Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu áp dụng hệ phương pháp phân tích, xử lý hiện đại xác định cấu trúc móng trước Kainozoi trên một số bể trầm tích thuộc thềm lục địa Việt Nam theo tài liệu trọng lực

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:133

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn áp dụng thành công việc giải bài toán ngược cho trường hợp 3D bằng phương pháp lựa chọn để xác định phân bố mật độ lớp đá móng trước Kainozoi các bể trầm tích Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn thuộc thềm lục địa Việt Nam trên cơ sở thuật toán bóc lớp theo tài liệu trọng lực,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu áp dụng hệ phương pháp phân tích, xử lý hiện đại xác định cấu trúc móng trước Kainozoi trên một số bể trầm tích thuộc thềm lục địa Việt Nam theo tài liệu trọng lực

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _______________________ Nguyễn Kim Dũng NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG HỆ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, XỬ LÝ HIỆN ĐẠI XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MÓNG TRƯỚC KAINOZOI TRÊN MỘT SỐ BỂ TRẦM TÍCH THUỘC THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM THEO TÀI LIỆU TRỌNG LỰC LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội - 2018
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _______________________ Nguyễn Kim Dũng NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG HỆ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, XỬ LÝ HIỆN ĐẠI XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MÓNG TRƯỚC KAINOZOI TRÊN MỘT SỐ BỂ TRẦM TÍCH THUỘC THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM THEO TÀI LIỆU TRỌNG LỰC Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số: 62440111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Đỗ Đức Thanh 2. TS. Hoàng Văn Vượng GS.TS. Bùi Công Quế Hà Nội - 2018
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác Tác giả luận án Nguyễn Kim Dũng
LỜI CẢM ƠN Luận án “ Nghiên cứu áp dụng hệ phương pháp phân tích, xử lý hiện đại xác định cấu trúc móng trước Kainozoi trên một số bể trầm tích thuộc thềm lục địa Việt Nam theo tài liệu Trọng lực ” được hoàn thành tại cơ sở đào tạo Trường Đại học Khoa học Tự nhiên-Đại học Quốc gia Hà Nội, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Đỗ Đức Thanh và TS. Hoàng Văn Vượng. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến hai Thầy hướng dẫn đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn để nghiên cứu sinh hoàn thành luận án của mình. Tác giả xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Viện Địa chất và Địa vật lý biển đã tạo các điều kiện cần thiết cho nghiên cứu sinh học tập và nghiên cứu. Tác giả cũng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các đồng nghiệp trong Viện đã có những ý kiến đóng góp về chuyên môn cũng như những kinh nghiệm cho luận án của nghiên cứu sinh. Tác giả xin cảm ơn những hỗ trợ của các Thầy Cô trong Khoa Vật Lý, Bộ môn Vật lý Địa cầu, các cán bộ Phòng Sau đại học đã giúp nghiên cứu sinh hoàn thiện hồ sơ và thủ tục bảo vệ luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn đến các Thầy, Cô, các nhà khoa học đang công tác tại các viện nghiên cứu, các trường Đại học, hội khoa học kỹ thuật địa vật lý Việt Nam, liên đoàn Vật lý địa chất,.. đã có những đóng góp ý kiến vê chuyên môn để luận án được hoàn thiện tốt hơn. Nghiên cứu sinh xin dành sự yêu thương và lòng biết ơn tới gia đình và người thân luôn là niềm động viên, khích lệ mạnh mẽ giúp nghiên cứu sinh thực hiện và hoàn thành luận án. Tác giả luận án Nguyễn Kim Dũng
MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa ................................................................................................................ Lời cam đoan ................................................................................................................. Lời cảm ơn .................................................................................................................... Mục lục .......................................................................................................................... i Danh mục các ký hiệu và các chữ viết tắt ..................................................................... iv Danh mục các bảng biểu ............................................................................................... v Danh mục các hình vẽ, đồ thị ........................................................................................ vi MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ĐỊA CHẤT- ĐỊA VẬT LÝ TRÊN THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM VÀ KẾ CẬN 1.1. Hoạt động điều tra nghiên cứu địa chất và địa vật lý biển .............................. 5 1.1.1. Hoạt động điều tra nghiên cứu trước 1975 ...................................................... 5 1.1.2. Hoạt động điều tra nghiên cứu từ 1975 đến 2000 ............................................ 7 1.1.3. Hoạt động điều tra nghiên cứu từ năm 2000 đến nay ...................................... 14 1.2. Tổng quan về các phương pháp trọng lực nghiên cứu cấu trúc địa chất sâu. 22 1.2.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài ............................................................... 22 1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước.................................................................. 25 1.3. Kết luận chương 1. ............................................................................................... 28 i
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU HỆ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, XỬ LÝ HIỆN ĐẠI XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC BÊN TRONG MÓNG TRƯỚC KAINOZOI 2.1. Phương pháp giải bài toán ngược 3D xác định phân bố mật độ móng trước Kainozoi........................................................................................................................ 29 2.1.1. Cơ sở lý thuyết ................................................................................................. 29 2.1.2. Xây dựng chương trình tính toán ..................................................................... 31 2.1.3. Mô hình số và các kết quả tính toán................................................................. 33 2.1.4. Nhận xét .......................................................................................................... 36 2.2. Phương pháp xác định biên của nguồn gây dị thường bằng giá trị riêng ...... 37 2.2.1. Cơ sở lý thuyết ................................................................................................. 37 2.2.2. Xây dựng chương trình tính toán ..................................................................... 39 2.2.3. Mô hình số và kết quả tính toán ....................................................................... 40 2.2.4. Nhận xét ........................................................................................................... 41 2.3. Phương pháp xác định kết hợp vị trí và độ sâu đến biên của nguồn nhờ đạo hàm tín hiệu giải tích theo hướng và giải chập Euler. ...................................... 42 2.3.1. Cơ sở lý thuyết ................................................................................................. 42 2.3.2. Xây dựng chương trình tính toán ..................................................................... 44 2.3.3. Mô hình số và các kết quả tính toán................................................................. 46 2.3.4. Nhận xét .......................................................................................................... 51 2.3.5.Thử nghiệm áp dụng phương pháp xác định vị trí và ước tính độ sâu các đứt gãy trong móng trước Kainozoi trên vùng trũng Sông Hồng. ......................... 51 2.4. Kết luận chương 2 ................................................................................................ 56 ii
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ ÁP DỤNG HỆ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, XỬ LÝ HIỆN ĐẠI XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC BÊN TRONG MÓNG TRƯỚC KAINOZOI CÁC BỂ TRẦM TÍCH TRÊN THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM 3.1. Cơ sở số liệu .......................................................................................................... 58 3.1.1. Nguồn số liệu trọng lực. ................................................................................... 58 3.1.2. Nguồn số liệu trọng lực vệ tinh. ....................................................................... 61 3.1.3. Nguồn số liệu địa chấn và các nguồn khác ...................................................... 63 3.2. Xác định cấu trúc bên trong móng trước Kainozoi bể trầm tích Sông Hồng.67 3.2.1. Phân bố mật độ của đất đá bên trong móng trước Kainozoi. ........................... 68 3.2.2. Cấu trúc khối trong móng trước Kainozoi. ...................................................... 72 3.2.3. Hệ thống đứt gãy trong móng trước Kainozoi. ................................................ 76 3.2.4. Hệ phương pháp xác định cấu trúc bên trong móng trước Kainozoi ............... 79 3.2.5. Nhận xét chung ................................................................................................ 82 3.3. Xác định cấu trúc bên trong móng trước Kainozoi phần thềm lục địa Đông Nam Việt Nam..................................................................................................... 83 3.3.1. Phân bố mật độ bên trong móng trước Kainozoi. ............................................ 83 3.3.2. Cấu trúc khối trong móng trước Kainozoi. ...................................................... 89 3.3.3. Hệ thống đứt gãy trong móng trước Kainozoi. ................................................ 93 3.3.4. Hệ phương pháp xác định cấu trúc bên trong móng trước Kainozoi ............... 97 3.3.5. Nhận xét chung ................................................................................................ 100 3.4. Kết luận chương 3. ............................................................................................... 101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 103 Kết luận ........................................................................................................................ 103 Kiến Nghị ..................................................................................................................... 104 Danh mục công trình khoa học của tác giả liên quan đến luận án: ....................... 105 Tài liệu tham khảo. ..................................................................................................... 106 iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Giải nghĩa Ghi chú 1 2D Bài toán hai chiều 2 3D Bài toán ba chiều 3 Vxz Gradient ngang 4 Vzz Gradient thẳng đứng 5 KHCN Khoa học và công nghệ Euler Deconvolution 6 ED (Giải chập Euler) Horizontal gradient amplitude 7 HGA (cường độ gradient ngang) the curvature gravity gradient tensor 8 CGGT (độ cong tensor gradient trọng lực) 9 BAS Basement (móng) Gravity Gradient Tensor 10 GGT (tensor gradient trọng lực) iv
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Tên Bảng Trang Ghi chú 1 Bảng 2.1. Các tham số mô hình và vị trí nguồn 40 2 Bảng 2.2. Các tham số mô hình 2 vật thể 46 3 Bảng 2.3. Các tham số mô hình 5 vật thể 46 v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Ghi STT Tên Hình Trang chú Hình 1.1. Các bồn trũng trầm tích Đệ tam thuộc Biển 1 17 Đông Việt Nam Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc móng Kainozoi các bồn dầu khí 2 18 thềm lục địa Việt Nam Hình 1.3: Bản đồ cập nhật cấu trúc nóc móng trước Đệ 3 Tam trên Biển và thềm lục địa Việt Nam (cập nhật đến 19 năm 2016) Hình 2.1. Sơ đồ khối xác định phân bố mật độ móng 4 32 trước Kainozoi Hình 2.2. Mô hình các ranh giới phân chia và các thành 5 34 phần trường tương ứng Hình 2.3. Kết quả xác định sự phân bố mật độ của đá 6 35 móng Hình 2.4. Sai lệch giữa dị thường dư với dị thường tính ở 7 36 lần lặp cuối và tốc độ hội tụ của phương pháp 8 Hình 2.5. Sơ đồ khối xác định biên của nguồn 39 9 Hình 2.6. Kết quả tính toán mô hình 41 Hình 2.7. Sơ đồ khối xác định vị trí biên và ước tính độ 10 45 sâu biên của nguồn Hình 2.8. Kết quả xác định vị trí biên đối với mô hình 2 11 49 vật thể Hình 2.9. Kết quả ước tính độ sâu tới nguồn đối với mô 12 49 hình 2 vật thể Hình 2.10. Kết quả xác định vị trí biên đối với mô hình 5 13 50 vật thể vi
Hình 2.11. Kết quả ước tính độ sâu tới nguồn đối với mô 14 50 hình 5 vật thể Hình 2.12. Vị trí và độ sâu ước tính của nguồn và 15 54 tần suất xuất hiện tại mức nâng trường 8km Hình 2.13. Sơ đồ hệ thống đứt gãy trên vùng trũng Sông 16 55 Hồng (Xác định theo giá trị cực đại EDmax) Hình 3.1 . Sơ đồ tuyến đo trọng lực của tàu Gagarinsky 17 59 và Attalaute 18 Hình 3.2. Các số liệu được lưu trữ tại (SIO) và NGDC 59 Hình 3.3. Bản đồ dị thường Fai từ đề tài KC09-02 tỷ lệ 19 61 1:1.000.000 20 Hình 3.4. Nguồn số liệu trọng lực vệ tinh tỷ lệ 1:200.000 62 21 Hình 3.5. Số liệu địa chấn thu thập từ nhiều đề tài 64 22 Hình 3.6. Bề dày trầm tích Kainozoi của NGDC (km) 65 23 Hình 3.7. Độ sâu bề mặt Moho (km) 66 Hình3.9.a).Đáy trầm tích Kainozoi (km); 24 68 b).Trường do lớp trầm tích gây ra (mgal) Hình 3.10. Mối tương quan giữa các mức nâng trường 25 69 với đa thức bậc 7 Hình 3.11. a). Độ sâu bề mặt Moho(km); 26 70 b). Phần trường do bề mặt Moho gây ra Hình 3.12: a). Trường do lớp đá móng trước Kainozoi 27 70 gây ra ; b). Trường quan sát Hình 3.13. a). Phân bố mật độ móng trước Kainozoi; 28 71 b). Vị trí khu vực nghiên cứu; c). Tốc độ hội tụ Hình 3.14. Bản đồ phân vùng cấu trúc bể Sông Hồng và 29 Các khối cấu trúc tại các độ sâu khác nhau 73 được xác định bằng hàm det vii
Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn sự tương quan giữa các mức 30 74 nâng trường với đa thức bậc 7 Hình 3.16. Kết quả biểu diễn giá trị hàm λ1 và λ2 cùng 31 75 với đường đồng mức 0 (đường nét to, màu đỏ) Hình 3.17. Kết quả xác định vị trí và ước tính độ sâu đến 32 nguồn trong móng trước Kainozoi bằng các 77 điểm cực đại hàm ED tại mức nâng 20km Hình 3.18.a).Kết quả trên khu vực tuyến địa chấn 33 GPGT93_204 78 b). mặt cắt địa chấn 2D đã minh giải [5] Hình 3.19a). Cấu trúc – mật độ móng trước Kainozoi; 3.19b). Vị trí khu vực nghiên cứu; 34 80 3.19c). Tần suất xuất hiện độ sâu của nguồn; 3.19d). Tốc độ hội tụ Hình 3.20. Sơ đồ gradient ngang của phân bố mật độ đá 35 81 móng trước Kainozoi Hình 3.21. Các thành phần trường bóc lớp dị thường a). Đáy trầm tích Kainozoi (km); b). Trường do lớp trầm tích gây ra (mgal) 36 c).Độ sâu bề mặt Moho(km) ; 85 d). Phần trường phông khu vực (mgal) e).Trường do lớp đá móng trước Kainozoi gây ra (mgal) f).Trường quan sát(mgal) Hình 3.22 . a).Phân bố mật độ móng trước Kainozoi; 37 b). Vị trí khu vực nghiên cứu; 87 c). Tốc độ hội tụ Hình 3.23. Phân bố mật độ đất đá trong Kainozoi tại 38 88 giếng khoan R24 viii
Hình 3.24. Các khối cấu trúc trên thềm lục địa Đông 39 90 Nam Việt Nam Hình 3.25 a). Phân bố mật độ và đường đông mức 0 của hàm λ2 tại các mức nâng trường (thực hiện cho trường tổng) 40 92 b).Phân bố mật độ và đường đông mức 0 của hàm λ2 tại các mức nâng trường (thực hiện cho trường sau khi đã loại bỏ trường trầm tích) Hình 3.26. Các điểm cực đại của hàm HGA và ED tại 41 95 mức nâng 20km Hình 3.27. Vị trí tuyến NCS_T06 và mặt cắt đã minh giải 42 96 tuyến NCS_T06 Hình 3.28. Các điểm biên của nguồn và phân bố mật độ 43 98 trong móng trước Kainozoi Hình 3.29. Các điểm biên của nguồn và Gradient phân bố 44 99 mật độ ix
MỞ ĐẦU Thềm lục địa Việt Nam là một phần của Biển Đông, có diện tích rộng lớn, nằm trải dài dọc theo đất nước từ Bắc xuống Nam, bao gồm nhiều bể trầm tích lớn như: bể Sông Hồng, bể Phú Khánh, bể Cửu Long, bể Nam Côn Sơn,…các bể này có cấu trúc địa chất đa dạng và tiềm ẩn nguồn tài nguyên phong phú, vì vậy từ rất lâu nó đã nhận được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu về địa chất, địa vật lý trong cũng như ngoài nước. Các kết quả điều tra khảo sát trên vùng biển Việt Nam nói chung và trên các bể trầm tích nói riêng trong những năm qua, đặc biệt là các hoạt động tìm kiếm thăm dò dầu khí, các chuyến khảo sát địa chất-địa vật lý về cơ bản có sự phối hợp quốc tế,…đây là nguồn tài liệu rất phong phú và quý giá, là cơ sở dữ liệu tương đối đồng bộ và khái quát về địa chất biển Việt Nam. Các kết quả nghiên cứu đã được công bố và lưu trữ trong các đề tài, hội nghị khoa học, tạp chí chuyên ngành trong và ngoài nước,… cho thấy bức tranh về cấu kiến tạo, địa động lực, cấu trúc sâu vỏ trái đất, đặc điểm địa tầng, môi trường trầm tích, địa hình địa mạo,..v..v.. trên thềm lục địa Việt Nam và kế cận ngày càng sáng tỏ hơn. Những thành tựu này có ý nghĩa rất quan trọng phục vụ sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ chủ quyền lãnh hải của Tổ Quốc, tạo tiền đề vững chắc cho các nghiên cứu địa chất biển trong hiện tại và tương lai. Mặc dù các kết quả thu được về địa chất-địa vật lý trên các bể trầm tích trong thời gian qua khá là phong phú, tuy nhiên các kết quả này phần lớn được tập trung về cấu trúc địa chất trong tầng trầm tích Kainozoi, hay cấu trúc bề mặt các ranh giới cơ bản: bề mặt móng trước Kainozoi, bề mặt Conrat, bề mặt Moho,… với mục đích tìm kiếm và thăm dò dầu khí. Trong khi đó, việc nghiên cứu cấu trúc bên trong móng trước Kainozoi (Lớp móng trước Kainozoi là một lớp dưới cùng của phần vỏ trái đất và nằm phía dưới lớp trầm tích Kainozoi) đặc biệt là sự thay đổi về phân bố mật độ trong tầng này cùng với hình thái cấu trúc của nó cho đến nay vẫn còn ít được quan tâm hoặc quan tâm nhưng vẫn còn rất nhỏ lẻ, phương pháp sử dụng còn rất hạn chế: xác định phân bố mật độ bằng việc phân tích định tính Bùi Công Quế và nnk,1996,1998 [26, 27]) hay xác định bằng phương pháp tương quan nên độ 1
chính xác vẫn còn nhiều hạn chế Cao Đình Triều và nnk, 2009 [54]. Đặc biệt gần đây việc xác định bằng phương pháp giải bài toán ngược 2D theo phương pháp bình phương tối thiểu kết hợp với phương pháp bóc lớp dị thường Đỗ Đức Thanh và nnk, 2008 [47] đã cho thấy được hiệu quả của phương pháp này trong việc xác định phân bố mật độ. Tuy nhiên, với chỉ phương pháp này, bức tranh về cấu trúc móng trước Kainozoi vẫn chưa được thể hiện một cách đầy đủ. Vì vậy, cần thêm vào đó một số kết quả khác được xác định bởi các phương pháp xử lý hiện đại tài liệu trọng lực để bổ sung cho bức tranh cấu trúc này. Từ nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, các phương pháp được áp dụng ở Việt Nam ngày càng được phát triển và hoàn thiện theo hướng nâng cao độ chính xác và tăng tốc độ tính toán. Song, so với sự phát triển về các phương pháp trên thế giới thì có lẽ nó vẫn chưa thực sự bắt kịp được. Việc nghiên cứu áp dụng kịp thời các phương pháp hiện đại, cũng như cách tổ hợp chúng không chỉ giúp chúng ta thu được kết quả chính xác hơn mà còn cho thấy bức tranh cấu trúc địa chất được đầy đủ hơn. Để góp phần nâng cao hiệu quả nghiên cứu cấu trúc địa chất sâu, đặc biệt là bức tranh cấu trúc móng trước Kainozoi của một số bể trầm tích thuộc thềm lục địa Việt Nam và định hướng, cung cấp thêm thông tin cho các nghiên cứu tiếp theo chi tiết hơn tác giả luận án đã lựa chọn đề tài luận án tiến sĩ của mình với tiêu đề: “ Nghiên cứu áp dụng hệ phương pháp phân tích, xử lý hiện đại xác định cấu trúc móng trước Kainozoi trên một số bể trầm tích thuộc thềm lục địa Việt Nam theo tài liệu trọng lực” làm đề tài nghiên cứu của mình. Mục tiêu của luận án : + Nâng cao hiệu quả việc xác định cấu trúc bên trong móng trước Kainozoi bằng một hệ phương pháp phân tích, xử lý tài liệu trọng lực hiện đại phục vụ công tác nghiên cứu cấu trúc sâu, tìm kiếm và thăm dò khoáng sản trên thềm lục địa Việt Nam. + Xây dựng sơ đồ cấu trúc tầng đá móng trước Kainozoi theo tài liệu trọng lực trên một số bể trầm tích thuộc thềm lục địa Việt Nam. 2
Nhiệm vụ của luận án 1. Nghiên cứu áp dụng một hệ phương pháp phân tích, xử lý hiện đại nhằm xác định cấu trúc bên trong móng trước Kainozoi theo tài liệu trọng lực. 2. Hiện thực hóa việc áp dụng hệ phương pháp này bằng cách xây dựng chương trình máy tính, tính toán thử nghiệm trên các mô hình số và số liệu thực tế. 3. Xác định sự phân bố khối cấu trúc - mật độ và hệ thống đứt gãy để từ đó xác định đặc điểm cấu trúc bên trong móng trước Kainozoi trên một số bể trầm tích theo hệ phương pháp đề xuất. Kết quả khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án 1. Đã tìm hiểu, nghiên cứu và đưa ra một hệ phương pháp phân tích xử lý hiện đại: phương pháp giải bài toán ngược 3D, phương pháp tính trị riêng của ten xơ gradient trọng lực, phương pháp đạo hàm tín hiệu giải tích theo hướng và giải chập Euler để xác định cấu trúc bên trong móng trước Kainozoi. 2. Xác định được phân bố mật độ, cấu trúc khối tảng và phân bố không gian của đứt gãy trong đá móng trước Kainozoi trên một số bể trầm tích thuộc thềm lục địa Việt Nam. 3. Bổ sung được bộ sơ đồ mới về cấu trúc móng trước Kainozoi trên các bể trầm tích Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn thuộc thềm lục địa Việt Nam trên cơ sở tổng hợp các kết quả về phân bố mật độ, cấu trúc khối tảng và phân bố không gian của hệ đứt gãy theo tài liệu trọng lực. Các kết quả này có thể định hướng, cung cấp thêm nhiều thông tin và luận cứ cho các nghiên cứu khác chi tiết hơn hoặc không có khả năng nghiên cứu ở trong tầng móng. Những điểm mới của luận án 1. Áp dụng thành công việc giải bài toán ngược cho trường hợp 3D bằng phương pháp lựa chọn để xác định phân bố mật độ lớp đá móng trước Kainozoi các bể trầm tích Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn thuộc thềm lục địa Việt Nam trên cơ sở thuật toán bóc lớp theo tài liệu trọng lực. 2. Đã đề xuất kết hợp việc tính đạo hàm tín hiệu giải tích theo hướng của tenxơ gradient trọng lực với giải chập Euler tại các mức nâng trường khác nhau để 3
xác định vị trí và ước tính độ sâu của hệ đứt gãy trong đá móng trước Kainozoi khu vực nghiên cứu. 3. Đã xây dựng được 3 chương trình bằng ngôn ngữ Matlab theo thuật toán của các phương pháp đã nêu để phân tích, xử lý tài liệu trọng lực. 4. Đã bổ sung thêm sự phân bố theo diện mật độ lớp đá móng trước Kainozoi, cấu trúc khối, đặc điểm các đứt gãy tồn tại trong lớp đá móng trước Kainozoi và góp phần làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc bên trong móng trước Kainozoi của bể trầm tích Sông Hồng và phần Đông Nam thềm lục địa Việt Nam. 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ĐỊA CHẤT-ĐỊA VẬT LÝ TRÊN THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM VÀ KẾ CẬN 1. 1. Hoạt động điều tra nghiên cứu địa chất và địa vật lý biển. Các hoạt động điều tra, khảo sát và nghiên cứu về địa chất và địa vật lý cùng với các điều kiện tự nhiên, tài nguyên và môi trường trên vùng thềm lục địa Việt Nam nói riêng và Biển Đông nói chung được thực hiện khá sớm, bắt đầu từ những năm đầu của thế kỷ 20 và đặc biệt được tăng cường trong khoảng 60-70 năm gần đây. Trong giai đoạn đầu, các hoạt động điều tra khảo sát trên vùng biển Đông chủ yếu do các tổ chức và nhà nghiên cứu của Mỹ và phương Tây thực hiện. Từ sau năm 1975, các hoạt động điều tra nghiên cứu trên vùng biển Việt Nam và kế cận đều do Việt Nam chủ động tiến hành hoặc hợp tác với các nước khác thực hiện. Các hoạt động điều tra khảo sát khá phong phú, đa dạng và khác nhau ở nhiều phạm vi, đối tượng cũng như phương pháp công nghệ và chất lượng của kết quả điều tra đánh giá. Dưới đây là những hoạt động điều tra khảo sát và nghiên cứu địa chất và địa vật lý biển chủ yếu được tiến hành trên vùng biển Việt Nam và kế cận trên biển Đông trong thời gian qua. 1.1.1. Hoạt động điều tra nghiên cứu trước 1975. Từ năm 1922, sau khi người Pháp thành lập Viện Nghề cá Đông Dương sau này là Viện Hải dương học tại Nha Trang, các hoạt động điều tra và khảo sát trên vùng biển Việt Nam bắt đầu tăng cường hơn. Từ 1922-1927 với việc sử dụng con tàu De Lanesson và một số tàu của hải quan Pháp, các nhà khoa học Pháp và phương Tây đã tiến hành các chuyến điều tra khảo sát trên các vùng ở vịnh Bắc Bộ, vịnh Thái Lan, các vùng trên thềm lục địa miền Trung để quan trắc và thu thập số liệu về các yếu tố khí tượng, thủy văn, thu mẫu địa chất, sinh vật nổi và sinh vật đáy. Các kết quả bước đầu quan trọng đã được công bố trong các công trình của R. Soren, Dawidoff, P.Chevey, A. Kpempt, Wyrtki, Lafond, LeLoup, E.Saurin và một số người khác. 5
Trong những năm 1959-1961, Viện Hải Dương học Scripps, Califonia, Hoa Kỳ đã hợp tác cùng với chính quyền Nam Việt Nam và Thái Lan tiến hành chương trình điều tra tổng hợp về điều kiện tự nhiên và tài nguyên biển vùng biển phía Đông Nam Việt Nam và vịnh Thái Lan (chương trình NAGA). Kết quả của chương trình NAGA rất phong phú với nhiều số liệu mới trong đó có kết quả về đặc điểm địa hình, trầm tích đáy dọc theo 6 mặt cắt ở Vịnh Thái Lan và 6 mặt cắt ở vùng biển Đông Nam Việt Nam từ Đà Nẵng đến Cà Mau. Kết quả của chương trình NAGA đã được tổng hợp và công bố trong giai đoạn 1962-1967 trong hàng loạt các báo cáo và các công trình nghiên cứu của Park, Emery (địa chất), Wystki, Robinson (Vật lý- thủy văn), Alvarino, Brinton, Shino, Stephenson (sinh vật) và nhiều tác giả khác. Từ năm 1965-1966 cơ quan Hải Dương học của Hải quân Hoa Kỳ đã tiến hành các chuyến khảo sát, điều tra về khí tượng, thủy văn, địa hình, địa vật lý trên các vùng biển Đông để lập hải đồ, xác định cấu trúc thủy văn, trường sóng âm. Vào năm 1967, sở Hải Dương Hoa Kỳ đo từ hàng không miền Nam Việt Nam tỷ lệ 1:250.000, Alpine Geophysical Corporation đo 19500 km tuyến địa chấn ở Biển Đông. Giai đoạn từ 1969-1970, Ray Geophysical Mandrel đo 12121 km tuyến địa chấn,từ và trọnglực ở thềm lục địa Nam Việt Nam. Năm 1972, GSI (Geological Service Inc.) đo 5000 km địa chấn khu vực miền Trung và Hoàng Sa với tổng chiều dài đo địa chấn trong thời gian này lên tới 87.908 km Trên vùng biển phía Bắc, trong giai đoạn từ 1954 đến 1975 đã có các hoạt động điều tra khảo sát biển hợp tác với Trung Quốc và Liên Xô trước đây. Giai đoạn 1959-1962 đã tiến hành chương trình hợp tác Việt Nam-Trung Quốc điều tra tổng hợp vịnh Bắc Bộ. Chương trình đã sử dụng 6 tàu nghiên cứu thực hiện 88 lượt trạm theo 16 mặt cắt trong đợt khảo sát 1 và 41 lượt trạm theo 9 mặt cắt trong đợt 2 đo đạc và quan trắc các đặc điểm khí tượng, thủy văn, vật lý, hóa học và môi trường và địa chất đáy biển. Các kết quả nghiên cứu điều tra về trầm tích đệ tứ đầu tiên được khái quát trong công trình của Shepard, 1949.Tiếp đó là của Niino và Emery (1961), Saurin (1962) và Parke (1971). Đáng kể nhất là hoạt động thăm dò dầu khí trên vùng biển 6
Đông Nam được tiến hành trong những năm từ 1967 đến 1975 do chính quyền Nam Việt Nam lúc đó hợp tác với Hoa Kỳ và các công ty dầu khí phương Tây thực hiện. Trên các vùng ven biển và thềm lục địa đã tiến hành các khảo sát địa chất, địa vật lý, bao gồm cả đo địa chấn, trọng lực, từ mặt biển và từ hàng không. Công tác thăm khảo sát đạt tỷ lệ 1:100.000 và 1:50.000 trên một số lô và cấu tạo triển vọng. Các công ty thực hiện khảo sát thăm dò trong giai đoạn này là Mandrell, Mobil, Esson, Union, Texas, Marathon và Sunning Dale. Bên cạnh đó, dựa trên những kết quả điều tra khảo sát ban đầu về đặc điểm địa hình, địa mạo và cấu tạo trầm tích đáy biển, ngay trong giai đoạn 1950-1960, các nhà địa chất pháp như Saurin đã công bố một số công trình về cấu trúc địa chất và đặc điểm kiến tạo của biển Đông và vùng thềm lục địa Việt Nam với những phác thảo ban đầu về cơ bản đúng cho đến hiện tại. Trong những năm 1971-1972, các nhà địa chất Hoa Kỳ tiếp tục bổ sung và công bố các công trình nghiên cứu về cấu trúc kiến tạo của vùng biển Việt Nam trong bình đồ kiến tạo biển Đông và Đông Nam á (Parke, 1971). Nhìn chung, trong giai đoạn này, các kết quả điều tra khảo sát trên vùng biển Việt Nam được thực hiện chủ yếu bởi các công ty Mỹ và một số nước phương tây với mục đích tìm kiếm, đánh giá nguồn lợi hải sản, thủy văn, môi trường, các kết quả về địa chất-địa vật lý vẫn còn sơ khai chủ yếu gắn liền với công tác tìm kiếm, khai thác dầu khí của các công ty dầu khí trên thế giới (Trần Ngọc Cảnh, 2011[1]). 1.1.2. Hoạt động điều tra nghiên cứu biển từ 1975 đến 2000. Đây là giai đoạn quan trọng với những hoạt động điều tra khảo sát tăng cường và mở rộng phạm vi với những kết quả điều tra khảo sát, nghiên cứu phong phú và có chất lượng cao về địa chất-địa vật lý trên vùng biển và thềm lục địa Việt Nam. Sau khi giải phóng miền Nam thống nhất đất nước, Tổng cục Dầu khí Việt Nam đã thực hiện nhiệm vụ tiếp tục điều tra, khảo sát về địa chất, thăm dò dầu khí trên toàn bộ thềm lục địa Việt Nam và các vùng biển kế cận. Các công ty dầu khí của Việt Nam, Nga và các nước khác với tổng số trên 30 công ty đã ký với Việt Nam các hợp đồng tiến hành khảo sát địa chất địa vật lý, khoan tìm kiếm, thăm dò 7