intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất cho khu vực miền Trung Việt Nam

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:65

Thêm vào BST
Báo xấu
45
lượt xem 4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận văn nhằm xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất khu vực miền Trung, Việt Nam nhằm phục vụ thiết thực cho công việc quy toán, xử lý số liệu và xác định chính xác các tham số cơ bản của chấn tiêu động đất.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất cho khu vực miền Trung Việt Nam

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------------------- Lª thÞ thuÊn XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬN TỐC TRUYỀN SÓNG TRONG VỎ TRÁI ĐẤT CHO KHU VỰC MIỀN TRUNG VIỆT NAM Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số: 60 44 0111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TSKH NGÔ THỊ LƯ Hà Nội - 2014
  2. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn LỜI CẢM ƠN Luận văn này được hoàn thành tại Viện Vật lý Địa cầu - Viện Hàn Lâm KH&CN Việt Nam trên cơ sở giải quyết một trong các nhiệm vụ hợp tác quốc tế về KH&CN theo Nghị định thư cấp nhà nước Việt Nam - Liên Bang Nga “Nghiên cứu đối sánh các mô hình vận tốc vỏ Trái đất Việt Nam và Bắc Kavkaz, nước Nga để xây dựng mô hình vận tốc vỏ Trái đất phù hợp với môi trường thực tế của Việt Nam” do TSKH Ngô Thị Lư làm chủ nhiệm. Trong suốt quá trình hoàn thành luận văn tôi đã nhận được sự hướng d ẫn và chỉ bảo tận tình của TSKH Ngô Thị Lư. Tôi xin bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc tới cô. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Vật lý Địa cầu đã quan tâm và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này. Cảm ơn các đồng nghiệp Viện Vật lý Địa cầu, các cán bộ phòng Vật lý kiến tạo, đặc biệt là Ths. Trần Việt Phương, Ths Vũ Thị Hoãn và Ths. Phùng Thị Thu Hằng vì sự giúp đỡ nhiệt tình, thiết thực cho tô i trong suốt quá trình thực hiện các nhiệm vụ cụ thể của luận văn. Luận văn này là sự tiếp tục trau dồi, hoàn thiện và phát triển những kiến thức tôi đã tiếp thu được trong thời gian học tập tại trường ĐHKHTN - ĐHQGHN. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô ở bộ môn Vật lý Địa cầu, đặc biệt là TS. Đỗ Đức Thanh, TS. Nguyễn Đức Vinh, TS. Nguyễn Đức Tân. Tôi vô cùng biết ơn gia đình đã luôn động viên, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi học tập và làm việc! Mặc dù đã có nhiều cố gắng , song luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự góp ý từ các thầy cô, các bạn đồng nghiệp! Tôi xin chân thành cảm ơn! 1
  3. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn MỤC LỤC MỞ ĐẦU……….. ......................................................................................................8 CHƯƠNG 1. TỔNG QU AN...................................................................................11 1.1. Tổng quan về các kết quả nghiên cứu, xác định mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất ở Việt Nam .................................................................11 1.2. Tình hình nghiên cứu, xác định mô hình lát cắt vận tốc vỏ Trái đất ở miền Trung, Việt Nam. ..................................................................................................28 CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU SỬ DỤNG .......32 2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp. .................................................................32 2.1.1. Phương pháp xây dựng tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn. ............32 2.1.2. Phương pháp xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất .............................................................................................................33 2.2. Xử lý số liệu về thời gian truyền sóng địa chấn . ...........................................35 2.2.1. Số liệu sử dụng t rong tính toán: .............................................................35 2.2.2. Tiêu chuẩn xử lý và hiệu chỉnh số liệu quan sát: ..................................36 CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG CÁC TỐC ĐỒ THỜI GIAN TRUYỀN SÓNG Đ ỊA CHẤN TRONG VỎ TRÁI ĐẤT CHO KHU VỰC MIỀN TRUNG , VIỆT NAM……………. ....................................................................................................38 3.1. Các bước xử lý số liệu cho mỗi loại sóng địa chấn .......................................38 3.2. Kết quả tính toán xây dựng tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn theo các tài liệu động đất đối với khu vực miền Trung, Việt Nam ..............................................47 CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬN TỐC TRUYỀN SÓNG ĐỊA CHẤN TRONG VỎ TRÁI ĐẤT CHO KHU VỰC MIỀN TRUNG, VIỆT NAM………………………. ....................................................................................51 4.1. Giới thiệu về chương trình tính mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất. ............................................................................................................51 4.2. Tính toán các mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất khu vực miền Trung .....................................................................................................53 KẾT LUẬN…….. ....................................................................................................60 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................61 2
  4. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn DANH MỤC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT P : Sóng dọc S : Sóng ngang H : Độ sâu chấn tiêu (km ) X : Khoảng cách chấn tâm V : Tốc độ lan truyền của sóng địa chấn KTB : Tỷ số giữa vận tốc sóng dọc và sóng ngang trong vỏ Trái đất Tp và Ts : Thời điểm tới của 2 pha P và S Δr : Tương quan giữa khoảng cách R : Hệ số tương quan ID : Code của hàng dữ liệu ĐCNPGC : Địa chấn nông phân giải cao KH&CN : Khoa học và công nghệ 3
  5. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Stt Hình vẽ Tên hình vẽ Trang 01 Hình 1.1 Kết quả xây dựng mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa 19 chấn trong vỏ Trái đất cho 3 vùng thuộc khu vực miền Bắc, Việt Nam [30]. 02 Hình 1.2 Kết quả xác định lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn 27 trong vỏ Trái đất theo tác giả công trình [3] 03 Hình 1.3 Tương quan giữa khoảng cách (Δr) và thời gian trễ (Δt) 30 của sóng khi lan truyền đến các điểm đo [6] 04 Hình 2 Mối tương quan giữa các cặp giá trị (X, T) 37 05 Hình 3.1 Tốc đồ thời gian truyền sóng thực nghiệm (theo tài liệu 39 quan sát thực tế) đối với khu vực Miền Trung, Việt Nam 06 Hình 3.2 So sánh các tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn của các 40 sóng P và sóng S đối với khu vực miền Trung, Việt Nam 07 Hình 3.3 Tốc đồ thời gian truyền sóng PN đối với khu vực Miền 41 Trung 08 Hình 3.4 Tốc đồ thời gian truyền sóng PN sau khi xử lý loại bỏ 42 các điểm “nhiễu” đối với khu vực Miền Trung, Việt Nam 09 Hình 3.5 Tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn trung bình đối với 48 khu vực miền Trung, Việt Nam 10 Hình 4.1 Giao diện của chương trình tính mô hình vận tốc truyền 51 sóng địa chấn trong vỏ Trái đất 11 Hình 4.2 Giao diện đầu vào của chương trình tính t oán khi sử 53 dụng thời gian truyền sóng P 12 Hình 4.3 Giao diện đầu ra của chương trình tính toán khi sử dụng 54 thời gian truyền sóng P 13 Hình 4.4 Giao diện kiểm tra kết quả tính tốc đồ thời gian truyền 54 sóng P ở đầu ra của chương trình 4
  6. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn 14 Hình 4.5 Giao diện đầu vào của chương trình tính toán khi sử 55 dụng thời gian truyền sóng S. 15 Hình 4.6 Giao diện đầu ra của chương trình tính toán khi sử dụng 55 thời gian truyền sóng S. 16 Hình 4.7 Giao diện kiểm tra kết quả tính tốc đồ thời gian truyền 56 sóng S ở đầu ra của chương trình. 17 Hình 4.8 Các mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái 56 đất đối với khu vực miền Trung, Việt Nam 18 Hình 4.9 Ví dụ về kết quả của chương trình ở dạng file text với 58 các bảng số liệu 5
  7. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Stt Bảng biểu Tên bảng biểu Trang 01 Bảng 1.1 Kết quả nghiên cứu tốc đồ các sóng địa chấn Miền 13 Bắc Việt Nam [20] 02 Bảng 1.2 Thống kê các kết quả xác định hệ số K TB [16] 16 03 Bảng 1.3 Kết quả xác định hệ số K TB theo tài liệu động đất 17 gần [16] 04 Bảng 1.4 Bảng vận tốc truyền sóng địa phương [14, 15] 18 05 Bảng 1.5 Mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ 21 Trái đất Miền Bắc Việt Nam theo tác giả công trình [8] 06 Bảng 1.6 Mặt cắt vận tốc của vỏ Trái đất ở Việt Nam theo 21 tác giả công trình [24] 07 Bảng 3.1 Quá trình xử lý và hiệu chỉnh số liệu về thời gian 42 truyền của sóng PN đối với khu vực Miền Trung, Việt Nam 08 Bảng 3.2 Các cặp số liệu thực nghiệm của các nhánh tốc đồ 49 thời gian truyền sóng địa chấn tương ứng đối với khu vực miền Trung, Việt Nam 09 Bảng 4 Các mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ 57 Trái đất khu vực miền Trung và lân cận 6
  8. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Trong quá trình học tập và làm việc tại Viện Vật lý địa cầu để hoàn thành luận văn, tác giả luận văn đã tham gia và là đồng tác giả của các công trình đã được công bố dưới đây: 1. Các công trình đã công bố. Ngô Thị Lư, Lê Thị Thuấn, Phùng Thị Thu Hằng, 2012. Tính địa chấn và các đặc điểm hoạt động động đất khu vực Tây Bắc Bộ (Giai đ oạn 1903 -2011). //Tc Địa chất số 331-332; 5-8/2012. Tr. 124-130. ISSN 0866-7381 Ngô Thị Lư, Trần Việt Phương, Vũ Thị Hoãn, Lê Thị Thuấn, 2013 . Xây dựng mô hình vận tốc và các tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái Đất cho các khu vực miền Bắc, miền Trung và miền Nam Việt Nam.//Tc Địa Chất loạt A (đang in). 2. Các đề tài dự án đã và đang tham gia. Ngô Thị Lư (Chủ nhiệm đề tài), Trần Việt Phương, Phùng Thị Thu Hằng, Nguyễn Hữu Tuyên, Lê Thị Thuấn và nnk, 2013. Nghiên cứu đối sánh các mô hình vận tốc vỏ Trái đất Việt Nam và Bắc Kavkaz, nước Nga để xây dựng mô hình vận tốc vỏ Trái đất phù hợp với môi trường thực tế của Việt Nam . //Nhiệm vụ hợp tác quốc tế giữa hai Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam và Viện HLKH Liên bang Nga theo Nghị định thư cấp Nhà nước (giai đoạn 2012-2013). Ngô Thị Lư (Chủ nhiệm đề tài), Trần Việt Phương, Phùng Thị Thu Hằng, Nguyễn Hữu Tuyên, Lê Thị Thuấn và nnk, 2013 . Nghiên cứu hoạt động địa chấn và quá trình trượt, sụt, lở đất trong khu vực thành phố Tuyên Quang và Khu công nghiệp Long Bình An. //Đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp tỉnh do sở khoa học công nghệ Tuyên Quang quản lý (giai đoạn 2012 -2014). 7
  9. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn MỞ ĐẦU Những năm gần đây, thảm họa động đất, sóng thần trên toàn cầu ngày một gia tăng, nhất là đối với khu vực Đông N am Á. Đặc biệt, thảm h ọa động đất sóng thần Sumatra ngày 26.12.2004, thảm hoạ do động đất Tứ Xuyên (12.05.2008) và động đất (04.2010) (Trung Quốc), thảm họa động đất Tohoku (Nhật Bản) vào ngày 11 tháng 3 năm 2011 đã gây tổn thất vô cùng nghiêm trọng về ngư ời, về của và cả về sự phá huỷ môi trường. Gần đây nhất, hiện tượng động đất liên tục xảy ra tại khu vực đập thủy điện sông Tranh 2 gây hoang mang trong dư luận trong cả nước nói chung và tỉnh Quảng Nam nói riêng. Vì vậy việc xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất phù hợp cho một vùng lãnh thổ có ý nghĩa vô cùng quan trọng giúp cho công tác định vị chấn tiêu động đất một cách chính xác. Mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn của vỏ Trái đất là một trong những tài liệu quan trọng phục vụ cho công tác qui toán xử lý số liệu địa chấn và xác định các tham số cơ bản của động đất. Chúng là các tài liệu tối cần thiết phục vụ cho việc giải quyết hàng loạt các nhiệm vụ quan trọng trong thực tế địa chấn như: phân vùng động đất, đánh giá độ nguy hiểm động đất, dự báo động đất và nhiều nhiệm vụ địa chấn kiến tạo khác...Trên thế giới vấn đề xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất đã được đề cập rất sớm từ những năm 1935 [21]. Ở Việt Nam, hệ thống trạm ghi động đất của Việt Nam đã phát triển và được qui hoạch tương đối hiện đại ngang tầm quốc tế ( gần 30 trạm ghi số, chương trình xử lý số liệu tự động trên máy tính điện tử). Đặc biệt tại khu vực miền Trung Việt Nam, sau khi xảy ra động đất tại khu vực thủy điện s ông Tranh 2, Viện Vật lý địa cầu đã xây dựng và thiết lập một hệ thống trạm địa chấn dày đặc với tổng số 15 trạm địa chấn. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có tác giả nào xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất riêng cho khu vực miền Trung Việt Nam. Điều này đòi hỏi phải xây dựng một mô hình vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất cho khu vực này để phục vụ công tác xác định các tham số cơ bản của động đất tại đây một cách chính xác 8
  10. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn nhất. Đó chính là lý do chúng tôi lựa chọn đề tài: “Xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất cho khu vực miền Trung Việt Nam ”. Mục tiêu của luận văn Xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất khu vực miền Trung, Việt Nam nhằm phục vụ thiết thực cho công việc quy toán, xử lý số liệu và xác định chính xác các tham số cơ bản của chấn tiêu động đất. Nhiệm vụ của luận văn 1. Tìm hiểu phương pháp xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái Đất trên cơ sở các tài liệu về thời gian truyền sóng địa chấn. 2. Thu thập các tài liệu về thời điểm tới của sóng địa chấn cho khu vực nghiên cứu, phân tích, lựa chọn và chỉnh lý số liệu phục vụ nghiên cứu. 3. Xây dựng các tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái Đất cho khu vực miền Trung, Việt Nam. 4. Xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái Đất khu vực miền Trung, Việt Nam . Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn 1. Việc xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất phù hợp với môi trường địa chất thực tế của khu vực miền Trung, Việt Nam có ý nghĩa vô cùng quan trọng giúp cho công tác định vị chấn tiêu động đất tại khu vực miền Trung đạt độ chính xác cao. 2. Kết quả của luận văn là các tài liệu cần thiết phục vụ gián tiếp cho việc giải quyết hàng loạt các nhiệm vụ quan trọng trong thực tế địa chấn như: phân vùng động đấ t, đánh giá độ nguy hiểm động đất, dự báo động đất và nhiều nhiệm vụ địa chấn kiến tạo khác... 3. Những nội dung đã được thực hiện trong luận văn này góp phần thiết thực vào việc giải quyết một trong các nhiệm vụ của đề tài hợp tác quốc tế về KH&CN 9
  11. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn theo Nghị định thư cấp nhà nước Việt Nam - Liên Bang Nga: “Nghiên cứu đối sánh các mô hình vận tốc vỏ Trái đất Việt Nam và Bắc Kavkaz, nước Nga để xây dựng mô hình vận tốc vỏ Trái đất phù hợp với môi trường thực tế của Việt Nam”. Cấu trúc của luận văn Luận văn gồm phần mở đầu, 4 chương, kết luận và tài liệu tham khảo. Toàn bộ các nội dung nêu trên được trình bày trên 64 trang đánh máy khổ A4, với 18 hình vẽ và 09 bảng biểu minh họa. Phần mở đầu gồm 3 trang trình bày tính cấp thiết và lý do chọn đề tài nghiên cứu. Trong phần này còn trình bày mục tiêu, nhiệm vụ, các kết quả nhận được, các điểm mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn. Chương 1 gồm 20 trang: giới thiệu tổng quan về các kết quả nghiên cứu, xác định mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất ở Việt Nam và khu vực miền Trung , Việt Nam. Chương 2 gồm 6 trang: trình bày cơ sở lý thuyết của phương pháp và số liệu sử dụng trong nghiên cứu xây dựng mô hình vận tốc vỏ Trái đất. Chương 3 gồm 15 trang với 5 hình vẽ và 2 bảng biểu. Nội dung chương này trình bày việc xây dựng tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn cho khu vực Miền Trung , Việt Nam. Nội dung của chương 4 gồm 9 trang trình bày kết quả xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng trong vỏ Trái đất cho khu vực miền Trung , Việt Nam trên cơ s ở áp dụng chương trình xây dựng mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất . 10
  12. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Mô hình lát cắt vận tốc và tốc đồ thời gian truyền sóng tương ứng là một trong những vấn đề cơ bản trong xử lý số liệu động đất địa ph ương. Việc xây dựng một mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn phù hợp cho một vùng lãnh thổ có ý nghĩa quan trọng giúp cho công tác định vị chấn tiêu động đất đạt độ chính xác cao. Vấn đề xây dựng mô hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất và tính tốc đồ thờ i gian truyền sóng địa chấn đã được đề cập rất sớm từ những năm 1935 [ 21]. Kết quả nhận được là mô hình lát cắt tốc vận trung bình của vỏ Trái đất và họ các tốc đồ thời gian truyền sóng tương ứng [ 22, 23]; chúng được sử dụng phổ biến trên phạm vi toàn cầu. Hiện nay cùng với sự phát triển và tiến bộ không ngừng của khoa học kĩ thuật, đặc biệt là công nghệ tin học, các hệ thống máy ghi địa chấn ngày một hiện đại hơn, cho phép ghi và xử lý các số liệu một cách có hệ thống với độ chính xác cao. Điều đó đòi hỏi các nước và từng khu vực phải có riêng cho mình một mô hình lát cắt vận tốc và họ các tốc đồ thời gian truyền sóng khu vực phù hợp nhất. Vì vậy phương pháp nghiên cứu theo hướng này vẫn đang được quan tâm và tiến hành rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. 1.1. Tổng quan về các kết quả nghiên cứu, xác định mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất ở Việt Nam Ở Việt Nam, nghiên cứu cấu tạo vỏ Trái đất nói chung, nghiên cứu mô hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất lãnh thổ Việt Nam nói riêng đã đượ c tiến hành bởi nhiều tác giả trong các công trình khác nhau [ 7 - 20, 27, 30]. Tuy nhiên, phần lớn những nghiên cứu này đều được tiến hành dựa trên các số liệu về thời gian truyền sóng địa chấn, ghi được bởi hệ thống trạm cũ của Việt Nam (chỉ có từ 3 - 5 trạm ghi bằng máy ghi kiểu cơ học trên giấy ảnh). Kết quả của những nghiên cứu này cũng đã chỉ ra một số mô hình lát cắt vận tốc tương ứng. Nhưng đến nay chưa có sự so sánh để khẳng định mô hình nào là phù hợp hơn cả và 11
  13. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn có thể được sử dụng tối ưu đối với Vi ệt Nam. Mặt khác, hiện nay hệ thống trạm ghi động đất của Việt Nam đã phát triển trên một mức độ hiện đại ngang tầm quốc tế (gần 30 trạm ghi số, chương trình xử lý số liệu tự động trên máy tính điện tử). Đặc biệt tại khu vực miền Trung, Việt Nam, sau khi xảy ra động đất tại khu vực thủy điện sông Tranh 2, Viện Vật lý địa cầu đã xây dựng và thiết lập một hệ thống trạm địa chấn dày đặc với tổng số 15 trạm địa chấn. Tuy nhiên , cho đến nay chưa có tác giả nào xây dựng mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất riêng cho khu vực miền Trung, Việt Nam. Vì vậy đòi hỏi phải có một mô hình lát cắt tốc độ thực sự phù hợp với điều kiện thực tế của khu vực miền Trung, Việt Nam để tính toán họ các tốc đồ thời gian truyền sóng chuẩn, cho phép xác định chính xác hơn các tham số cơ bản của chấn tiêu động đất. Chúng là các tài liệu tối cần thiết phục vụ cho việc giải quyết hàng loạt các nhiệm vụ quan trọng trong thực tế địa chấn (phân vùng động đất, đánh giá độ nguy hiểm động đất, dự báo động đất và nhiều nhiệm vụ địa chấn kiến tạo khác...). Vì những lý do nêu trên, vấn đề xây dựng mô hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất và tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn đối với khu vực miền Trung Việt Nam vẫn là một trong các nhiệm vụ cần được giải quyết. Có nhiều phương phá p nghiên cứu xây dựng mô hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất. Phương pháp mô hình hoá toán học là một phương pháp đóng vai trò rất quan trọng trong nghiên cứu cấu tạo vỏ Trái đất và mô hình lát cắt vận tốc của nó. Việc mô hình hoá quá trình lan truyền các sóng địa chấn trong các môi trường địa chất phức tạp cho phép so sánh các tài liệu thực nghiệm (số liệu quan sát) với các kết quả tính toán lý thuyết và từ đó có thể đưa ra các kết luận về độ chính xác của các mô hình đã được lựa chọn. Có nhiều công trình nghiên cứu mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất và tốc đồ thời gian truyền sóng tương ứng với nó, nhưng mỗi công trình nghiên cứu có những nét đặc trưng riêng . Dưới đây chúng tôi sẽ trình bày tổng quan về các kết quả nghiên cứu, xác đị nh mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất ở Việt Nam. 12
  14. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Có thể thấy việc nghiên cứu xây dựng một tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn và mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất cho Miền Bắc Việt Nam và các khu vực lân cận đã được các nhà địa chấn Việt Nam quan tâm ngay từ những năm đầu thập kỷ 70 [13, 14, 17]. Theo kết quả nghiên cứu [17], dựa trên việc phân tích số liệu địa chấn các trạm quốc tế và các quan trắc ghi nhận được từ 03 trạm địa chấn trên miền bắc là trạm Bắc Giang, Phủ Liễn và Sapa, đã xác định được vận tốc của các sóng địa chấn trong các lớp cơ bản của Vỏ trái đất; Sóng Pg, Sg được truyền trực tiếp từ chấn tiêu, Sóng P*, S* được truyền từ ranh giới giữa lớp Bazan và lớp Granit (mặt Conrad), sóng Pn, Sn truyền từ mặt Mohor. Các nghiên cứu sau đó [13, 18, 19] trên cơ sở các số liệu phong phú với độ chính xác cao hơn đã xây dựng tốc đồ địa phương cho các sóng Pn, Sn, P*, S*, Pg và Sg (bảng 1.1). Bảng 1.1 Kết quả nghiên cứu tốc đồ các sóng địa chấn Miền Bắc Việt Nam [20] H (km) 0-2 2 - 20 20 - 40  40 Vp (Km/s) 1.80 - 3.9 - Vs (km/s) - 5.82 6.86 8.18 Năm 1983 tập thể tác giả [16] cũng đã có những đánh giá định lượng về tỷ số giữa vận tốc sóng dọc và sóng ngang trong vỏ Trái đất phần lãnh thổ Miền Bắc Việt Nam khá chi tiết [16]: Như đã biết, tỷ số giữa vận tốc sóng dọc và sóng ngang (K = VP/VS) là một trong những thông số động học quan trọng của sóng địa chấn trong công tác nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Trái đất và manti, trong việc quy toán số l iệu động đất và dự báo động đất. Vì vậy, đánh giá định lượng thông số này sẽ góp phần quan trọng vào việc nghiên cứu độ sâu các ranh giới phân cách trong vỏ Trái đất nhất là khi áp dụng nghiên cứu cấu trúc vào việc đánh giá các thông số của các trận động đ ất và 13
  15. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn vào việc nghiên cứu dị thường của tỉ số này nhằm mục đích dự báo động đất và nghiên cứu trường ứng suất sâu. Trong công trình [16], trên cơ sở phân tích các tài liệu động đất đã ghi được ở các trạm địa chấn, tập thể tác giả đã tiến hành nghiên cứu và đánh giá định lượng thông số này. Vỏ Trái đất ở Việt Nam rất phức tạp do có nhiều hệ thống đứt gãy với những đứt gãy xuyên vỏ Trái đất và vì vậy sẽ có những ảnh hưởng rất khác nhau đến sự lan truyền của sóng dọc và sóng ngang, do đó để có thể đánh gi á đúng đắn trị số của thông số K TB trung bình trong vỏ Trái đất, các tác giả đã sử dụng các nguồn tài liệu phong phú dưới đây để nghiên cứu: động đất địa phương, động đất gần và động đất xa có các sóng trao đổi và sóng dọc lặp lại tạo thành do các ranh giớ i trong vỏ Trái đất. Ngoài ra, việc đánh giá thông số K TB còn dựa vào các tốc đồ thực nghiệm đã nhận được từ các nghiên cứu khác trước đó như sau: + Nguồn thông tin từ những trận động đất địa phương có khoảng cách chấn tâm khoảng ∆ ≤ 50km. Do khoảng cách chấn tâm nhỏ như thế nên rõ ràng những ảnh hưởng của môi trường đối với sự lan truyền của sóng ít hơn so với những thông tin từ các động đất gần với khoảng cách chấn tâm ∆ ≤ 800km. Đồng thời, các tác giả [16] cũng đã sử dụng số liệu của trạm địa ch ấn trong khi xác định KTB TS  T0 KTB  (1.1) Tp  T0 Trong đó: Tp và Ts – thời điểm tới của 2 pha P và S. T0 – thời điểm xảy ra động đất. Vì vậy, những sai sót khi quy toán cũng sẽ ảnh hưởng khá cân bằng đến mẫu số của biể u thức trên và như vậy ít ảnh hưởng đến thông số K TB hơn so với việc sử dụng số liệu của hai trạm. + Sử dụng số liệu của các trận động đất xa có khoảng cách chấn tâm từ 2000km đến 7000km. Theo băng ghi của các trận động đất này tác giả đã phân tích được các sóng trao đổi PS và sóng dọc lặp P L tạo thành tại các ranh giới địa chấn mạnh trong vỏ trái đất dưới các vùng trạm. K TB được xác định theo công thức : 14
  16. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn KTB  4a 2 1  VTB2 C 2   VTBC  2 (1.2) Phương pháp này hoàn toàn độc lập so với các phương pháp kh ác, nó dựa vào việc thống kê các sóng trao đổi và sóng dọc lặp lại từ các ranh giới, và do việc sử dụng các sóng trao đổi và sóng dọc lặp nên phương pháp này đã dùng các tia gần như thẳng đứng dưới các vùng trạm nên những ảnh hưởng theo chiều ngang của môi trường đến quá trình lan truyền sóng không đáng kể. Thông số K TB xác định được theo phương pháp này sẽ phản ánh trung thực tỷ số giữa vận tốc sóng dọc, sóng ngang và hạn chế được những sai lệch do môi trường gây lên khi sóng lan truyền lâu trong vỏ Trái đất. Tỷ số KTB đã mang tính chất thống kê những số liệu qui toán được vì vậy nó phản ánh giá trị K thực tế của môi trường. Tác giả đã xác định K TB theo công thức: V pg KTB  (1.3) Vsg Trong đó, Vpg và Vsg là giá trị vận tốc lan truyền của sóng địa chấn Pg và Sg nhận được khi tích phân hai tốc đồ thực nghiệm của hai pha P g và Sg. Đối với các tài liệu từ các trận động đất gần X ≤ 800km, tỷ số KTB được xác định dựa vào đồ thị Vadati , tức là dựa vào tối thiểu số liệu của 2 trạm. Những sai sót trong quy toán sẽ là một trong những ảnh hưởng lớn đến giá trị của thông số KTB, những số liệu này mang nhiều ảnh hưởng của môi trường mà sóng lan truyền, do đó các tác giả [16] chỉ xếp chúng vào loại thứ yếu khi nghiên cứu. Theo đánh giá bước đầu của tác giả công trình này thì giá trị K TB trong vỏ Trái đất không nằm ngoài khoảng giá trị 1,6 ÷ 2,0. Từ tài liệu động đất địa phương giá trị K TB trong vỏ Trái đất được tính toán và ghi lại như bảng 1.2 [16]: 15
  17. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Bảng 1.2 Thống kê các kết quả xác định hệ số K TB [16] Giá trị KTB Số lần lặp lại n Giá trị K TB Số lần lặp lại n 1.6 1 1.69 15 1.64 3 1.7 1 1.66 1 1.77 1 1.67 7 1.79 2 1.68 31 1.92 1 Theo số liệu động đất địa phương tác giả nhận thấy thông số này chủ yếu nhận giá trị từ 1 ,67 đến 1,69 vì vậy thông số K TB trong vỏ Trái đất là 1,68 với sai số ± 0.01. Theo tài liệu các trận động đất xa tác giả đã nghiên cứu xác định được thông số KTB trong vỏ Trái đất ở miền Bắc Việt Nam thay đổi trong khoảng 1,67 ± 0.03. Các tác giả của [16] đã tiến hành so sánh kết quả nghiên cứu của các tác giả khác nhau như sau: Phạm Văn Thục (1970): KTB = Vpg/Vsg = 5,96/3,57 = 1,67. Nguyễn Đình Xuyên (1974): K TB = 6,57/3,69 = 1,68. Nguyễn Kim Lạp (1977): KTB = 5,70/3,35 = 1,70. Theo Vũ Ngọc Tân và Nguyễ n Đình Xuyên (1979): K TB = 5,82/3,48 = 1,67 Trần Trung Đoàn và Nguyễn Kim Lạp (1982): K TB = 5,57/3,30 = 1,68. Như vậy tuy giá trị vận tốc biểu kiến thu được khác nhau nhưng các giá trị KTB vẫn nằm trong khoảng 1,67 ÷ 1,70. Khi các tác giả sử dụng tài liệu từ động đất gần với khoảng cách chấn tâm không lớn hơn 800 km kết quả thu được như sau (bảng 1.3): 16
  18. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn Bảng 1.3 Kết quả xác định hệ số KTB theo tài liệu động đất gần [16] KTB n KTB N KTB n 1.6 4 1 8 1.8 8 1.61 3 1 3 1 5 1.6 5 2 2 2 7 1.63 4 3 2 3 1 1.64 3 4 5 4 - 1.65 10 5 5 5 3 1.66 11 6 2 6 1 1.67 11 7 5 7 3 1.68 2 8 3 8 5 1.69 - 9 5 9 1 Từ các kết quả tính toán ở trên cho thấy khi dùng tài liệu động đất gần thì phương pháp được áp dụng bởi các tác giả công trình [16] trở nên kém hiệu quả đi khá nhiều thể hiện các thông số KTB phân bố rải rác từ 1,6 đến 2,0. Theo các tác giả công trình [16] cho biết phần lớn là do những sai sót khi qui toán số liệu địa chấn. Việc sử dụng đồ thị Vadati khi xác định K TB theo tài liệu ít nhất là của hai trạm phụ thuộc rất nhiều vào việc qui toán số liệu. Mặt khác do sóng lan truyền lâu trong vỏ Trái đất nên chúng chịu những ảnh hưởng khác nhau của môi trường, ở khoảng cách chấn tâm khác nhau và ở các độ sâu khác nhau thì thông số K TB sẽ khác nhau. Trong các công trình nghiên cứu [14, 15], tác giả đã dựa trên việc xác định tọa độ chấn tâm động đất đã biết để tính khoảng cách đến các trạm và sau đó từ thời điểm xảy ra động đất t 0 và thời gian tới của sóng P (T p) đã tính được thời gian truyền của các sóng địa chấn tới các trạm này. Tập hợp trên một tốc đồ chung và dùng phương pháp bình phương tối thiểu để xác định phương trình tốc đồ. Tuy nhiên tác giả này cũng chỉ ra việc xác định các sóng P* và S* là kém tin cậy, do đó 17
  19. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn tác giả đã chỉ tập trung xây dựng các tốc đồ với các sóng Pn, Sn, Pg và Sg và đã nhận được các kết quả tại bảng 1.4. Bảng 1.4 Bảng vận tốc truyền sóng địa phương [14, 15] Tên sóng Pn P* Pg Sn S* Sg Vận tốc truyền sóng 7.91 6.77 5.70 4.62 3.65 3.33 (km/s) Tiếp theo, trong công trình nghiên cứu [30, 31], trên cơ sở áp dụng phương pháp mới của [ 28, 29] tác giả đã xây dựng tốc đồ thời gian truyền sóng P cho khu vực miền Bắc Việt Nam theo số liệu của 196 trận động đất ghi được tại các trạm địa chấn miền Bắc Việt Nam. Bằng cách nghiên cứu và phân tích bức tranh sóng P cho 03 vùng riêng biệt trên lãnh thổ phía Bắc Việt Nam, tác giả này đã xây dựng được 3 lát cắt tốc độ theo các mô hình 3 và 4 lớp cùng với 3 họ tốc đồ thời gian truyền sóng địa chấn tương ứng đối với 3 vùng này (hình 1.1. a, b , c). Trên cơ sở đó, tác giả này đã tiến hành so sánh các kết quả nhận được với mô hình lát cắt vận tốc trung bình (hình 1.1.e) của [22, 23] và mô hình được sử dụng tại Việt Nam vào thời gian đó (hình 1.1. (d)). Chi tiết hơn có thể tìm hiểu trong công trình [30]. 7 8 Vs(km/s) 5 6 7 8 Vs(km/s) 5 6 0 0 4.75 4.55 4.6 10 10 4.84 4.74 6.02 20 5.88 20 30 30 6.56 6.45 7.26 7.75 40 7.75 40 7.20 50 50 8.5 60 60 H(km) 8.5 H(km) a b 18
  20. Luận văn thạc sỹ - 2014 Lê Thị Thuấn 5 6 7 8 Vs(km/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vs(km/s) 0 0 5.66 Vp= 4.8 10 4 6.09 Vsg= 3.48 Vpg=5.52 20 6.59 30 19 7.24 40 Vs*= 3.9 Vp*=6.86 7.75 50 7.48 39 60 8.9 Vsn= 4.8 Vpn= 8.18 H(km) H(km) c d 5 6 7 8 Vs(km/s) 0 5.57 6.59 20 7.60 40 H(km) e Hình 1.1. Kết quả xây dựng mô hình lát cắt vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất cho 3 vùng thuộc khu vực miền Bắc Việt Nam [30]. Trên cơ sở 3 mô hình vận tốc truyền sóng địa chấn đã nhận được đối với 3 khu vực, tác giả công trình [30] đã tính được 3 họ các tốc đồ thời gian truyến sóng P tương ứng đối với các độ sâu kh ác nhau với bước 10km: Đối với mô hình I: H=0 T = 0.16 X + 2.69 H = 10 T = 0.20 X + 1.44 H = 20 T = 0.19 X + 1.83 H = 30 T = 0.15 X + 4.29 H = 40 T = 0.13 X + 5.49 19
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

TL.01: Bộ Tiểu Luận Triết Học
207 tài liệu
1470 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2