Download Đề cương ôn tập môn ĐỊA VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Hà Nội

Câu1.Hãy trình bày về trường DVL,nguồn trường,trường bình thường và
trường bất thườngDVL?cho ví dụ?
A - Trường dvl là khoảng không gian bên trên,bên trong Quả đất mà trong đó tồn tại các tác
dụng vật lý.Nói khác đi,trong trường dvl,mọi vật thể địa chất,đất đá ... đều chịu các tác dụng vật
lý.
Trong dvl,người ta chia ra hai loại trường:trường dvl tự nhiên và trường dvl nhân tạo
+ trường tự nhiên là trường dvl có sẵn trong tự nhiên.VD:trường trọng lực, trường từ,trường điện
tự nhiên ,trường nhiệt tự nhiên...
+trường nhân tạo là trường dvl do con người tạo ra.VD:trường điện nhân tạo,trường dao động
đàn hồi(trường địa chấn)...
Sự phân chia này chỉ mang tính tương đối
b> nguồn trường dvl
bao gồm các yếu tố, các vật thể địa chất mà dưới tác dụng của tự nhiên hay nhân tạo thì nó sinh
ra 1 trường địa vật lý
c>trường bình thường là trường dvl do môi trường địa chấn đồng nhất về 1 tính chất vật lý nào
đó gây ra.VD:trường điện của ngồn điểm trong môi trường dẫn điện đồng nhất, trường trọng lực
trong môi trường trọng lực trong môi trường đất đá phân lớp phẳng song song
trường bất thường là trường dvl do các đối tượng địa chất có tính vật lý khác vs môi trường vây
quanh gây ra.VD: trường điện của nguồn điểm trong môi trường chứa các vật thể có điện trở suất
khác biệt vs môi trường vây quanh, trường trọng lực của môi trường đất đá phân lớp không nằm
ngang hoặc chứa 1 vật thể (hình cầu,hình trụ) có mật độ khác vs môi trường vây quanh.
/trường bất thường do các yếu tố địa chất có tham số vật lý , hình dạng ,kích thước, chiều sâu thế
nằm khác nhau gây ra thì có hình dáng,biên độ khác nhau.

Câu 2:.hãy trình bày về bài toán thuận,bài toán nghịch DVL?cho ví dụ
A/ bài toán thuận dvl
là bài toán giả sử đã biết về các yếu tố địa chất gây nên trường(như hình dạng,kích thước,chiều
sâu thế nằm,tính chất vật lý,...)phải khảo sát (tính toán,biểu diễn)sự phân bố của trường dvl do
đối tượng đó gây ra trên mặt đất.
Đặc điểm của bài toán thuận là bài toán đơn nghiệm,tức la ứng vs mỗi giả thiết về cấu trúc địa
chất thì có 1 cách phân bố của trường dvl tương ứng.

B/bài toán ngược dvl
là bài toán giả sử đã biết sự phân bố của trường dvl ở trên mặt đất(trên diện tích hoặc trên tuyến
quan sát)phải đi xác định hình dạng, kích thước, chiều sâu thế nằm,tính chất vật lý của đối tượng
địa chất đã gây nên trường đó.


Đặc điểm của bài toán ngược là bài toán đa nghiệm,nghĩa là ứng vs mốtự phân bố của trường vật
lýthì có thể có nhiều mô hình tương ứng khác nhau về cấu trúc địa chất (hình dạng,kích
thước,chiều sâu thế nằm,tính vật lý) của đối tượng
chính vì vậy việc giải thích địa chất các kết quả dvl là khá phức tạp, đôi khi chính các lời giải đó
là gần đúng.phải chọn một kiểu giải thích gần đúng nhất vs thực tế.điều đó chỉ có thể thực hiện
được nếu ta có nhiều thôngng tin về đối tượng nghiên cứu.VD: như các đặc điẻm cấu kiến
tạo,các tham số vật lý,điều kiện thủy địa chất,...của vùng nghiên cứu.nói khác,chỉ khi hiểu được
sâu sắc về tình hình địa chất vùng công tác mới có thể giải thích 1 cách thỏa đáng nhất các kết
quả nghiên cứu của các phương pháp dcl.đòi hỏi phải có sự phối hợp công tác của nhà địa chất
và địa vật lý

Câu3.Cơ sở vật lý địa chất của phương pháp thăm dò trọng lực?điều kiện và
phạm vi ứng dụng phương pháp thăm dò trọng lực?

Điều kiện áp dụng phương pháp trọng lực
Qua ví dụ ta có thể khái quát về 2 điều kiện cần thiết để áp dụng phương pháp trọng lực trong địa
chất là :


+ Đối tượng khảo sát phải có mật độ khác biệt rõ ràng so vs môi trường vây quanh.Sự khác biệt
càng nhiều thì kết quả nghiên cứu càng chính xác.
+ Mặt ranh giới phân chia mật độ giữa đối tượng khảo sát và môi trường vây quanh phải có sự
biến đổi, uốn lượn nhất định và không phải là mặt phẳng nằm ngang.
Cả 2 điều kiện phải thỏa mãn đến mức đọ nhất định sao cho vs độ chính xác của máy đo có thể

phát hiện được dị thường do đối tượng gây ra.VD: σdư >0,1g/cm3,kích thước của đối tượng đủ
lớn.
Phạm vi ứng dụng thăm dò trọng lực
phương pháp thăm dò trọng lực được ứng dụng để dụng để giải quyết 1 số nhiệm vụ địa chất sau:
1. Phân vùng kiến tạo:xác định miền nền,miền địa máng và những yếu tố kiến tạo lớn trong
vùng nghiên cứu.
2. Nghiên cứu cấu trúc vỏ Quả đất, làm sáng tỏ hình dạng Quả đất, chiều dày vỏ và mật độ
trung bình
3. Tìm kiếm thăm dò các loại khoáng sản có mật độ khác vs đất đá vây quanh như
than,muối,sắt ,dầu khí,...
4. Trong lĩnh vực địa chất thủy văn_công trình,chủ yếu có thể phát hiện và nghiên cứu các
cấu tạo liên quan vs nhiệm vụ sau:
• làm sáng tỏ các cấu tạo liên quan đến hình dạng móng đá gốc ,phân chia lớp vỏ phong
hóa và lớp phủ
• Nghiên cứu các cấu tạo có kích thước không lớn,nằm không sâu trong các thành tạo trầm
tích
• xác định vị trí các đới phà hủy, theo dõi phương vỉa của chúng
• tìm kiếm các lòng sông cổ,thung lũng ngầm
những năm gần đây người ta đo trọng lực chính xáccao trong các công trình khai đào để nghiên
cứu đặc điểm thế nằm của các tầng đất đá,xác định mật độ trung bình giữa các điểm ở các mức
khác nhau nghiên cứu các đới phá hủy nhỏ trong khu vực xây dựng các công trình lớn, theo dõi
các đới biến đổi trong các khu vực khai thác hầm lò,nơi xây dựng các công trình giao thông,khảo
sát các vùng có thể dẫn đến tai biến,theo dõi các vùng có khả năng sụt nở lớn...Những vấn để này
liên quan mật thiết đến ĐCCT và ĐCTV

Câu 4:Hãy trình bày về công tác xử lý số liệu và hiệu chỉnh trọng lực?


là

giá trị trọng lực đo được đã
quy về xem như đo trên mặt geoit.

Câu 5:Cơ sở vật lý địa chất của phương pháp thăm dò từ?Phạm vi ứng dụng
thăm dò từ?
 Khối từ và cực từ

Một cách gần đúng có thể coi Quả đất như một quả cầu bị nhiễm từ và sinh
ra trường địa từ - trường từ của Quả đất
 Lực từ (Định luật Culong)

m , m là khối từ ở các cực,
1
2
r là khoảng cách giữa chúng, và µ là độ từ thẩm
 Cường độ trường từ



Thế từ: là công
thực hiện để dịch chuyển một đơn vị khối từ (+) từ một điểm ra xa vô cùng.
 Đơn vị đo cảm ứng từ:
-9
 Hệ SI: Tesla (T); nanotesla (nT)
1nT=10 T
 Hệ CGS: Gaus (G), gamma (γ)
1γ=1nT

Độ từ hóa (J)

Đặc trưng đặc trưng cho mức độ từ hóa của vật thể nhiễm từ, là mô men từ
của một đơn vị thể tích của vật thể bị từ hóa do tác dụng của trường từ bên
ngoài.



Độ cảm từ χ

Đặc trưng cho khả năng nhiễm từ của các vật thể khác nhau


Dựa vào độ cảm từ χ, người ta chia đất đá, khoáng vật, quặng ra thành 3 nhóm:
 Nhóm nghịch từ: đất đá có độ cảm từ χ âm và rất nhỏ, khoảng vài đơn
-6
vị 10 CGS nhóm thuận từ. Hướng từ hoá của chúng ngược chiều
với hướng của trường từ bên ngoài. Những đất đá, khoáng vật thuộc
nhóm này gồm: thạch cao, thạch anh, muối mỏ, can xit, dầu mỏ, grafit,
vàng, bạc, chì...
-6
 Nhóm thuận từ: đất đá có độ cảm từ χ > 0 và không lớn (n÷n100)10
CGS, phần lớn các đất đá trầm tích, biến chất, macma đều thuộc nhóm
này, ví dụ như nhôm, platin, mangan.
Nhóm sắt từ: đất đá, khoáng vật có độ cảm từ χ > 0 và rất lớn (n100
-6
÷n100000)10 CGS. Các khoáng vật sắt từ gồm: manhetit, titanomanhetit,
inmenit,pirotin... Độ cảm từ χ của hầu hết các đất đá phụ thuộc trước hết vào
tỷ lệ khoáng vật sắt từ có trong chúng.
 Đất đá trầm tích có từ tính yếu, trừ một số loại như sét, cát kết ra thì đá

trầm tích hầu như không có từ tính.
 Đá magma có từ tính tăng dần từ axit đến mafic và siêu mafic.
 Đá magma xâm nhập có từ tính cao hơn đá phun trào tương ứng.
 Đá biến chất có từ tính rất khác nhau, thường có độ cảm từ thấp hơn so
với magma.
 Độ từ hóa cảm ứng và từ hóa dư (J)


Dưới tác dụng của trường từ bên ngoài, đất đá bị nhiễm từ, đó là từ
hóa cảm ứng (Ji)



Độ từ hóa dư (Jr) hình thành chủ yếu do yếu tố nhiệt. VD các đá
magma có chứa các khoáng vật sắt từ, lúc hình thành ở nhiệt độ cao (lớn hơn
nhiệt điểm Quiri), sau đó nguội dần và chịu ảnh hưởng của trường từ ngoài
lúc đó

Độ từ hoá dư là độ từ hoá của đất đá còn giữ lại được trong thời kỳ
thành tạo nó. Như vậy khi nghiên cứu có thể biết được sự thay đổi của
trường địa từ từ trước đến nay, có thể xác định nguồn gốc sinh thành, tuổi và
lịch sử phát triển địa chất của đất đá. Đây là cơ sở của ngành cổ địa từ
2.3
Trường
từ
quả
đất
–
Trường
địa

từ
2.3.1 Các yếu tố của trường địa từ


•

Cường độ trường từ toàn phần T


•
•
•
•
•
•

Thành phần nằm ngang H , phương của H trùng với phương của kinh tuyến
từ
Thành phần thẳng đứng Z
Thành phần bắc (hay nam) X
Thành phần đông (hay tây) Y
Góc lệch từ D (còn gọi là độ từ thiên).
Góc nghiêng từ I (còn gọi là độ từ khuynh
• Trường từ của quả đất được coi như quả cầu bị từ hoá đồng nhất có
cường độ T
0
• Trường từ của các lục địa có độ nhiễm từ khác nhau và cao hơn hẳn so
với các đại dương có cường độ T
1
• Trường từ của các vật thể địa chất cỡ lớn có độ nhiễm từ cao có cường

độ T
2
• Trường từ của những đối tượng địa chất tương đối nhỏ có cường độ T
3
• Trường từ biến thiên theo thời gian δT.

Như vậy
•

 Trường từ bình thường tại một điểm là trường tổng cộng của quả cầu bị

từ hoá đồng nhất cường độ và trường từ của các lục địa.
Do đó trường từ bất thường sẽ là hiệu số (gia số) giữa giá trị trường từ toàn phần
với trường bình thường
2.3.3 Sự biến đổi của trường địa từ theo thời gian
 Biến thiên thế kỷ do những quá trình xảy ra ở bên trong lòng Quả đất.
 Các biến thiên theo chu kỳ hàng chục năm liên quan đến hoạt động

của mặt trời.
 Biến thiên có chu kỳ ngày đêm biên độ cỡ vài chục γ. Loại biến thiên
này phụ thuộc vào vĩ độ, mùa, và có thể liên quan đến hoạt động của
mặt trời đối với các dòng ở tầng ion.

Phạm vi ứng dụng thăm dò từ
1. Tìm kiếm các loại quặng và khoáng vật có từ tính.Đặc điểm có giá trị lớn

khi phát hiện quặng manhetit hay 1 số quặng khác
2. Nghiên cứu đặc điểm thế nằm và thành phần của móng kết tinh

3. tìm kiếm các thể magma xâm nhập chủ yếu là các mafic,siêu mafic.trong 1

số trường hợp có thể phát hiện ra đá macma axit
4. Đo vẽ bản đồ địa chất ở những cùng có phát triển đất đá từ tính mạnh.có thể
dùng phương pháp từ để theo dõi các đới tiếp xúc,các phá hủy kiến tạo nhất
là những vùng phát triển đất đá macma mafic
5. Tìm kiếm các lòng sông cổ,các thung lũng bị trôn vùi,các hang động cactơ
nếu những nơi đó có lắng đọng khoáng vật sắt từ khác vs môi trường xung
quanh
Ngoài ra còn áp dụng thăm dò từ để nghiên cứu hướng phát triển khe nứt,tính phân
phiến trong đá gốc và những điều kiện tích tụ của các trầm tích ĐỆ TỨ

Câu 6:Hãy trình bày tính chất điện của môi trường
đất đá?

3.2.1 Điện trở suất của đất đá
3
Điện trở suất của một loại đất đá bất kỳ là giá trị điện trở của 1m đá ấy khi có
dòng điện chạy qua theo phương thẳng góc với một mặt của khối đất đá.
Trong đó:
R - điện trở tính bằng ôm (Ω)
2
S - tiết diện tính bằng mét vuông (m )
l - chiều dài tính bằng mét (m)
ρ - điện trở suất (Ωm).

3.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở Suất của đất đá
Điện trở suất của đất đá phụ thuộc vào:
 Thành phần thạch học của đất đá.
 Độ rỗng, độ bão hòa nước và điện trở của nước bão hoà trong lỗ rỗng và

khe nứt của đất đá.
 Đặc điểm cấu trúc của đất đá như hình dạng, kích thước, khối lượng các
hạt…


 Điện trở suất của đất đá chịu ảnh hưởng của nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng

lên, độ linh động của các ion và điện tử cũng tăng (trong giới hạn tăng
không lớn lắm), do đó nói chung điện trở suất của đất đá giảm đi.
Hướng: điện trở suất đo dọc theo vỉa hoặc theo lớp nhỏ hơn điện trở suất đo theo
phương thẳng góc với mặt lớp
3.2.3 Các hoạt động điện hoá của đất đá
Trường điện tự nhiên có thể được xuất hiện do các hoạt động:

Hoạt động oxy hoá- khử
Thường xảy ra trong đất đá có chứa nhiều các khoáng vật thuộc nhóm sulfit.
Quá trình oxy hoá- khử sẽ gây ra hiện tượng trao đổi điện tử và hình thành
trường điện tự nhiên.
 Hoạt động thấm lọc

Các loại đất đá nhất là trầm tích thường chứa các loại dung dịch muối khoáng.
Các dung dịch này tồn tại và di chuyển trong các mao quản của đất đá. Sự di
chuyển này gọi là quá trình thấm lọc. Sự thấm lọc dung dịch trong các mao
quản của đất đá cũng gây nên sự phân dị các ion trái dấu để tạo ra trường điện
tự nhiên.
 Hoạt động hấp phụ- Khuếch tán
Khi hai loại đất đá có chứa các dung dịch với nồng độ khác nhau, mà tiếp xúc
với nhau thì sẽ xảy ra hiện tượng khuếch tán các ion từ nơi có nồng độ cao
sang nơi có nồng độ thấp hơn. Trong quá trình khuếch tán đó , do độ linh động
của các ion âm và dương khác nhau cho nên trong môi trường xảy ra sự phân

dị ion trái dấu để hình thành trường điện tự nhiên.
3.2.4 Tính phân cực của đất đá
Khi phóng dòng điện qua các điện cực A, B khi đó giữa hai điểm M, N trên mặt
đất có thể đo được hiệu thế ∆U
, sau khi ngắt dòng phát thì hiệu thế ∆U
MN
MN
không giảm về không ngay mà giảm dần theo quy luật hàm số mũ. Hiệu thế đo
được sau khi đã ngắt dòng phát một khoảng thời gian gọi là hiệu thế phân cực
∆U .
PC


Câu 7:trường điện bình thường của các điện cực-cơ sở vật lý-địa
chất của phương pháp điện trở? điện trở suất biểu kiến

. Trường điện của nguồn điểm

Khi phát dòng điện vào trong môi
trường làm xuất hiện một trường điện có mặt đẳng thế là hình bán cầu có tâm
trùng với điểm A. Trên mặt đất tại điểm quan sát M có điện thế U do điện cực
A gây ra.p=const

Trường điện thường do hai điện cực tạo ra

3.3.2 Điện trở suất biểu kiến


Điện trở suất biểu kiến phụ thuộc vào đặc điểm phân bố
của các đối tượng địa chất,vào điện trở suất của các đất đá có mặt trong lát cắt

nghiên cứu ,vào vị trí kích thước của hệ điện cực.
Sự phụ thuộc này thể hiện các trường hợp sau:
1. Khi môi trường đồng nhất có giá trị
• điện trở suất bằng p0 thì đo đạc tính toán pk theo công thức pk se được giá

trị pk=p0
2.khi môi trường chứa vật dẫn tốt có p1khi đó dòng điện tập trung vào vật dẫn p1,mật độ ở phần trên của nát cắt giảm
đi dẫn tới ∆U
và pk cũng giảm.kết quả khi đo trên đoạn tuyến có vật dẫn tốt
MN
thì pk cực tiểu pk3.Khi môi trường có chứa vật thể dẫn điện kém ,ví dụ như có phần khối nâng
của móng điện trở cao
Trong lát cắt có phần nhô cao của móng điện trở cao nên dòng điện sẽ bị ép lên
phía sát mặt đất ,mật độ dòng của phần trên lát cắt tăng lên làm cho ∆U
tăng
MN
và pk cũng tăng.kết quả giá trị pk đo ở phần nhô cao của móng đá gốc tăng lên
pk>p0.

Câu 8:Hãy trình bày về phương pháp đo sâu điện(bản chất
của phương pháp-phương pháp đường con lý thuyết)
 Đo sâu điện là phương pháp nghiên cứu sự thay đổi của điện trở suất

biểu kiến ρk theo chiều sâu ở tại một điểm, bằng cách mở rộng dần

khoảng cách giữa các cực phát và giữ nguyên điểm đo.
 Giá trị điện trở suất ρ k đo được theo phương pháp đo sâu điện phụ
-

thuộc vào 2 yếu tố, đó là:
Quy luật phân bố điện trở suất của các lớp đất đá và chiều dày của
chúng.
Kích thước hệ điện cực (khoảng cách AB ).


Mô hình 1 chiều
Mô hình một chiều trong thăm dò điện bao gồm các lớp phân lớp song
song phẳng nằm ngang
Mô hình 2 chiều
Mô hình hai chiều trong thăm dò điện ngoài các lớp phân lớp song song
phẳng nằm ngang, còn có các bất đồng nhất khối thay đổi theo tuyến đo.
MÔ HÌNH 3 CHIỀU
CÁC ĐỐI TƯỢNG ĐỊA CHẤT CÓ ĐIỆN TRỞ SUẤT THAY ĐỔI TRONG
KHÔNG GIAN 3 CHIỀU.
b. Bài toán thuận
Bài toán 1 chiều
Bài toán toán thuận với mô hình một chiều, tại từng điểm đo, kết quả thu
được các đường cong đo sâu. Tùy thuộc vào mối quan hệ giữa giá trị điện
trở suất các lớp trong môi trường các đường cong sẽ có dạng khác nhau

Các dạng đường cong 2 lớp

Các dạng đường cong 3 lớp


Các dạng đường cong 4 lớp

c. Xử lý tài liệu đo sâu điện

 Giải thích định tính: là bước được tiến hành nhằm phát hiện những nét

khái quát về cấu trúc địa chất vùng nghiên cứu như: số lớp địa điện,
vị trí các đứt gãy, đới phá huỷ, các nếp lồi, các nếp lõm, các bất đồng
nhất khối…

Câu 9:hãy trình bày phương pháp mặt cắt điện (bản chất
của phương pháp,các phương pháp mặt cắt,phân tích tài
liệu,phạm vi ứng dụng)
Mặt cắt điện nghiên cứu sự thay đổi của điện trở suất biểu kiến ρk dọc theo tuyến
đo ở một khoảng chiều sâu nào đó bằng cách giữ nguyên kích thước của hệ
cực, dịch chuyển toàn bộ hệ điện cực trên tuyến đo nhằm xác định vị trí các
bất đồng nhất trên tuyến.
 Phương pháp mặt cắt bốn cực đối xứng
Phương pháp này được áp dụng để phát hiện các đối tượng địa chất có kích
thước lớn, xác định địa hình mặt móng kết tinh
 Phương pháp mặt cắt ba cực liên hợp




Tại mỗi điểm đo, xác định được hai giá trị ρk ứng với hai hệ cực
AMNC

∞

∞
A

B
(ρk ) và BMNC (ρk ). Giao điểm của hai đồ thị này sẽ chỉ ra

vị trí của vỉa mỏng cắm dốc đứng.
 Phương pháp mặt cắt lưỡng cực
Trong phương pháp này có thể dùng hệ lưỡng cực một cánh có AB ≠ MN hoặc hệ
lưỡng cực hai cánh có AB = MN


 Phương pháp gradien trung gian

Trong phương pháp gradien trung gian, các cực phát AB cố định, các điện cực
thu MN dịch chuyển trong khoảng 1/3 AB ở giữa

Phương
pháp mặt cắt vòng đối xứng
GIẢI THÍCH TÀI LIỆU ĐO MẶT CẮT ĐIỆN
 Biểu diễn kết quả đo mặt cắt điện
Tài liệu đo mặt cắt điện được biểu diễn dưới các dạng sau:
+ Đồ thị mặt cắt ρk theo tuyến
+ Bản đồ đồ thị mặt cắt điện
+ Bản đồ đẳng ôm (Đẳng điện trở)
Tài liệu MCĐ chủ yếu chỉ dùng để phân tích định tính nhằm phân chia ranh
giới các đất đá và xác định vị trí của các bất đồng nhất theo phương nằm
ngang.


 Giải thích tài liệu mặt cắt điện

+ Xử lý thống kê tài liệu đo mặt cắt điện nhằm làm rõ dị thường

+ Xác định vị trí của vật thể địa chất trên tuyến hoặc trên diện tích nghiên cứu.
+ Xác định ranh giới tiếp xúc và vỉa dày khi biên độ của đường cong ρ thay đổi
k
mạnh.
+ Phát hiện vỉa mỏng bằng các giao điểm thuận và nghịch. Nếu vỉa cắm nghiêng
thì giao điểm sẽ dịch chuyển về phía hướng cắm của vỉa.
+ Liên kết các dị thường trên bản đồ đồ thị, bản đồ đẳng ôm để theo dõi vị trí
không gian của đối tượng địa chất.
3.3.6 Các ứng dụng của phương pháp mặt cắt điện
_theo dõi địa hình mặt nền đá gốc,phát hiện các đứt gãy,các cấu tạo địa chất ở
chiều sâu nhỏ hơn 1+2 km
_ vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ lớn: vẽ ranh giới địa chất nằm dưới lớp phủ, vẽ đứt
gãy,đới biến chất,phá hủy kiến tạo.
_tìm kiếm các mỏ sa khoáng
_tìm kiém thăm dò các mỏ quặng,phi quặng dạng mạch hay
vỉa(than,pecmatit,sufua...)
_giải quyết các nhiệm vụ của đại chất thủy văn_địa chất công trình : theo dõi mặt
nền đá gốc,theo dõi các ranh giới tiếp xúc,các cùng phá hủy kiến tạo,đứt gãy,các
tơ,vùng chứa nước ngầm,địa hình lòng sông cổ,...
Câu 10: hãy trình bày về phương pháp điện trường tự nhiên(nguồn gốc trường tự
nhiên,kỹ thuật đo vẽ,giải thích tài liệu,phạm vi ứng dụng)
Nguồn gốc :
+nguồn gốc oxi hóa khử quá trình oxi hóa khử thường xảy ra khi môi trường đất đá
có sự tiếp xúc giữa đất đá dẫn điện ion(nước trong các lỗ hổng của đất đá) vs các
khoáng vật quặng dẫn điện điện tử(quặng,khoáng vật sunfit,grafit,..
+ nguồn gốc ngấm lọc :trường ngấm lọc có nguồn gốc điện động sinh ra do sự
ngấm lọc của nước trong các lỗ hổng của đất đá,còn gọi la điện thế dòng chảy
trường điện tự nhiên nguồn gốc ngấm lọc phụ thuộc chủ yếu vào áp suất thấm,độ
khoáng hóa,độ nhớt của dung dịch và có thể đạt tới vài chục milivol.

+nguồng gốc khuếch tán - hấp phụ; khi các dung dịch cùng loại hoặc khác loại có
nồng độ khác nhau tiếp xúc vs nhau sẽ xảy ra hiện tượng khuếch tán từ phía dung
dịch có nồng độ cao hơn sang nơi có nồng độ thấp hơn
Hiện tượng khuếch tán thường kèm theo sự hấp phụ điện tích do pha rắn thường
giữ lại 1 loại ion nào đó làm thay đổi thành phần các ion,đồng thời làm cho khuếch
tán tăng lên gọi là thế khuếch tán hấp phụ
Ngoài nguyên nhân trên,trường điện tự nhiên có thể xuất hiện khi các ống dẫn và
các vật liệu kim loại chôn ở dưới đất bị ăn mòn.cường độ dòng điện do sự ăn mòn
kim loại càng lớn khi điều kiện cách nước kém,điện trở suất của đất đá và độ ẩm
tăng lên.
kĩ thuật đo vẽ trường điện tự nhiên
máy móc thiết bị
máy đo điện thế UJ18,vitiGESCA
điện cực tu:dùng điện cực không phân cực.trong quá trình đo cần kiểm tra lại hệ số
phân cực P của cá cặp điện cực thường xuyên để lựa chọn các cặp điên cực tốt nhất
,có hệ sô phân cực P là nhỏ nhất.
Mạng lưới đo:tuyến trục đặt theo phương trải của đối tượng.các tuyến đo vuông
góc vs tuyến trục.Khoảng cách giữa các tuyến và điểm đo được chọn theo yêu cầu
nhiệm vụ và tùy thuộc hình dạng kích thước ,quy mô đối tượng nghiên cứu.
Kỹ thuật đo
tương rự như trong phương pháp nạp điện.khi đo thế,môtj điện cực thu N đặt cố
định ở 1 điểm có điện thế Uo=0,còn điện cực thu Mdịch chuyển trên các điểm đo
trên tuyến hoặc trên diện tích.giá trị đo được là điện thế các điể khác nhau so vs
điểm gốc.cách đo thế đơn giản,chính xác nhưng khi đo khoảng cách dây giữa MN
tăng lên nên chịu ảnh hưởng nhiễu công nghiệp và nhiễu tellua.
khi đo gradien thế, chính là đo hiệu điện thế giữa 2 điểm kế tiếp nhau đầu dây M
luôn đi trước ,N luô đi sau,các điện cực thu thì hoán vị theo kiểu bước chân.ưu
điểm kiểu đo này la tránh được ảnh hưởng nhiễu nhưng lại có nhược điểm dễ bị sai
số khi số liệu đo là nhỏ.

Kết quả đo đạc được tính toán,hiệu chỉnh và biểu diễn dưới dạng các đồ thị điện
thế theo tuyến hoặc bản đồ đẳng thế bản đồ đồ thị điện thế U
Giải thích tài liệu


1 số tài liệu phương pháp điện trường tự nhiên chủ yếu dùng để phân tích định
tính.
dựa vào các đồ thị điện thế U,bản đồ đồ thị U hoặc bản đồ đẳng thế trên diện tích
vùng nghiên cứu ,kết hoepj vs các tài liệu địa chất của vùng tiến hành xác định
nguồn gốc trường điện do quặng hay đất đá vs các nguồn gốc oxi hóa khử,ngấm
lọc hay khuếch tán hấp phụ chiếm ưu thế, sau đó tiến hành phân tích dị thường,
dựa trên đặc điểm của đồ thị điện thế chỉ cực đại hay có cả cực đại cực tiểu,hình
dạng dị thường kéo dài hay đẳng thước để từ đó suy đoán về đối tượng gây dị
thường có dạng vỉa kéo dài hay dạng đẳng thước
trường hợp có thể giả thích định lượng nhằm xác định hình dạng kích thước chiều
sâu thế nằm của vật thể gây dị thường
Phạm vi ứng dụng
- tìm kiếm các quặng dẫn điện điện tử như các mỏ sunfua đông niken,pyrit,...
- tìm các mỏ grafit,than antraxit.
- vẽ bản đồ địa chất và địa chất thủy văn-công trình khi lớp phủ mỏng và ổn định
- xác định vị trí tích nước,mất nước,xác định vị trí xuất lộ nước của mạch thấm sủi
qua thân đê,đập giữ nước,.
- xác định phương chuyển động của dòng nước ngầm trong lòng sông cổ.
Câu 11: các đặc điểm về phương háp nghiên cứu và máy móc thiết bị của các
phương pháp thăm dò điện xoay chiều?
3.5.1 Phương pháp Từ - Tellua (MT)
Phương pháp MT dùng nguồn tự nhiên sinh ra bởi sự biến thiên của trường địa từ
do hoạt động của các bức xạ mặt trời gây ra cảm ứng điện từ trong Quả đất
máy moc thiết bị:điện cực không phân cực để đo trường điện,anten đo thành phần
từ,ác quy,máy đo TM

 ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP MT
 Nghiên cứu cấu trúc sâu
 Thăm dò tìm kiếm khoáng sản, dầu khí, nước ngầm
 Theo dõi hoạt động của núi lửa

3.5.2. Phương pháp trường chuyển


 Là phương pháp nghiên cứu trường thứ sinh do các dòng xoáy cảm ứng

xuất hiện trong các đối tượng dẫn điện ở khoảng thời gian nghỉ khi ngắt
xung phát
ĐO ĐẠC
Để tạo ra trường điện sơ cấp, cần phát các xung dòng vào dây phát không nối đất .
Dưới tác dụng của trường sơ cấp, các đối tượng dẫn điện nằm trong môi trường đất
đá xuất hiện dòng xoáy cảm ứng thứ cấp
ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP TRƯỜNG CHUYỂN
 Giải quyết các nhiệm vụ địa chất: phục vụ công tác đo vẽ bản đồ địa

chất.
Tìm kiếm khoáng sản, nước ngầm
3.5.3. Phương pháp Rada xuyên đất (GPR)
Là phương pháp nghiên cứu sự truyền sóng điện từ trong lòng đất với dải tần số 1
– 1000 MHz. Khi môi trường có sự khác biệt về hằng số điện môi, thì xảy ra
hiện tượng phản xạ

a. Sự phản xạ, khúc xạ, và truyền qua
b. Độ phân giải và vùng ảnh hưởng
Độ dài của bán kính phân giải phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn đến đối tượng.
Độ phân giải ngang phụ thuộc vào vận tốc và khoảng cách.

Câu 12: hãy trình bày về phương pháp từ tellua(phương pháp đo sâu từ
tellua,phương pháp mặt cắt từ tellua)?


Trường điện từ biến đổi tự nhiên của trái đất gọi là trường đtừ tellua.trong thực
tế,trường này xuất hiện đồng thời trên phạm vi rộng của vỏ trái đất với dải tần
số từ vài trăm Hz đến hàng chục nghìn Hz.nguồn gốc là do quá trình biến đổi
trong tầng điện ly dưới tác dụng của bức xạ mặt trời.Bao gồm thành phần
trường điện E và thành phần từ H.
Phương pháp đo sâu từ tellua
dựa trên cơ sở lý thuyết của hiệu ứng skin cho rằng:dòng tellua có tần số thấp(chu
kì dài)xuyên qua được chiều sâu lớn và mang về tin tức có cấu trúc sâu.còn
những biến thiên có dòng tần số cao chỉ xuyên qua được chiều sâu nhỏ đặc
trưng cho phần trên của lát cắt địa chất.
Như vậy, bằng cách đo liên tục hai thành phần Ex và Hy của trường từ tellua tại 1
điểm vs các chu kỳ khác nhau ta sẽ nghiên cứu được các lớp đất đá ở các chiều
sâu khác nhau trong lát cắt
Kết quả ĐSTTL giải thích định lượng là các giá trị điện trở và chiều dày của các
lớp trong lát cắt
Phương pháp ĐSTTL ứng dụng thuận lợi để nghiên cứu các lát cắt phân lớp nằm
ngang hoặc thoải,vẽ bản đồ cấu tạo nghiên cứu móng kết tinh và xây dựng bản
đồ cấu trúc sâu
Phương pháp đo mặt cắt từ Tellua
là nghiên cứu trường từ tellua trong dải chu kỳ hẹp, thường là ở dải tiệm cận của
đường cong đo sâu từ tellua
Trong MCTTL,nếu đo Ptk trong dải chu kỳ hẹp theo diện tích hay theo tuyến đo,te
sẽ nghiên cứu được lát cắt địa điện đến 1 chiều sâu nhất định tương tự như đo
mặt cắt điện dùng dòng 1 chiều.dải chu kỳ được chọn ứng vs tiệm cận đường
cong ĐSTTL nên kết quả đo MCTTL cho khả năng theo dõi được địa hình mặt
móng kết tinh điện trở cao hoặc điện trở thấp

Ứng dụng của phương pháp này chủ yếu theo dõi các khối nâng, nếp võng của
móng và những vùng có chiều dày trầm tích lớn, đánh giá được kích thước và
phương trải của các cấu tạo địa chất
CÂU 13:Hãy trình bày về phương pháp thăm dò địa chấn(cơ sở vật lý địa chấtphạm vi ứng dụng)
a. Cơ sở lý thuyết đàn hồi
 Khái niệm cơ bản
 Vật thể đàn hồi: là những vật thể khi có tác

dụng về lực bị thay đổi về hình dạng và thể tích


và khi ngừng tác dụng của lực thì lập tức trở về
trạng thái ban đầu.
 Biến dạng đàn hồi: biến dạng hình dạng + Biến
dạng thể tích
 Ứng lực: khi ngoại lực tác dụng làm biến dạng vật thể, đồng
thời bên trong vật thể xuất hiện nội lực (ứng lực) chống lại
ngoại lực nhằm kéo các phần tử vật chất về trạng thái ban
đầu.
 Ứng xuất: Ứng lực tác dụng lên một đơn vị diện tích nhằm

cân bằng với ngoại lực
 Định luật Huk

Nếu mối quan hệ biến dạng - ứng suất là tuyến tính thì môi trường nghiên
cứu được coi là môi trường đàn hồi tuyệt đối, mối quan hệ giữa biến dạng và
ứng suất được mô tả bởi định luật Huk
ứng suất

Sự hình thành sóng đàn hồi

 Khi kích thích xung lực tại một điểm của môi trường sẽ gây
ra biến dạng và xuất hiện ứng suất có xu hướng kéo vật thể
về trạng thái ban đầu.
 Do quán tính nên các phần tử vật chất của môi trường sẽ
dao động quanh vị trí cân bằng.
 Trong môi trường đàn hồi các dao động này được truyền đi
theo mọi hướng dưới dạng sóng đàn hồi với vận tốc phụ
thuộc vào các tham số của môi trường.
 Trong môi trường đồng nhất: sóng dọc và sóng ngang
b. Cơ sở địa chấn hình học


Khi xét đặc trưng thời gian của sóng như sự phân bố của mặt sóng, thời
gian, tốc độ… mà không xét đến bản chất, hình dạng sóng. Các đặc
trưng như vậy gọi là đặc điểm động hình học và việc nghiên cứu
chúng dựa trên cơ sở địa chấn hình học.
• Trường thời gian: khoảng không gian mà tại mỗi điểm sóng đến thời
gian hoàn toàn xác định. Trường thời gian được đặc trưng bởi mặt mức,
đó là các mặt đẳng thời.
•


– Mặt ranh giới giữa vùng đang dao động và vùng dao động

chưa đạt tới gọi là mặt sóng.
– Mặt ranh giới giữa vùng đang dao động và vùng dao động
đã tắt gọi là lưng sóng.
– Đường thẳng góc với mặt đẳng thời và trùng với phương
chuyền sóng gọi là tia sóng. Trong môi trường đồng nhất
tia sóng là đường thẳng, trong môi trường không đồng nhất

tia sóng là đường gấp khúc.
Biểu đồ thời khoảng (BĐTK
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa thời gian sóng đến và vị trí điểm
quan sát.
• Khi xét quá trình truyền sóng theo hướng tuyến quan sát thì tốc độ quan
sát được gọi là tốc độ biểu kiến
•

tốc độ biẻu kiến

tốc độ thực

•

Nguyên lý Huyghen - Fresnen

Mỗi điểm của môi trường mà dao động sóng đạt tới có thể coi là nguồn phát
thứ cấp và được xác định bởi biên độ và pha của nguồn thực.
 Có thể xác định được đặc điểm trường sóng trong môi trường.
• Nguyên lý Fecma
Thời gian truyền sóng theo tia sóng là ngắn nhất so với bất kỳ phương nào.
 Có thể xác định được hình dạng tia sóng trong môi trường nếu biết qui luật
phân bố tốc độ.
c. Sự phản xạ, khúc xạ, và tán xạ sóng đàn hồi


•

Sóng phản xạ

Mối quan hệ giữa sóng tới và sóng thứ cấp được xác định bởi định luật Snell

• Hệ số phản xạ
• Đặc trưng cho khả năng phản xạ sóng trên mặt ranh giới
 Khi sóng đổ thẳng góc với mặt ranh giới sẽ không có sóng phản xạ biến

loại
 Hệ số phản xạ có thể mang dấu (-) hoặc (+), luôn nhỏ hơn 1
• Sóng khúc xạ
Trường hợp v >v thì β>α, khi góc đổ tăng dần đến góc tới hạn i thì góc đạt
2 1
o
90 , sóng qua trượt dọc theo mặt ranh giới trong môi trường thứ hai. Đây là
hiện tượng phản xạ toàn phần.
Theo nguyên lý Huyghen, sóng trượt dọc theo ranh giới sẽ kích thích môi
trường phía trên tạo nên sóng thứ cấp P
.
121
 Sóng khúc xạ chỉ tồn tại khi có mặt ranh giới khúc xạ (v >v ) và chỉ quan sát
2 1
được ở xa nguồn một khoảng cách nhất định
•
Sóng tán xạ
Khi sóng tới đập vào một bất đồng nhất của môi trường có kích thước nhỏ
(nhỏ hơn bước sóng) thì tạo ra sóng tán xạ
4.2.2 Trường sóng địa chấn
a. Tốc độ truyền sóng của đất đá
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ truyền sóng của đất đá
Thành phần thạch học: là yếu tố ảnh hưởng quyết định đến vận tốc
truyền sóng của đất đá

– Các đá macma và biến chất: v=4000-6500 m/s
– Các đá trầm tích có tốc độ nhỏ hơn đá macma và đá biến
chất.
 đối với các loại đất đá có cùng thành phần thạch học giá trị tốc độ phụ
thuộc vào:
•
•


Áp suất: khi tăng áp suất làm giảm độ rỗng và modun dàn hồi tăng dẫn
đến tăng tốc độ truyền sóng.
• Độ rỗng: khi độ rỗng tăng thì tốc độ truyền sóng giảm
• Độ ngậm nước và dầu
• Chiều sâu thế nằm
• Tuổi của đất đá
• Sóng mặt
•

•

Sóng Rơle liên quan đến mặt đất - không khí, các phần tử môi trường
chuyển động theo quĩ đạo hình elip trong mặt phẳng thẳng góc với
mặt ranh giới.

•

Sóng Leva suất hiện ở mặt ranh giới và nằm trong mặt ranh giới

4.6. Phạm vi ứng dụng của thăm dò địa chấn
Nghiên cứu cấu trúc của vỏ quả đất: xác định các mặt ranh giới cơ bản

của Quả đất
• Nghiên cứu đặc điểm cấu kiến tạo
• Tìm kiếm và thăm dò dầu khí
• Nghiên cứu điều kiện địa chất công trình, địa chất mỏ.
• Nghiên cứu địa chất biển nông.
Câu 14:HÃy trình bày phương pháp địa chấn phản xạ(BĐTK sóng phản xạ,công
tác thực địa phân tích tài liệu,phạm vi ứng dụng)
•
•

4.3.1 Biểu đồ thời khoảng sóng phản xạ

Dấu (+) tương ứng khi mặt ranh giới hạ xuống
Dấu (-) tương ứng khi mặt ranh giới nâng lên
 Biểu đồ thời khoảng sóng phản xạ là là một đường Hypecbol có điểm
cực tiểu nằm dịch về phía mặt ranh giới nâng lên.
 Trong môi trường có nhiều mặt ranh giới phản xạ sẽ có các biểu đồ
thời khoảng tương ứng.
 càng xuống sâu, tốc độ truyền sóng tăng dần và độ cong của BĐTK
giảm dần.
 khi x=0 nghĩa là sóng phản xạ thu được khi đặt máy thu tại điểm nổ:


thời gian cực tiểu của biểu đồ thời khoảng
BĐTK điểm sâu chung (ĐSC)
•

Với mục đích lọc nhiễu, đặc biệt là nhiễu phản xạ nhiều lần tăng chất lượng lượng
tài liệu, tăng chiều sâu nghiên cứu thường sử dụng hệ thống ĐSC
BĐTK ĐSC là một hyperbol đối xứng luôn có cực tiểu nằm trên trục tọa độ đi qua

điểm giữa mà không phụ thuộc vào góc nghiên của mặt ranh giới.

Công tác thực địa
Để tiến hành công tác địa chấn phản xạ,cần phải bố trí các tuyến quan sát địa
chấn,chọn điều kiện phát sóng và chọn các tham số ghi sóng thích hợp/
Mối quan hệ giữa điểm phát sóng và điểm quan sát sóng được gọi là hệ quan
sát.Trường hợp điểm nổ và các điểm quan sát được bố trí trên cùng 1 đường thẳng
gọi là tuyến dọc.
Khoảng cách giữa các máy thu ở trên tuyến được lựa chọn sao cho có thể theo dõi
được sóng đến các máy thu cạnh nhau 1 cách tin tưởng.Trong các phương pháp địa
chấn phản xạ khoảng cách giữa các máy thu khoảng 20-: 50m trong môi trường
phức tạp cóthể rút ngắn đến 10:- 15m.
Để theo dõi các mặt ranh giới phản xạ 1 cách liên tục người ta sử dụng hệ quan sát
giao nhau và biểu diễn chúng trong hệ tọa độ xiên gọi là mặt phẳng rộng
Khi tiến hành phương pháp địa chấn trên đất liền việc gây dao động-phát sóng
được tiến hành bằng cách nổ mìn trong các giếng khoan.Độ sâu nổ mìn cần vượt
qua đới tốc độ nhỏ nhằm giảm ảnh hưởng hấp thụ năng lượng sóng của đới này.Để
nâng cao hiệu quả phát sóng người ta có thể ghép các nguồn nổ bằng cách nổ đồng
thời ở các giếng khoan khác nhau.Khi tiến hành thăm dò địa chấn trên biển việc
phát sóng được tiến hành nhờ nguồn khí nén,nổ hỗn hợp khi hoặc nguồn thủy lực.