nguyên nước dưới đất khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam. Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. Karhina, L., 1953. Basic theory of the magneto - telluric method of geophysical prospecting, Geophysics 18, 605-635. Kaufman, A. A. (ed.), 1992. Geophysical Field Theory and Method, Part A. Academic Press. Kearey, P., Brooks, M., and Hill, I., 2002. An Introduction to Geophysical Exploration, 3rd edition. Blackwell Science. Keller, G. V. and Zhdanov, M. S., 1994. The Geoelectrical Methods in Geophysical Exploration (Methods in Geochemistry and Geophysics). Elsevier. Khương Xuân Bình (chủ biên) 2009. Nghiên cứu, ứng dụng để xây dựng qui trình công nghệ điều tra nước dưới đất trên các vùng có điện trở suất cao bằng phương pháp từ tellua âm tần, Áp dụng thử nghiệm cho một số vùng cụ thể. Lưu trữ thư viện Trung tâm Khoa học và Công nghệ Quốc gia. Ngô Văn Bưu, 1997. Từ tellua trong cấu trúc hai chiều, trường chuyển trên môi trường tán sắc. Tạp chí khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất. Nguyễn Thị Kim Thoa, Nguyễn Văn Giảng, Phạm Văn Ngọc, Boyer, D., 1994. Khảo sát nước ngầm sâu bằng tổ hợp phương pháp từ tellua và phương pháp đo sâu điện. Tạp chí Khoa học Công nghệ, XXXII/2: 51 - 61. Nguyễn Trọng Nga và Kiều Duy Thông, 2006. Khả năng áp dụng phương pháp đo sâu từ tellua âm tần (AMTZ) ở Việt Nam. Tạp chí khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 14. Nguyễn Văn Trang (Chủ biên), 1986. Địa chất và khoáng sản nhóm tờ Tam Kỳ - Hiệp Đức. Lưu trữ Tổng cục Địa chất, Hà Nội. Nguyễn Văn Tuyên, 2017. Báo cáo kết quả nghiên cứu cấu trúc đá móng điện trở suất cao khu Pà Lừa - Pà Rồng, huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam thuộc Nhiệm vụ: "Xác lập đặc điểm thạch học - tướng đá, điều kiện thành tạo quặng urani khu vực Pà Lừa - Pà Rồng". Lưu trữ Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm. Parasnis, D. S., 1996. Principles of Applied Geophysics. Chapman & Hall. Phạm Ngọc Đạt, 2015. Hiệu quả áp dụng phương pháp đo sâu từ tellua nghiên cứu cấu trúc sâu trường địa nhiệt khu vực nước nóng Bang - Lệ Thủy - Tỉnh Quảng Bình. Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Phạm Thị Hương và Nguyễn Xuân Quang, 2017. Đặc điểm tai biến địa chất vùng trung - hạ lưu lưu vực Sông Vu Gia - Thu Bồn và một số giải pháp phòng tránh và giảm thiểu tác động; Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58 (2), 186 - 200. Reynolds, J. M., 1997. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, Wiley & Sons Ltd. Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9425:2012 về Điều tra, đánh giá và thăm dò khoáng sản - Phương pháp từ tellua. Tikhonov, A. N., 1950. On determining electrical characteristics of the deep layers of the Earth's crust; Doklady 73, 295 - 297. Trần Thanh Hải, 2015. Nghiên cứu, đánh giá kiến tạo hiện đại khu vực ven biển miền Trung Việt Nam và vai trò của nó đối với các tai biến thiên nhiên phục vụ dự báo và phòng trành thiên tai trong điều kiện biến đổi khí hậu. Báo cáo Đề tài cấp Nhà nước. MS. BĐKH.42. Lưu trữ Cục thông tin KHCN, Bộ KHCN. Trần Thiên Nhiên, 2012. Báo cáo kết quả đo Từ tellua khu vực Tây Nguyên thuộc Đề tài “Trầm tích luận các thành tạo Neogen Tây Nguyên và Khoáng sản liên quan”; Lưu trữ Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm. Nguyễn Văn Tuyên và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 38 - 49 49 Trần Thiên Nhiên, 2014a. Phương pháp từ tellua và Hướng dẫn sử dụng hệ thiết bị đo từ tellua âm tần ACF - 4M. Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm. Trần Thiên Nhiên, 2014b. Báo cáo kết quả công tác đo Từ tellua khu vực Bắc Kạn và Tuyên Quang, thuộc Dự án “Đánh giá triển vọng khoáng sản ẩn sâu (Pb - Zn, Au - Sb) và các khoáng sản khác ở các vùng có triển vọng thuộc đông nam đới Lô Gâm”. Lưu trữ Tổng cục Điạ chất và Khoáng sản Việt Nam. Trần Văn Trị và Vũ Khúc (Đồng Chủ biên), 2009. Địa chất và Tài nguyên Việt Nam. Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ. Hà Nội. Tran, H. T., Zaw, K., Halpin, J. A, Manaka, T., Meffre, S., Lee, Y., Le, V. H., Lai, C. K, Dinh, S., 2014. The Tam Ky - Phuoc Son Shear Zone in Central Vietnam: Tectonic and metallogenic implications. Gondwana Research 26, 144 - 164. ABSTRACT The effectiveness of audio - magnetotellurics and cross - sectional electrical methods in determination of young geological structures in Quang Nam Area, central Vietnam Tuyen Van Nguyen 1, Hai Thanh Tran 2, Binh Van Phan 2 1 Division for Radioactive and Rare Minerals, Nam Tu Liem, Hanoi, Vietnam 2 Faculty of Geosciences and Geoengineering, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam The results of the magnetotelluric and cross - sectional electrical surveying and 2D audio - magnetotellurics modeling for profiles that transect the structures underneath the basin Cenozoic Quang Nam Basin within the middle and lower portions of Vu Gia - Thu Bon catchment have clearly delineated the location and width of the faults and fracture zones that cross cut both basement and Quaternary sediementarty layers in the study area. The measurement results as such have provided accurate baseline information for the predicting of the nature of tectonic faults, contributing to the confirmation of buried fault systems that are extrapolated by morphotectonic and other geological patameters. The results of this study also demonstrate the effectiveness of the application of combined audio magnetotelluaric and electrical measurements for the study of shallow geological structures in the Quang Nam Basin and other areas with similar geological features.
File đính kèm:
- hieu_qua_phuong_phap_do_sau_tu_tellua_am_tan_ket_hop_do_mat.pdf