BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN NGUYỄN DUY BÌNH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG BA VÀ VÙNG ĐÔNG TRIỀU - QUẢNG NINH THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HÀ NỘI - NĂM 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN NGUYỄN DUY BÌNH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG BA VÀ VÙNG ĐÔNG TRIỀU - QUẢNG NINH THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ Chuyên ngành: Địa chất học Mã số chuyên ngành: 9440201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT TẬP THẾ CÁN BỘ KHOA HỌC HƯỚNG DẪN: GS.VS TSKH Phạm Khoản TS Trịnh Hải Sơn HÀ NỘI - NĂM 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 28 tháng 10 năm 2019 Nguyễn Duy Bình ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i DANH MỤC BẢNG BIỂU CỦA LUẬN ÁN v DANH MỤC BẢN VẼ CỦA LUẬN ÁN vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG BA VÀ VÙNG ĐÔNG TRIỀU – QUẢNG NINH 1.1 Tổng quan đặc điểm địa chất trũng Sông Ba 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm địa chất – kiến tạo 1.1.3 Một số tồn nghiên cứu cấu trúc địa chất trũng Sông Ba 16 1.2 Tổng quan đặc điểm địa chất vùng Đông Triều – Quảng Ninh 17 1.2.1 Vị trí địa lý 17 1.2.2 Đặc điểm địa chất – kiến tạo 21 1.2.3 Một số tồn nghiên cứu địa chất vùng Đông Triều – Quảng Ninh 26 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ THU NỔ, XỬ LÝ ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ 2D TẠI TRŨNG SÔNG BA VÀ VÙNG ĐÔNG TRIỀU – QUẢNG NINH 28 2.1 Phương pháp địa chấn phản xạ số tồn 29 2.1.1 Mức độ nghiên cứu địa chấn phản xạ Việt Nam 29 2.1.2 Một số tồn cần giải 31 2.2 Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật thu nổ trũng Sông Ba 32 2.2.1 Nguồn phát thuốc nổ hố khoan 33 2.2.2 Chọn chiều sâu đặt nguồn gây sóng 35 2.2.3 Chọn lượng thuốc nổ 37 2.2.4 Các tham số hệ thống quan sát sóng phản xạ 38 2.2.5 Lựa chọn hệ thống quan sát sóng 41 2.2.6 Tham số thu nổ trũng Sông Ba 43 iii 2.3 Nghiên cứu lựa chọn tham số thu nổ địa chấn phản xạ vùng Đông Triều – Quảng Ninh 45 2.3.1 Xây dựng mơ hình truyền sóng lý thuyết tuyến đo 46 2.3.2 Tham số thu nổ thực tế vùng Đông Triều - Quảng Ninh 51 2.4 Nghiên cứu phương pháp xử lý số liệu để hiệu chỉnh tĩnh (2D) 51 2.4.1 Ảnh hưởng địa hình lớp vận tốc thấp 51 2.4.2 Một số phương pháp hiệu chỉnh tĩnh 56 2.5 Hiệu phương pháp hiệu chỉnh tĩnh giao thoa khúc xạ 64 2.5.1 Hiệu chỉnh tĩnh giao thoa khúc xạ trũng Sông Ba 64 2.5.2 Hiệu chỉnh tĩnh giao thoa khúc xạ vùng Đông Triều - Quảng Ninh 68 2.5.3 Kết xử lý tài liệu địa chấn phản xạ 2D vùng nghiên cứu 71 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT Ở TRŨNG SÔNG BA VÀ VÙNG ĐÔNG TRIỀU – QUANG NINH THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ 79 3.1 Phân tích mặt cắt địa chấn 79 3.2 Một số đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Ba theo tài liệu địa chấn phản xạ 81 3.2.1 Giải thích địa chất số liệu địa chấn tuyến Krôngpa 81 3.2.2 Giải thích địa chất số liệu địa chấn tuyến Ayunpa 89 3.3 Một số đặc điểm cấu trúc địa chất vùng Đông Triều theo tài liệu địa chấn phản xạ 92 3.3.1 Ranh giới tập địa chấn 92 3.3.2 Hệ thống đứt gãy 94 3.3.3 Cấu trúc uốn nếp 98 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 iv BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu viết tắt Giải nghĩa ĐN ĐPC ĐSC ĐGC BĐTK PXNL Điểm nổ Điểm phát chung Điểm sâu chung Điểm chung Biểu đồ thời khoảng Phản xạ nhiều lần v DANH MỤC BẢNG BIỂU CỦA LUẬN ÁN Bảng 2.1 Khoảng cách máy thu chiều sâu nghiên cứu 40 Bảng 2.2 Bảng tham số thu nổ địa chấn phản xạ 2D Sông Ba 43 Bảng 2.3 Vận tốc mật độ số loại đất đá 48 Bảng 2.4 Bảng tham số thu nổ địa chấn phản xạ 2D 51 Bảng 2.5 Các bước xử lý địa chấn phản xạ 2D tham số trũng Sông Ba 73 Bảng 2.6 Các bước xử lý địa chấn phản xạ 2D tham số vùng Đông Triều – Quảng Ninh 73 vi DANH MỤC BẢN VẼ CỦA LUẬN ÁN Hình 1.1 Sơ đồ vị trí nghiên cứu trũng Sơng Ba Hình 1.2 Sơ đồ tuyến địa chấn cấu trúc bể than Đông Bắc 20 Hình 2.1 Mặt cắt địa chấn khu vực Đắk Tô 29 Hình 2.2 Mặt cắt địa chấn khu vực ĐắkH’ring 30 Hình 2.3 Mặt cắt địa chấn khu vực Krôngpa 30 Hình 2.4 Mặt cắt địa chấn khu vực Noọngbok 31 Hình 2.5 Mặt cắt địa chấn khu vực Thái Bình 31 Hình 2.6 Kết quan sát sóng từ độ sâu nguồn nổ khác 36 Hình 2.7 Băng sóng phổ biên độ tương ứng với khối lượng thuốc 37 Hình 2.8 Kết quan sát sóng hệ thống quan sát kéo dài 42 Hình 2.9 Các băng điểm nổ chung tuyến đo địa chấn T1 Ayunpa 44 Hình 2.10 Sơ đồ phân bố thành tạo trầm tích Neogen, tuyến đo địa chấn 45 Hình 2.11 Vị trí tuyến dựng mặt cắt địa chất khối Mạo Khê – ng Bí 46 Hình 2.12 Mặt cắt địa chất tuyến IX khối Mạo Khê – ng Bí 46 Hình 2.13 Mặt cắt địa chất tuyến XI khối Mạo Khê – Uông Bí 47 Hình 2.14 Mặt cắt địa chất tuyến V khối Mạo Khê – ng Bí 47 Hình 2.15 Mặt cắt địa chất tuyến XVII khối Mạo Khê – ng Bí 47 Hình 2.16 Mơ hình phân lớp tuyến địa chất T.XVII 48 Hình 2.17 Mơ hình vận tốc RMS đầu vào 49 Hình 2.18 Quả nổ giả định đầu tuyến 49 Hình 2.19 Quả nổ giả định tuyến 49 Hình 2.20 Quả nổ giả định cuối tuyến 50 Hình 2.21 So sánh băng sóng lý thuyết có số lượng kênh thu khác Từ trái qua: 60 kênh, 120 kênh 240 kênh 50 Hình 2.22 Cách tính hiệu chỉnh tĩnh phát sóng đới TĐT 53 Hình 2.23 Cách tính hiệu chỉnh tĩnh phát sóng đáy đới TĐT 53 vii Hình 2.24 (a) Mơ hình phân lớp (b) Sóng phản xạ mơ hình theo thời gian Do ảnh hưởng chiều dày vận tốc truyền sóng lớp phong hóa nên sóng phản xạ khơng phản ánh mơ hình phân lớp 54 Hình 2.25.Mơ hình đường truyền tia sóng địa chấn 55 Hình 2.26 Hình (a) mặt cắt địa chấn không áp dụng hiệu chỉnh tĩnh (b) áp dụng hiệu chỉnh tĩnh 56 Hình 2.27 (a) Các điểm nổ s1, s2 đặt cách hố khoan, máy thu đặt mặt đất; (b) Kết xác định vận tốc truyền sóng dọc theo chiều sâu lỗ khoan 56 Hình 2.28 (a) Khúc xạ tia sóng địa chấn góc gới hạn tia tới (b) biểu đồ thời khoảng mơ hình (a) 57 Hình 2.29 Sơ đồ mơ tả thời gian sóng tới máy thu 60 Hình 2.30 Sơ đồ mô tả thời gian trễ thay đổi vận tốc 61 Hình 2.31 Thời gian trễ vận tốc lớp khúc xạ theo RCS RVS 62 Hình 2.32 Cộng theo máy thu theo điểm nổ theo mơ hình sóng đầu với mơ hình chiều sâu ban đầu 63 Hình 2.33 Cộng theo máy thu theo mơ hình sóng đầu với mơ hình chiều sâu ban đầu (phía trên) mơ hình cập nhật 63 Hình 2.34 Giá trị hiệu chỉnh tĩnh (ms) mơ hình vận tốc tính phương pháp giao thoa khúc xạ tuyến Ayunpa 64 Hình 2.35 Thời gian tới sóng khúc xạ tính theo mơ hình vận tốc tuyến Ayunpa 65 Hình 2.36 Giá trị hiệu chỉnh tĩnh tuyến địa chấn Ayunpa 65 Hình 2.37 Mặt cắt địa chấn khoảng thu nổ chung tuyến Ayunpa 66 Hình 2.38 Giá trị hiệu chỉnh tĩnh (ms) mơ hình vận tốc tính phương pháp giao thoa khúc xạ tuyến Krongpa 67 Hình 2.39 Thời gian tới sóng khúc xạ tính theo mơ hình vận tốc tuyến Krongpa 67 viii Hình 2.40 Giá trị hiệu chỉnh tĩnh tuyến địa chấn Krongpa 68 Hình 2.41 Mặt cắt địa chấn khoảng thu nổ chung tuyến Krongpa 68 Hình 2.42 Thời gian trễ mơ hình vận tốc tính giao thoa khúc xạ 69 Hình 2.43 Thời gian tới sóng khúc xạ mơ hình phù hợp 69 Hình 2.44 Thời gian tới sóng khúc xạ mơ hình chưa phù hợp 69 Hình 2.45 Giá trị hiệu chỉnh tuyến địa chấn vùng Đông Triều – Quảng Ninh phương pháp 70 Hình 2.46 Mặt cắt địa chấn khoảng thu nổ chung tuyến Đông Triều Phía hiệu chỉnh tĩnh theo phương pháp thời gian tương hỗ, phía hiệu chỉnh tĩnh theo phương pháp giao thoa khúc xạ 70 Hình 2.47 Giá trị hiệu chỉnh tĩnh (ms) mơ hình vận tốc tính phương pháp giao thoa sóng khúc xạ 71 Hình 2.48 Chu trình xử lý tài liệu địa chấn phản xạ 72 Hình 2.49 Các băng sóng tuyến T1 Ayunpa trước (bên trái) sau xử lý lọc nhiễu liên kết 74 Hình 2.50 Panel phân tích vận tốc 75 Hình 2.51.Mặt cặt địa chấn Ayunpa 75 Hình 2.52 Mặt cắt địa chấn theo thời gian tuyến Ayunpa Phía kết theo tài liệu cũ, phía tài liệu xử lý lại 76 Hình 2.53 Mặt cắt địa chấn theo thời gian tuyến Krongpa Phía kết theo tài liệu cũ, phía tài liệu xử lý lại 77 Hình 2.54 Mặt cắt địa chấn theo thời gian tuyến Đơng Triều Quảng Ninh 77 Hình 2.55 Mơ hình vận tốc phân tích tuyến địa chấn T1 Ayunpa 78 Hình 2.56 Mơ hình vận tốc phân tích tuyến địa chấn T2 Krongpa 78 Hình 2.57.Mơ hình vận tốc phân tích tuyến địa chấn TQN 78 Hình 3.1 Cột địa tẩng lỗ khoan LK.N02 81 Hình 3.2 Dạng bất chỉnh hợp chống xác định ranh giới R4 85 Hình 3.3 Bất chỉnh hợp bao bọc xác định ranh giới phản xạ R3 86 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN NGUYỄN DUY BÌNH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG BA VÀ VÙNG ĐÔNG TRIỀU - QUẢNG NINH THEO TÀI... 2D vùng nghiên cứu 71 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT Ở TRŨNG SÔNG BA VÀ VÙNG ĐÔNG TRIỀU – QUANG NINH THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ 79 3.1 Phân tích mặt cắt địa chấn ... 3.2 Một số đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Ba theo tài liệu địa chấn phản xạ 81 3.2.1 Giải thích địa chất số liệu địa chấn tuyến Krôngpa 81 3.2.2 Giải thích địa chất số