ĐATN Địa vật lý PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN NÔNG ĐỘ PHÂN GIẢI CAO

1

MỤC LỤC
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT..............................................................................4
CHƯƠNG I.......................................................................................................................................5
TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU.......................................................................................5
1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ, NHÂN VĂN..................................................5

1.1.1Đặc điểm địa lý tự nhiên......................................................................5
1.1.2. Đặc điểm khí hậu, chế độ thuỷ văn, hải văn........................................7
1.1.3.Kinh tế,xã hội,nhân văn.......................................................................9
1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU KHU VỰC...................................................................................11
1.3.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT........................................................................................................13

1.3.1.Thống Pleistocen :.............................................................................15
1.3.2Thống Holocen ..................................................................................17
CHƯƠNG II....................................................................................................................................20
PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN NÔNG ĐỘ PHÂN GIẢI CAO........................................................20

2.1. PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN NÔNG PHÂN GIẢI CAO.....................20
2.1.1. Đặc điểm sóng phản xạ....................................................................20
2.1.2. Quá trình truyền sóng.......................................................................24
2.1.3. Sự suy giảm năng lượng trong quá trình truyền sóng........................24
2.1.4. Độ phân giải địa chấn......................................................................25
2.1.5. Yêu cầu kỹ thuật của các xung địa chấn...........................................29
2.1.6. Băng địa chấn và mặt cắt địa chấn...................................................29
2.1.8 Xử lý số liệu địa chấn nông phân giải cao.........................................33
2.2 CÔNG TÁC THỰC ĐỊA.......................................................................................................35

2.2.1. Máy và thiết bị..................................................................................35
2.3 TỔ CHỨC THI CÔNG THỰC ĐỊA......................................................................................39

2.3.1. Tổ chức thi công...............................................................................39
2.3.2. Thời gian thi công thực địa...............................................................39
2.3.4. Lắp đặt hệ thống thiết bị lên tàu.......................................................40
2.3.5. Các thông số thiết lập ghi số liệu khảo sát địa chấn phản xạ ..........40
CHƯƠNG III...................................................................................................................................41
XỬ LÝ VÀ MINH GIẢI TÀI LIỆU................................................................................................41
3.1. XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤN..............................................................................................41
3.2.MINH GIẢI TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN.....................................................................................42
3.3.KẾT QUẢ MINH GIẢI TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN...................................................................44

3.3.1. Mặt cắt tổng hợp tuyến T1:...............................................................45
3.3.2. Mặt cắt tổng hợp tuyến T2:...............................................................47
3.3.3. Mặt cắt tổng hợp tuyến T3:...............................................................49
3.4. BẢN ĐỒ KẾT QUẢ.............................................................................................................52
KẾT LUẬN.....................................................................................................................................53


2
PHỤ LỤC 1.....................................................................................................................................54


3

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài này, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới cô giáo
PGS. TS. Phan Thiên Hương,các thầy cô giáo trong Bộ môn Địa vật lý và các
chuyên gia và các kỹ sư trong Liên đoàn Vật lý Địa Chất đã tận tình hướng dẫn,
giúp đỡ tôi trong thời gian hoàn thành đồ án.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo nhà trường đã tạo điều kiện tốt

cho tôi được học tâp và rèn luyện trong thời gian khi là sinh viên Trường Đại Học
Mỏ – Địa Chất.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức chuyên môn còn hạn chế và thời
gian có giới hạn nên đề tài này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong
nhận được sự thông cảm và góp ý thêm của các thầy, các cô cùng độc giả.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016


4

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
ĐCNPGC

: Địa chấn nông phân giải cao.

GPS

: Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu (Global Positioning System).

KHCN

: Khoa học công nghệ.

PXNL

: Phản xạ nhiều lần.


5

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ, NHÂN VĂN
1.1.1Đặc điểm địa lý tự nhiên
Các tuyến khảo sát địa chấn thuộc vùng biển Rạch Giá. Vùng biển ven bờ Rạch Giá
là phần tiếp giáp giữa đồng bằng Nam Bộ với biển Đông và Vịnh Thái Lan; thuộc
lãnh hải của các tỉnh Kiên Giang, Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng.
Vùng có đặc điểm địa hình đáy biển chính sau:
- Khu vực biển phía Đông vịnh Thái Lan kéo dài từ vịnh Rạch Giá tới phía
Tây mũi Cà Mau. Nhìn chung địa hình đáy ở đây rất thoải. Tuy vậy, địa hình có
phân dị giữa đới sát bờ (0-15m nước) và phần ngoài khơi. Từ 0-15m nước địa hình
thoải và bằng phẳng (các đường đẳng sâu thường nằm song song với đường bờ).
- Địa hình biển khu vực Nam mũi Cà Mau (mũi Cà Mau-cửa sông Bồ Đề)
khá phức tạp: thoải đều từ bờ ra đến 5m nước và khá dốc ở ngoài độ sâu 5m đến 2530m. Tại đây đường đẳng sâu 25m nước nằm rất gần bờ biển.
- Khu vực biển từ cửa sông Bồ Đề đến Vĩnh Châu (Sóc Trăng): địa hình đáy
biển có những đặc điểm gần giống với khu vực biển phía Đông vịnh Thái Lan. Đó
là thoải, khá bằng phẳng ở đới sát bờ và thoải, gồ ghề lồi lõm ở ngoài 15m nước.
Khu vực ngoài 15m nước tồn tại nhiều cồn ngầm, trũng ngầm. Địa hình khu vực
biển cửa sông Hậu đặc trưng cho vùng cửa sông lớn. Đó là sự tồn tại các avandelta
của hệ thống sông Cửu Long. Địa hình có sự phân bậc rõ nét. Ở đới sát bờ đến 510m nước địa hình đáy bị phân cắt bởi dòng chảy tạo nhiều lạch sâu cũng như bar
cát ngầm, các cồn cát. Từ 10 đến 18m nước địa hình ít bị phân cắt nhưg có độ dốc
lớn do ảnh hưởng của quá trình tích tụ trầm tích hiện đại. Phần ngoài 18-20m nước
địa hình thoải và bằng, tồn tại những bar cát ngầm, các cồn cát.
Thực chất đây là một hệ thống bar ngầm có cùng phương kéo dài với kích
thước đáng kể. Về mặt hình thái, đây là một dải địa hình đáy được nhô cao lên từ độ

sâu 10m đến 5m với các gờ cao và các rãnh trung xen kẽ nhau. Có ít nhất 2 hệ
thống như vậy, trầm tích đáy tầng mặt cấu tạo nên nó chủ yếu là cát mịn lẫn nhiều
mảnh vụn vỏ sinh vật và bùn sét. Các đặc điểm địa hình và trầm tích cũng như sự
phân bố của nó cho thấy đây là một thành tạo địa hình hoàn toàn được thành tạo


6
theo cơ chế di chuyên ngang bồi tích dưới tác động của sóng.
Cấu tạo nên bề mặt địa hình này cát lẫn nhiều mảnh vụ vỏ sò ốc biển có kích
thước vài mmm màu trắng đục, có những điểm tỷ lệ vỏ sò ốc rất cao. Tuy nhiên,
nguồn cung cấp vỏ sò ốc còn chưa rõ. Có thể là sản phẩm do tại chỗ bị tác động phá
hủy của sóng, sau đó, các hợp phần kích thước nhỏ và nhẹ bị đưa đi chỗ khác. Từ
đó, có thể nhận thấy, đáy biển ở đây đang bị cải biến khá mạnh do tác động của
sóng. Bề mặt tích tụ hơi nghiêng do tác động của sóng.
Bờ biển vịnh Rạch Giá: Trong giai đoạn từ 1965 đến nay, bờ biển Sóc Trăng
bị biến đổi tương đối phức tạp. Hoạt động bồi-xói thay đổi theo thời gian và không
gian. Hoạt động xói lở trên bờ biển Sóc Trăng, hiện nay đã giảm so với giai đoạn
trước đây. Trước đây, xói lở xảy ra trên đoạn bờ từ Vĩnh Châu đến hết địa phận của
tỉnh Sóc Trăng và ở khu vực cửa Mỹ Thanh. Tuy nhiên, hiện nay, xói lở chỉ còn xảy
ra trên bờ biển xã Vĩnh Tân và xã Lai Hòa với chiều dài khoảng 12 km. Một số
điểm, xói lở đã tiến sát đến chân đê biển và đã phải tiến hành xây dựng công trình
kè lát mái bằng đá hộc và kè chữ T bằng tre. Hoạt động bồi tụ ở bờ biển Sóc Trăng
hiện nay đang chiếm ưu thế so với xói lở. Trên suốt chiều dài 60 km bao gồm bờ
biển các huyện Cù Lao Dung, Long Phú và phần còn lại của huyện Vĩnh Châu.
Trước năm 2009, đoạn bờ thị trấn Vĩnh Châu và xã Vĩnh Phước bị xói lở khá mạnh,
nhưng nay đang chuyển sang bồi tụ.
Vị trí các tuyến khảo sát
- Khu vực vịnh Rạch Giá – Kiên Lương. Gồm 3 tuyến : T1; T2 và T3. (hình 1.1)

7

Hình 1.1: Vị trí các tuyến đo địa chấn phản xạ nông phân giải cao
1.1.2. Đặc điểm khí hậu, chế độ thuỷ văn, hải văn
Thời tiết:
Điều kiện thời tiết, thể hiện rõ 2 mùa khô và mùa mưa. Hằng năm, mùa mưa bắt đầu
từ tháng 5 và kết thúc vào tháng 11, thông thường mưa từ 120 ngày đến 170
ngày/năm, mưa nhiều nhất vào thời kỳ gió Tây – Nam chiếm khoảng 90% đến 95%
lượng mưa trong năm, những cơn mưa lớn nhất có thể đạt vũ lượng trên 350 m.m
vào khoảng tháng 7 và tháng 8 hàng năm.
Mùa khô bắt đầu từ tháng 12 và kết thúc vào tháng 4 năm sau. Có 2 hướng gió
chính là Đông – Nam và Tây – Nam vào mùa hạ, tốc độ gió trung bình 2,5 m/s.
Nhiệt độ cao nhất là 38 0C, nhiệt độ thấp nhất là 14,8 0C, nhiệt độ trung bình là
27,4 0C.
Độ ẩm : Cao nhất từ 93% đến 94%, thấp nhất từ 61% đến 62%, trung bình từ 80%
đến 82%. Lượng nước bốc hơi trung bình từ 1.100 m.m đến 1.200 m.m.


8

Chế độ gió:
Tháng

1

2

3

4

5

6

Mùa đông
Hướng

Rạch Vtb (m/s)
Giá
Vmax(m/s)

7

8

9

10

Mùa hè
T-TN

11

12

Mùa đông

Đ

Đ

Đ

Đ T-TN T-TN T-TN

T-TN T-TN B-ĐB B-ĐB

2,9

3,3

3,2

3,1

3,1

4,4

4,7

4,3

2,7

2,5

2,6

3,5

12

12

12

12

18

18

20

15

20

25

12

25

Bảng 1.4. Tốc độ gió trung bình, cực đại và hướng gió thịnh hành theo tháng
Chế độ thủy triều:
Chế độ thuỷ triều cũng có sự khác nhau giữa vùng biển Đông và vịnh Thái Lan.

Khu vực biển từ Rạch Giá - Cà Mau thuỷ triều có tính nhật triều không đều. Độ
lớn triều trong thời kỳ nước cường chỉ khoảng 0,8 - 0,9m, đôi nơi có thể đạt tới
1,5m. Tính không đều của thuỷ triều tăng dần từ Rạch Giá đến Cà Mau.


9

Chế độ dòng chảy:
Nhìn chung chế độ dòng chảy vùng biển Rạch Giá về cơ bản chịu ảnh hưởng
của chế độ gió của khu vực.
Tại khu vực Cà Mau - Rạch Giá chế độ dòng chảy mùa hè có sự phân chia
giữa đới sát bờ và ngoài 10 -15m nước. Từ cửa sông Bảy Hạp đến Rạch Giá
dòng chảy ven bờ có hướng từ Nam lên Bắc với tốc độ nhỏ 5-8cm/s, còn
ngoài khơi có hướng ngược lại với tốc độ 8-10cm.Tại khu vực Cà Mau dòng
chảy mùa hè có xu thế đi về phía Nam - Đông Nam. Vào mùa Đông hướng
dòng chảy ở đây khá ổn định từ Bắc xuống Nam với tốc độ trung bình khoảng
từ 5-8cm/s ở ven bờ và 8 - 10cm/s ở ngoài khơi,tới khu vực Cà Mau do bị ảnh
hưởng bởi hoàn lưu của vùng biển Đông hướng từ Đông xuống dòng chảy có
xu thế tách ra và hướng về phía Tây.
1.1.3.Kinh tế,xã hội,nhân văn
Dân số:
Diện tích

104 km2

Theo kết quả điều tra năm 2013
Tổng cộng

343.556 người

Thành thị

93.22%

Nông thôn

6.78%

Mật độ

2.318 người

Dân tộc

Việt, Hoa, Khmer

Giao thông:
Hiện tại tại Rạch Giá có 2 bến xe lớn: bến xe Rạch Giá và bến xe tỉnh Kiên Giang.
Năm 2013, bến xe Rạch Giá đã chuyển chức năng giao thông liên tỉnh cho bến xe
tỉnh Kiên Giang tại huyện Châu Thành
Mạng lưới giao thông xe buýt có khá sớm, từ Rạch Giá người ta có thể đi xe buýt
theo 4 chuyến đến các huyện khác.
Hiện tại, Cảng hàng không Rạch Giá (Trước đây gọi là sân bay Rạch Sỏi) là sân bay
duy nhất ở Rạch Giá với các chuyến bay của Hãng Hàng không Quốc gia Việt Nam
đi 2 chiều đến cả Thành phố Hồ Chí Minh và Phú Quốc
Thành phố Rạch Giá có 2 bến tàu khách lớn là bến tàu du lịch Rạch Giá hay bến tàu


10
Phú Quốc và bến tàu Rạch Mẽo. Tàu cao tốc là lựa chọn ít tốn kém hơn cho những

ai muốn ra đảo Phú Quốc hay huyện Kiên Hải. Ngoài ra còn bến tàu Rạch Mẽo, chủ
yếu vận chuyển hành khách và hàng hóa đi Miệt Thứ - U Minh Thượng
Văn hóa và du lịch:
Rạch Giá chính là nơi có nhiều cảnh quan và tiềm năng sông nước biển đảo, lại có
sức hút mạnh mẽ đối với thực khách phương xa khi đến thăm thành phố. Người
Việt, Hoa và Khmer là những con người ấy đã dựng xây, thành tạo nên một nền văn
hóa đặc sắc đậm đà bản sắc dân tộc mà người đời thường gọi là văn minh xứ Rạch
Giá, cùng vô số đền đài, chùa chiền và hàng trăm công trình thờ tự nổi tiếng khắp
vùng Nam Bộ.
Mặc dù là vùng xa xôi của tổ quốc, nhưng đất Rạch Giá không hề vắng bóng những
anh hùng dân tộc, hết lòng chặt dạ vì dân vì nước, mà điển hình là Nguyễn Trung
Trực đã đền nợ nước khi tuổi chưa đầy ba mươi. Cho đến hôm nay, Lễ tế Anh hùng
Dân tộc Nguyễn Trung Trực vẫn được tổ chức trang trọng vào các ngày 26, 27, 28
tháng 8 âm lịch.
Đây là lễ hội lớn nhất và có sức thu hút mạnh nhất ở Rạch Giá. Có thể coi đây là 1
sản phẩm du lịch rất đáng giá và mang lại nhiều giá trị. Ngày nay, lễ hội được tổ
chức ngày một trang nghiêm với các hoạt động tế lễ đẹp mắt và văn minh.
Vào dịp lễ hội tháng Tám hàng năm, dân thập phương đổ về Rạch Giá rất đông.
Nhiều nhà hảo tâm, và cả người bình dân đã đóng góp tiền của, công sức, cơm gạo
để làm cơm thết đãi du khách. Người ta nô nức đi "ăn cơm đình", đó là bát cơm tình
nghĩa, bát cơm của người Rạch Giá thết đãi du khách phương xa đã không ngại
đường xá xa xôi đến đây dự lễ.
Kinh tế:
Thành phố Rạch Giá là một trong 4 đô thị trọng điểm của Đồng bằng sông Cửu
Long gồm Rạch Giá - Long Xuyên - Cần Thơ và Cà Mau. Không chỉ là đô thị lớn
của vùng, Rạch Giá còn là khu vực có nền kinh tế phát triển năng động của cả nước,
nhất là kinh tế biển và dịch vụ thương mại. Thành phố biển miền Tây Nam này
ngày càng có nhiều người biết đến hơn là bởi Rạch Giá đang sở hữu khu đô thị lấn
biển đầu tiên và lớn nhất Việt Nam.
Tháng 5 năm 2011, Thủ tướng chính phủ đã cho khởi công tuyến tránh TP Rạch

Giá dài 20 km, dự kiến 2014 sẽ hoàn thành. Đây là dự án thành phần của tuyến


11
hành lang ven biển Tây nối Việt Nam với Campuchia và Thái Lan nhằm gắn kết và
đẩy mạnh phát triển các thành phố ven Vịnh Thái Lan gồm Pattaya - Sihanouk ville
- Hà Tiên
Năm 2008 - 2013, Tốc độ tăng trưởng kinh tế của Rạch Giá đạt 15.07%, tổng sản
phẩm GDP năm 2013 ở mức 4.700 tỷ đồng (theo gia cố định 1994), tăng gần 16%
so với cùng kỳ, thu nhập bình quân đầu người 44.6 triệu đồng/năm. Cơ cấu GDP
chuyển dịch theo hướng tích cực, tỷ trọng các ngành dịch vụ chiếm 72,48%, công
nghiệp-xây dựng chiếm 16,71%, nông-lâm-thủy sản 10,81%. Năm 2012 thành phố
phối hợp với các nhà đầu tư đưa vào khai thác Siêu thị Metro, chợ Vĩnh Thanh 2,
chợ Nguyễn Thoại Hầu. Đặc biệt năm qua thành phố phối hợp với các sở ngành
tỉnh, nhà đầu tư tháo gỡ những khó khăn, vướng mắc trong giải tỏa, bồi thường để
triển khai các công trình trọng điểm như: Tuyến tránh Rạch Giá, các cầu trung tâm
lấn biển, khu dân cư Phan Thị Ràng...với tổng vốn đầu tư hàng trăm tỷ đồng. Đến
cuối măm 2013, tỷ lệ hộ nghèo của thành phố còn 1,2%.
1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU KHU VỰC
Những nghiên cứu ở vùng biển nông ven bờ:
Hầu hết các công trình nghiên cứu lớn tập trung chủ yếu vào các vấn đề về
địa tầng, cấu trúc địa chất, trầm tích tầng mặt…Trong đó phải kể đến các chương
trình quốc gia về nghiên cứu biển.
- Từ năm 1975-1980 chương trình điều tra vùng biển Minh Hải-Thuận Hải đã
được thực hiện nhờ tàu “Biển Đông” và NCB03 tại 352 trạm khảo sát ở độ sâu 14
-125m. Đặc điểm địa mạo, trầm tích tầng mặt và các cấu trúc sâu đáy biển được
nghiên cứu ở mức khái quát. Địa tầng các bồn Kainozoi đã đư ợc nghiên cứu
và phân chia một cách khá chi tiết (Lê Văn Cự và nnk, 1980).
- Các chương trình nghiên cứu biển 48.06 (1981-1985), 48B (1986-1990) do Giáo
sư, Tiến sĩ Đặng Ngọc Thanh chủ trì đã điều tra tổng hợp vùng biển và thềm lục

địa Việt Nam. Đã có những đề xuất về phương hướng biện pháp sử dụng hợp lý các
nguồn lợi tự nhiên biển.
- Các năm 1991-1995 chương trình nghiên cứu biển KT03-02 được thực hiện.
Trong đó đề tài “Địa chất, địa động lực và tiềm năng khoáng sản vùng biển Việt
Nam” do Bùi Công Quế chủ biên. Báo cáo đã nêu được những cấu trúc địa chất


12
chính của phần móng cũng như hệ thống đứt gẫy chính của thềm lục địa Việt
Nam, đã làm sáng tỏ địa tầng Đệ tam của đá móng trƣớc Kainozoi.
- Ngoài ra, còn có khá nhiều các chƣơng trình hợp tác quốc tế nghiên cứu tổng
hợp biển Việt Nam đƣợc tiến hành trên các tàu nghiên cứu biển: Tàu Berill (1988),
tàu Nexmcianov (1982-1987), tàu Lavrentyev(1987-1988), tàu Vucakolo.
Trong thời gian này cũng đã có khá nhiều chuyên đề nghiên cứu chuyên sâu
như “Cấu trúc địa chất các bể trầm tích Kainozoi ven biển Việt Nam” tỷ lệ
1/100.000 của Nguyễn Giao, “Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên chính
trên biển tới quá trình hình thành và phân bố trầm tích hiện đại ở phía ngoài
hệ thống sông Cửu Long, thềm lục địa Việt Nam” do Nguyễn Văn Nhân và n.n.k
thực hiện 1998, và nhiều công trình nghiên cứu về trầm tích Đệ tứ của Nguyễn
Địch Dỹ
Năm 1998 trong hội nghị môi trƣờng toàn quốc đã công bố một số công trình
nghiên cứu về môi trƣờng, Địa hóa môi trường có liên quan đến vùng biển ven bờ
Rạch Gias – Vũng Tàu,đó là kết quả của đề án EU- INCO Cửu Long đã đánh
giá nguồn gây ô nhiễm, mức độ và quá trình gây ô nhiễm của các chất hữu cơ, vô
cơ chủ yếu.
Trên cơ sở số liệu của các trạm quan trắc biển từ Phú Yên đến Rạch Giá, Võ
Văn Lành đã cho rằng đã có biểu hiện ô nhiễm nƣớc biển ở Nam Việt Nam. Mức
độ nhiễm bẩn nƣớc biển ở khu vực cửa sông Cửu Long, Vũng Tàu cao hơn các khu
vực khác.
Cũng từ năm 1991 Trung tâm Địa chất Khoáng sản biển (nay là Liên đoàn

Địa chất biển) bắt đầu thực hiện đề án “Điều tra địa chất và tìm kiếm khoáng
sản rắn biển nông ven bờ Việt Nam (0-30m nước) tỉ lệ 1/500.000” do TS KH
Nguyễn Biểu làm chủ nhiệm. Đây là một đề án có qui mô lớn bao gồm nhiều
lĩnh vực có liên quan đến địa chất, khoáng sản, địa chất môi trường, địa chất
tai biến…Hệ phương pháp nghiên cứu được thực hiện có bài bản, đúng qui phạm
và nguồn tài liệu, mẫu vật, thu thập rất phong phú. Đề án đã được tổng kết năm
2001 với kết quả chính là thành lập được bộ bản đồ tỷ lệ 1/ 500.000 trên toàn đới
biển ven bờ Việt Nam (0-30m nước), bao gồm: bản đồ độ sâu đáy biển, địa mạo,
địa chất Đệ tứ, trầm tích tầng mặt, thuỷ động lực, cấu trúc kiến tạo, dị thƣờng xạ
phổ, dị thƣờng địa hóa, phân bố và dự báo khoáng sản, địa chất môi trường.Trong


13
đó một phần kết quả nghiên cứu của nghiên cứu sinh về dị thường địa hóa các
nguyên tố, địa hóa môi trường, chỉ thị đánh dấu phân tử thuộc vùng biển Rạch Giá
– Vũng Tàu đã đƣợc sử dụng kịp thời cho báo cáo tổng kết của đề tài . Như vậy,
ở một mức độ nào đó một số vấn đề liên quan đến Địa hóa môi trường đã được
đề cập, được nghiên cứu ở từng khu vực riêng biệt thuộc dải đất liền ven biển và
biển nông ven bờ Rạch Giá – Vũng Tàu.
Về công tác địa chất – địa vật lý biển: Công tác điều tra địa chất và tìm kiếm
khoáng sản ở vùng này được Liên đoàn Địa chất Biển (Trung tâm Địa chất và
Khoáng sản Biển) thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường tiến hành trong những năm
gần đây. Đó là báo cáo “Điều tra địa chất và tìm kiểm khoáng sản rắn biển ven bờ
(0-30m nước) Việt Nam tỷ lệ 1/500.000 do TSKH Nguyễn Biểu chủ biên (năm
2001).
Từ tháng 2 năm 2002 đến 2004, Liên đoàn Vật lý địa chất, Liên đoàn bản đồ
Địa chất miền Bắc thuộc Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam hợp tác với Sở Địa
chất Nhật Bản đang tiến hành nghiên cứu đồng bằng sông Mê Kông. Hệ phương
pháp tiến hành khảo sát gồm: Công tác khoan lấy mẫu địa chất để phân tích, công
tác đo địa chấn đơn và đa kênh trên một số kênh rạch vùng đồng bằng sông Cửu

Long, kết quả đã được báo cáo bước đầu vào tháng 2 năm 2004 tại Hà Nội Việt
Nam. Dự án do Yoshiki Saito quốc tịch Nhật Bản chủ nhiệm.
Ngoài ra còn có một số công trình nghiên cứu của Tập đoàn Dầu khí quốc gia
Việt Nam nghiên cứu chủ yếu về địa chất và khoáng sản (chủ yếu là dầu và khí đốt)
1.3.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT
Vùng công tác là khu vực ngoài khơi vịnh Rạch Giá và cửa sông Hậu có cùng
đặc điểm địa chất của vùng đồng bằng sông Cửu Long.
Đồng bằng sông Cửu Long có cấu trúc nền mà phần trên cùng là các lớp bùn
thành tạo vào thời kỳ Đệ Tứ, thống Holocen, tuổi còn rất trẻ và phân bố rộng rãi
trên khắp đồng bằng. Các loại bùn phân bố dưới dạng lớp liên tục, hay thấu kính,
hoặc ngăn cách giữa các lớp bùn là các thấu kính cát nhỏ, hay sét.Chiều dày biến
động trong phạm vi rộng, có nơi vài mét, thậm chí có nơi đạt tới 40÷50m, trung
bình 15 ÷ 20m.
Bản thân các lớp than bùn này là các sản phẩm trầm tích lấp đầy các bề mặt
bào mòn, xâm thực hình thành từ cuối Pleistocen gồm các thung lũng, hố xâm thực,
hay các dòng sông cổ…Qua phân tích các tướng trầm tích hoá thạch, động thực vật,
bào tử phấn hoa có thể lập lại lịch sử phát triển của đồng bằng sông Cửu Long trong
giai đoạn địa chất Đệ Tứ vào thời kỳ thống Holocen như sau:


14
- Vào cuối thời kỳ Pleistocen toàn đồng bằng được nâng lên, các quá trình
xâm thực bào mòn xẩy ra mạnh mẽ. Kết quả là hình thành các bề mặt bào mòn uốn
lượn nhấp nhô, các thung lũng, hố, rãnh, hào xâm thực, hay các dòng sông cổ. Trên
bề mặt thể hiện mạnh mẽ các quá trình xâm thực, quá trình phong hoá tích tụ sắt và
nhôm, quá trình laterit hoá xảy ra mạnh mẽ.
- Từ cuối Pleistocen muộn đến đầu Holocen sớm (20Ka ÷10,0Ka) (K.
Stattegger 2009, Hanebuth, 2011) biển bắt đầu tiến từ từ vào lục địa nhưng phần
ven biển và đồng bằng Sông Cửu Long vẫn chưa bị biển phủ, có khí hậu khá ẩm
ướt. Đồng thời với quá trình xâm thực, tích tụ của hệ thống sông, hồ xẩy ra mạnh

mẽ, là thời kỳ hình thành lớp phù sa màu mỡ, tạo điều kiện cho thảm thực vật phát
triển mạnh mẽ trên các đầm lầy ven sông, hay đầm lầy ven biển, các sông hồ móng
ngựa do sông đổi dòng v.v…Lớp thảm thực vật phát triển rất đa dạng và phong phú
như các loại thân gỗ, thân mềm, rong rêu, cỏ các loại .
- Từ 10,0 đến 6Ka: từ từ biển tiến vào và phủ kín toàn đồng bằng tới tận đông
nam PhnomPenh vào 8Ka (Toru.Tamura et al, 2009), nhưng đến khoảng 6Ka biển
tiến đạt đến cực đại (cực đại ngập lụt). Môi trường lý hoá thay đổi, thảm thực vật bị
chết hàng loạt, đồng thời hình thành cùng với khoáng vật sét, chứa các mảnh vỏ sò,
ốc biển, mảnh Foraminifera chứa nước mặn khá điển hình. Phần sớm chủ yếu tướng
sông biển, đầm lầy sông biển, đầm lầy biển ven bờ với chiều sâu phân bố từ
1÷1.5m, nhiều nơi đến gần 30m, hoặc các tướng hạt thô chuyển dần lên hạt mịn phủ
lên bề mặt phong hoá, đào khoét và chiều dày biến đổi rất lớn. Các lớp bùn được
hình thành trong quá trình này cùng với lớp mùn thực vật. Tướng hạt chuyển dần từ
thô-mịn khá dày bao gồm tướng biển, sông biển tuỳ theo không gian dày vài mét
đến hàng chục mét
- Từ khoảng 6Ka đến nay là thời kỳ biển lùi ra, quá trình xâm thực, tích tụ lại
tiếp tục diễn trở lại, thảm thực vật lại tiếp tục hình thành. Do quá trình xâm thực,
tích tụ lại tiếp tục tái diễn nên lớp sét kaolin nhiều chỗ bị bào mòn, các trầm tích
biển, aluvi hiện đại được hình thành lấp đầy cho tới nay.
Như vậy trong suốt quá trình thành tạo, đồng bằng luôn chịu ảnh hưởng lớn
của tổ hợp các tác nhân của quá trình lắng đọng trầm tích như: động năng các dòng
mặt, bị ảnh hưởng nhiều bởi các đê cát chắn sóng ven biển cổ, nguồn gốc vật liệu
trầm tích vừa tại chỗ, vừa nơi khác đưa tới đã tạo nên bộ mặt của đồng bằng sông
Cửu Long vào thời kỳ Holocen là vô cùng phức tạp. Chúng vừa mang một nét khá
đặc trưng cho một thời kỳ địa chất khu vực, vừa mang một dấu ấn riêng của một
vùng rộng lớn trầm tích tam giác châu có một mạng lưới và chế độ thuỷ văn rất
phức tạp. Nét riêng thể hiện tính bất đồng nhất về thành phần, cấu trúc không gian
phức tạp và sự phân dị mạnh mẽ của đồng bằng sông Cửu Long trong thời kỳ

15
Holocen.
Trầm tích Đệ Tứ phát triển rất rộng rãi ở đồng bằng sông Cửu Long. Ở đây có
mặt các thành tạo từ Pleistocen sớm đến Holocen muộn với các kiểu nguồn gốc
khác nhau. Trầm tích Đệ Tứ được phân chia theo tuổi và nguồn gốc. Các trầm tích
cùng tuổi được xếp vào một phân vị địa tầng, mỗi phân vị địa tầng bao gồm các
kiểu nguồn gốc khác nhau.
Tổng hợp các công trình điều tra địa chất - khoáng sản ở tỷ lệ: 1:500.000,
1:200.000, 1:50.000 và các nghiên cứu chuyên đề, kết quả khảo sát bổ sung của dự
án này, trầm tích Đệ Tứ vùng nghiên cứu ven biển được chia làm 7 phân vị địa tầng
chính .
1.3.1.Thống Pleistocen :
1. Pleistocen hạ Q11
Trầm tích Pleistocen hạ vùng biển nông ven bờ Rạch Giá bao gồm các kiểu
nguồn gốc: sông lũ (ap), sông biển (am) và biển (m).
1

1. Trầm tích sông lũ (apQ1 )
Trầm tích của vùng chỉ gặp ở vùng biển Rạch Giá, xung quanh quần đảo
Nam Du và ven biển Hòn Đất. Thành phần trầm tích gồm: sạn sỏi dăm, sạn cát.
Bề dày đạt vài mét tới hàng chục mét.
1

2. Trầm tích sông biển (amQ1 )
Ở vùng biển Rạch Giá tập trầm tích này chỉ phát hiện theo tài liệu địa chấn
nông độ phân giải cao. Đó là các thành tạo sạn sỏi, cát sét, cát lẫn sét lấp đầy các
hố trũng nằm trên bề mặt đá gốc hoặc hố đào khoét trên bề mặt trầm tích Neogen
ở độ sâu trên 100m.
1

3. Trầm tích biển (mQ1 )
Ở vùng biển Rạch Giá trầm tích biển Pleistocen hạ gặp trong nhiều lỗ khoan
ở bãi triều ven biển. Ở vùng biển Rạch Giá các thành tạo này được mô tả trong lỗ
khoan LK95-4 độ sâu 71,1 - 88,7m. Trầm tích có đặc điểm phân lớp: dưới là cát
hạt mịn lẫn sét màu xám nâu, tiếp đến là bột sét xen các dải cát bột lẫn mùn thực
vật màu xám xanh, xám nâu. Trầm tích biển Pleistocen hạ có bề dày lớn hơn khi
đi về phía Nam. Mặt cắt của tầng trong lỗ khoan LK98-2 tại Gành Hào có đặc
điểm như sau:
- Phía dưới là cát hạt trung mịn màu xám nhạt tới xám xanh, tiếp trên là bột sét phân
lớp màu xám xanh có chứa các lớp mỏng mùn thực vật.


16
- Phần trên là các lớp cát xen các lớp sét mỏng sau đó chuyển thành các lớp sét xen
các lớp cát mỏng màu xám xanh được gắn kết yếu; trong lớp sét cát có pyrit xâm
tán.
1

- Các thành tạo mQ1 còn được xác định trong các băng địa chấn. Độ sâu phân bố
cũng tăng dần từ 70-80m (khu vực Tây quần đảo Nam Du) đến 120-210m (TâyTây Nam bán đảo Cà Mau). Bề dày chung của tầng thay đổi trong khoảng 10 - 90m.
2. Pleistocen trung Q12
Các thành tạo trầm tích hình thành trong Pleistocen trung ở vùng biển Rạch
Giá có hai kiểu nguồn gốc sông biển (am) và biển (m).
4. Trầm tích sông biển amQ1

2
2

Ở vùng biển Rạch Giá trầm tích amQ 1 được xác định bởi tài liệu địa chấn
nông độ phân giải cao. Đó là các thành tạo cuội sỏi, cát, sét lấp đầy trong các hố

đào khoét (mang đặc trưng của cửa sông cổ) trên bề mặt trầm tích Pleistocen sớm
1

(Q 1 ).
2

5. Trầm tích biển (mQ1 )
2

- Vùng biển Rạch Giá: trầm tích mQ1 gặp trong nhiều lỗ khoan bãi triều. Tại
lỗ khoan LK95-4 ở độ sâu 71,1-51,5m, thành phần trầm tích gồm:
Lớp dưới là cát bột mịn màu xám xanh, xám sáng thành phần đơn khoáng.
Lớp trên gồm bột sét, bột cát xen cát màu xám, phía trên bị phong hoá loang lổ
nhẹ, cấu tạo phân lớp mỏng.
2

Theo tài liệu địa chấn các thành tạo mQ1 gặp trên toàn vùng biển Rạch Giá, ở độ
sâu thay đổi từ 20-80m. Bề dày chung của tầng 10-80m.
3. Pleistocen thượng Q13:
3.1. Pleistocen thượng, phần dưới Q13.1
3-1

6. Trầm tích sông biển (amQ1 )
- Tại vùng biển Rạch Giá - Cà Mau, trầm tích amQ1
các lỗ khoan bãi triều ở độ sâu từ khoảng 20 đến 40-50m.

3-a

được phát hiện trong

Trầm tích của tầng được đặc trưng bởi cát lẫn sạn sỏi (kích thước 0,5-2cm) ở phần
đáy. Sau đó chuyển lên trên là cát bột màu xám xanh lẫn mùn thực vật. Lớp trên
cùng là sét pha cát có màu loang lổ từ xám vàng tới nâu đá chứa kết hạch bột sét
gắn kết yếu. Các thành tạo này còn được ghi nhận trong các kiểu địa hình có dòng


17
chảy cổ (theo tài liệu địa chấn nông độ phân giải cao). Bề dày 5-10m.
3-1

7. Trầm tích đầm lầy ven biển (mbQ1 )
Trong vùng biển Rạch Giá - Cà Mau tầng trầm tích này gặp ở khu vực giữa
đảo Nam Du và Tây Nam mũi Cà Mau. Trong lỗ khoan bãi triều LK98-1 (độ sâu
3-1

55,5- 64,5m) gặp các thành tạo mbQ1 với thành phần là các lớp sét xen các lớp
bột cát màu xám tối có cấu tạo phân lớp ngang; trong tầng có chứa nhiều mùn thực
vật hoá than. Bề dày 9m. Theo tài liệu địa chấn nông độ phân giải cao các thành tạo
3-1

mbQ1 có thành phần là trầm tích hạt mịn sét, bùn bột chứa than bùn và thường
lấp đầy các địa hình vịnh, đầm lầy cổ.Bề dày 10-20m
8. Trầm tích biển (mQ
1

3-1

)
3-a

Tại vùng biển Rạch Giá các thành tạo mQ1 có thành phần là sét sạn, sét
xen bột cấu tạo phần lớn màu xám, màu xanh. Bề dày 5-15m
3. 2. Pleistocen thượng, phần trên Q13.2
3-2

9. Trầm tích sông biển (amQ1 )
3-2

Ở vùng biển Rạch Giá: các thành tạo amQ1 được xác định trong các mặt
cắt địa chấn nông độ phân giải cao khu vực quần đảo Nam Du. Với thành phần là
cuội sạn, cát bột sét lấp đầy các lòng sông cổ. Bề dày thay đổi từ 5-10m
10. Trầm tích biển (mQ13-2)
Đây là một trong những thành tạo lộ ra ở đáy biển nông ven bờ Rạch Giá –
Vũng Tàu.Tại vùng biển Rạch Giá trầm tích thuộc tầng lộ ra trên diện rộng ở đới 10
- 30m nước (thuộc các khu vực sông Ông Đốc, Rạch Giá, Nam Du). Đây là lớp sét
bột, bột phong hoá loang lổ từ màu xám vàng, xám trắng tới loang lổ đỏ có chứa
nhiều kết vón laterit. Theo tài liệu địa chấn và khoan bãi triều bề dày của tầng 5-50
m.
1.3.2Thống Holocen
1. Holocen hạ - trung Q21-2
11. Trầm tích sông (aQ
2 2

1-2

)


18
Chỉ xuất hiện tại vùng trước cửa sông Cửu Long. Thành phần trầm tích

là cát, cát sạn, trên là lớp bột sét, bùn sét đặc trƣng cho các thành tạo sông phát
triển trong các lòng sông Hậu và sông Tiền cổ. Bề dày 10-20m.
1-2

12. Trầm tích biển đầm lầy (mbQ2 )
Các thành tạo này được phát hiện ở cả hai vùng Đông và Tây theo tài liệu
địa chấn và trong mẫu ống phóng trọng lực, khoan bãi triều. Thành phần trầm tích
gồm bùn sét, bùn cát màu xám đen giàu mùn thực vật hoặc sét xám đen có lẫn than
bùn.
Bề dày thay đổi từ 0,5-15m ở biển vùng Rạch Giá.
1-2

13. Trầm tích biển sông (maQ2 )
Tại vùng biển Rạch Giá không có dấu ấn của đường bờ cổ mà chỉ là
các lạch triều cổ. Trầm tích có thành phần là sạn sỏi laterit màu nâu giàu vỏ sò,
vụn sinh vật, độ mài tròn, chọn lọc trung bình
14. Trầm tích biển (mQ21-2)
1-2

Tại vùng biển Rạch Giá trầm tích mQ1 lộ ra trên diện rộng ở khu
vực biển Rạch Giá, U Minh (ngoài độ sâu 10m nƣớc) và khu vực Cà Mau (ngoài
20m nước). Thành phần trầm tích là cát bùn, bùn cát. Tại các khu vực gần những
3-b

1-2

diện lộ của bề mặt sét loang lổ Q1 trầm tích mQ1 có thành phần hạt thô là chủ
yếu: sạn cát, sạn sỏi, sạn cát bùn. Bề dày khoảng 0,5-20m.
2. Holocen trung - thượng Q22-3
3. Holocen thượng Q23

3

15. Trầm tích biển (mQ2 )
3

Trong vùng nghiên cứu trầm tích mQ2 chỉ phân bố ở khu vực Bắc sông
Đốc- U Minh (ở độ sâu 0-15m nƣớc). Trầm tích đặc trƣng bởi bùn sét màu xám
tới xám tối chứa mùn thực vật. Chiều dày thay đổi 3-4m.
3

16. Trầm tích biển sông (maQ2 )
3

Ở vùng biển Rạch Giá trầm tích Q2 phân bố ở hai khu vực: Rạch Giá và
3

cửa Bảy Hạp-Cà Mau. Ở khu vực Rạch Giá trầm tích Q2 có thành phần là bùn


19
sét, bùn cát màu xám tối, xám nâu nghèo di tích sinh vật. Bề dày 2-10m. Trong
vùng cửa Bảy Hạp trầm tích có thành phần hạt mịn là chủ yếu gồm bùn, sét, cát
bùn màu xám tối xám nâu. Trầm tích có cấu tạo phân lớp ngang tới hơi xiên. Bề
dày của tầng 5-10m.
3

Trầm tích maQ2 phát triển tiếp từ vùng biển Tây vòng qua mũi Cà Mau và kéo
dài tới Vũng Tàu tạo thành một dải liên tục ở độ sâu 0-20m nước
3

17. Trầm tích biển sông đầm lầy (mabQ2 )
3

Tại vùng biển Rạch Giá trầm tích mabQ2 phân bố ở bãi triều vịnh Rạch
Giá, U Minh, vùng cửa Bảy Hạp tới Cà Mau. Trầm tích gồm bùn, sét, bùn cát giàu
3

mùn bã thực vật màu xám đen. Chính trong các thành tạo mabQ2 ở vùng ven
biển U Minh đã hình thành tầng than bùn với bề dày và trữ lƣợng khá lớn. Bề dày
của tầng 3-5m.


20

CHƯƠNG II
PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN NÔNG ĐỘ PHÂN GIẢI CAO
2.1. PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN NÔNG PHÂN GIẢI CAO
Phương pháp địa chấn nông phân giải cao (ĐCNPGC) là phương pháp địa
chấn phản xạ phát và ghi các sóng địa chấn ở dải tần số cao từ 500Hz đến vài kHz
được áp dụng để nghiên cứu chi tiết các thành tạo địa chất Pliocen – Đệ tứ, địa chất
công trình biển, phục vụ xây cầu cảng, đường luồng, đường ống, cáp biển, xây dựng
chân đế giàn khoan, đê ven biển, các công trình ven đảo và trên các đảo ngầm…
Ngoài ra, phương pháp này còn được ứng dụng trong phát hiện, xác định các cồn
cát ngầm dọc các lòng sông, cửa sông phục vụ xây dựng các công trình biển, khai
mở luồng lạch, kè đê chắn sóng…
2.1.1. Đặc điểm sóng phản xạ
2.1.1.1. Đặc điểm phản xạ từ các mặt ranh giới
Sự phản xạ của một xung âm học ở các ranh giới như nước/ không khí, nước/
trầm tích, trầm tích/ trầm tích là kết quả của sự thay đổi trở kháng âm học
(acoustical impendances) ở các mặt ranh giới này. Trở kháng âm học là tích của vận

tốc sóng dọc và mật độ của nó
Z = ρ.v

(2.1)

Z: Trở kháng âm học (g/cm2s)
v: Vận tốc sóng dọc (m/s)
ρ : Mật độ của đất đá (g/cm3)
K + 3 / 4G
v=
ρ

1/ 2

(m / s)

(2.2)

Trong đó:
K: Độ nén của đất đá (dyn/cm3)-1
G: Độ rắn chắc của đất đá (dyn/cm2)
Trong các đá đã gắn kết, mật độ đóng một vai trò quan trọng đến sự thay đổi
trở kháng âm học. Độ gắn kết của các đá là kết quả của:


21
- Áp suất của các tập ở trên đè xuống như lớp nước hoặc các lớp trầm tích bên
trên…
- Sự gắn kết do các dung dịch sillic và cacbonat trong lỗ hổng của trầm tính
làm tăng độ rắn chắc của trầm tích đó.

- Sự hình thành các khoáng vật mới qua quá trình hóa học trong trầm tích làm
tăng độ rắn chắc của trầm tích đó.
Tỷ số giữa biên độ sóng phản xạ và sóng tới ở một ranh giới giữa hai môi
trường có trở kháng âm học khác nhau được biểu thị bằng hệ số phản xạ. Trong
trường hợp, tia tới đổ vuông góc với mặt phân cách, hệ số phản xạ R bằng:
R=

Ar Z 2 − Z1
=
A1 Z 2 + Z1

(2.3)

Trong đó:
Ar, Ai: Biên độ sóng phản xạ và biên độ sóng đến
Z1, Z2: Trở kháng âm học của môi trường bên trên và bên dưới
Khi độ kháng âm học của hai môi trường khác nhau nhiều, ví dụ như ở mặt
phân cách giữa nước và không khí (mật độ không khí bằng khoảng 0.001 mật độ
nước, vận tốc trong không khí bằng khoảng 0,25 vận tốc trong nước) thì gần như
toàn bộ năng lượng của sóng tới bị phản xạ ngược trở lại. Trong khi đó, năng lượng
phản xạ ở mặt ranh giới giữa các lớp trầm tích thường rất nhỏ vì trở kháng âm học
giữa hai môi trường khác nhau không nhiều.
Cần lưu ý rằng hệ số phản xạ theo (2.3) chỉ sử dụng trong các trường hợp tia
đến vuông góc, trong thực tế khi quan sát xa nguồn còn tồn tại các yếu tố khác ảnh
hưởng đến biên độ tín hiệu phản xạ là:
- Góc đến
- Độ hấp thụ của trầm tích
- Mất năng lượng sóng do quá trình mở rộng mặt sóng
- Sự tán xạ do mặt phản xạ không bằng phẳng
2.1.1.2. Đặc điểm trường sóng địa chấn khi quan sát trong môi trường nước

Sự khác biệt cơ bản giữa địa chấn biển và địa chấn đất liền là sự tồn tại lớp
nước biển. Lớp nước biển, một mặt tạo điều kiện thuận lợi cho các khảo sát địa
chấn trên biển (di chuyển thiết bị nhanh, đơn giản, môi trường phát và thu sóng


22
đồng nhất), song sự có mặt lớp nước biển cũng là xuất hiện các đặc điểm riêng của
trường sóng địa chấn. Trong phần này, chúng ta xét các đặc điểm này.
Để hiểu được trường sóng do nước biển tạo ra, trước hết chúng ta xét tốc độ
truyền sóng đàn hồi của lớp nước biển.
 Tốc độ truyền sóng của lớp nước biển
Cũng như môi trường nước nói chung, trong nước biển không tồn tại biến
dạng hình dạng (biến dạng méo dạng) vì vậy chỉ tồn tại sóng dọc. Sự không có mặt
các sóng ngang làm bức tranh sóng quan sát trên biển đơn giản hơn nhiều trên mặt
đất. Chúng ta xét các đặc điểm thay đổi tốc độ truyền sóng dọc trong lớp nước
biển.
Tốc độ truyền sóng (v) của nước biển phụ thuộc vào ba yếu tố: nhiệt độ, áp
suất và độ mặn của lớp nước. Các yếu tố trên làm thay đổi modun đàn hồi thể tích
η và mật độ ρ0 của lớp nước và làm thay đổi tốc độ truyền sóng âm trong nước, nó
được liên hệ với nhau qua công thức(2.4).
v=

η
ρ0

(2.4.)

Thí dụ khi nhiệt độ bằng 00C, áp suất bằng áp suất khí quyển và độ mặn bằng
34% thì độ truyền sóng trong nước biển là 1434,6m/s. Tăng nhiệt độ, độ mặn và áp
suất sẽ làm tốc độ tăng. Khi nhiệt độ tăng từ 00C đến 10C thì tốc độ tăng khoảng

1,45m/s: khi nhiệt độ bằng 320C thì tốc độ tăng khoảng 0,67m/s. Khi chiều sâu
nước tăng 100m làm áp suất tăng lên thì vận tốc tăng lên 1,8m/s.
Do trên thực tế rất khó đo chính xác khoảng cách giữa nguồn phát đến máy
thu nên để xác định tốc độ truyền sóng của nước biển, người ta sử dụng các công
thức thực nghiệm để tính vận tốc.
Nhìn chung, quy luật thay đổi tốc độ của lớp nước biển như sau:
- Ở phần sát mặt nước với chiều dày khoảng 20m là lớp nước có tốc độ truyền
sóng nhỏ (khoảng 1.450m/s)
- Ở độ sâu từ 20m đến độ sâu khoảng 1.000m tốc độ từ từ tăng lên và ở độ sâu
700m đến 800m tốc độ có thể đạt tới 1.500m/s.
- Trong độ sâu 1.000m đến 1300m tốc độ giảm xuống tạo ra “kênh dẫn sóng”
với tốc độ 1.400m/s.
- Phía dưới kênh dẫn sóng tốc độ tăng lên từ từ đạt 1.540m/s ở độ sâu 5000m
nước.


23
 Quan hệ giữa độ dịch chuyển của các hạt vật chất với áp suất âm
Khác với địa chấn trên đất liền, trong địa chấn biển để thu sóng người ta chủ
yếu sử dụng các máy thu điện áp đặt trong lớp nước và tiến hành thu nhận các dao
động áp suất thủy tĩnh khi tồn tại các dao động địa chấn phát triển trong lớp nước.
Hoạt động của máy móc thu địa chấn loại này dựa vào hiệu ứng áp điện.
Đặc điểm quan sát sóng như vậy khác biệt với đặc điểm quan sát các đạo hàm
dịch chuyển (tốc độ hoặc gia tốc dịch chuyển) trên đất liền. Vì vậy đòi hỏi chúng ta
phải xem xét quy luật thay đổi áp suất của lớp nước khi trong nó tồn tại trường dao
động sóng đàn hồi.
Mối quan hệ giữa tốc độ dịch chuyển và áp suất biến đổi của lớp nước được
mô tả bằng một trong những phương pháp thủy động lực – phương pháp chuyển
động.
Đối với chất lỏng lý tưởng, khi không tồn tại ngoại lực tác dụng vào khối chất

lỏng đó (thí dụ như trọng lực) thì phương trình chuyển động của nó có dạng như
phương trình:
dV
dt

=

1
gradP
ρ0

(2.5.)

V: Véctơ tốc độ dịch chuyển
P: áp suất; ρ0: mật độ
Hình chiếu của phương trình trên lên trục tọa độ có dạng:

ở đây

∂Vx
1 ∂P
=
∂t
ρ 0 ∂x

(2.6.)

∂Vy
1 ∂P
=

∂t
ρ 0 ∂y

(2.7)

∂Vz
1 ∂P
=
∂t
ρ 0 ∂z

(2.8)

Vx =

∂Vx
∂y
∂z
,V y = ,Vz =
∂t
∂t
∂t

(2.9)

chúng chính là hình chiếu của véctơ tốc độ dịch chuyển lên các trục tọa độ x,y,z và
là tọa độ của điểm chuyển động tính từ vị trí cân bằng.


24

2.1.2. Quá trình truyền sóng.
Tín hiệu được phát ra từ nguồn âm học bao gồm một dải các tần số khác nhau.
Khi đánh giá các đặc trưng của tín hiệu âm học có tần số nhất định cần quan tâm
đến bước sóng xác định theo công thức:
λ = v/f

(2.10)

λ: Bước sóng (m)
v: Vận tốc sóng âm, m/s
f: Tần số sóng âm, Hz
Từ trước đến nay quá trình truyền sóng được coi như là đường truyền một tia
sóng. Tuy nhiên, thực tế nguồn sóng âm sinh ra một mặt sóng lan truyền theo hình
cầu dọc theo phương truyền sóng. Khi mặt sóng tiếp xúc với đáy biển, một diện tích
nhất định sẽ được trao đổi năng lượng âm học, nhưng chỉ có một diện tích tương đối
nhỏ có khả năng phản xạ. Diện tích này gọi là đới Fresnel thứ nhất, có dạng một
hình tròn trên mặt phản xạ nằm ngang. Kích thước của đới này phụ thuộc vào bước
sóng ưu thế của sóng tới và độ sâu của mặt phản xạ và nằm trong phạm vi vành tròn
có khoảng cách từ tâm đến chu vi được xác định bằng 1/4 bước sóng. Do đó tín hiệu
có bước sóng dài hơn, tần số thấp hơn sẽ có diện tích đới Fresnel lớn hơn so với tín
hiệu tần số cao hơn đồng thời diện tích đới Fresnel cũng tăng nên theo độ sâu. Mức
độ lan truyền sóng theo hình cầu quyết định độ phân giải ngang của băng ghi.
2.1.3. Sự suy giảm năng lượng trong quá trình truyền sóng.
Sóng âm học khi lan truyền trong môi trường truyền sóng sẽ xảy ra hiện tượng
suy giảm năng lượng. Có ba cơ chế chính của sự suy giảm này: Mở rộng mặt sóng,
hấp thụ năng lượng, phản xạ - khúc xạ trên mặt ranh giới.
 Mở rộng mặt sóng
Mặt sóng được hình thành tại nguồn âm lan truyền theo hình cầu trong môi
trường đồng nhất. Năng lượng tại mặt sóng suy giảm tỉ lệ nghịch với bình phương
khoảng cách sóng đã lan truyền. Loại suy giảm này không phụ thuộc vào tần số.

Trong khảo sát địa chấn biển nông nguồn âm và đầu thu tương đối gần so với
mặt phản xạ cần nghiên cứu, sự thất thoát năng lượng hình học khi truyền qua lớp
nước nhỏ hơn nhiều so với khảo sát ở vùng nước sâu, do đó có thể sử dụng nguồn
năng lượng thấp hơn mà vẫn đạt được độ xuyên thấm tương đương. Nguồn sóng âm
được kéo chìm sâu, gần đáy biển sẽ hạn chế bớt loại suy giảm năng lượng này.
 Hấp thụ năng lượng
Đây là nguyên nhân chính của sự suy giảm, là kết quả của sự chuyển đổi một
chiều từ năng lượng sang nhiệt lượng khi sóng truyền trong môi trường truyền sóng.


25
Thất thoát năng lượng sóng kiểu này rất nhỏ khi sóng truyền qua nước. Tuy nhiên
sự suy giảm này là đáng kể do ma sát nội giữa các hạt vật chất khi sóng truyền qua
vật liệu dưới đáy biển. Vật liệu đậm đặc, có độ chọn lọc và liên kết tốt làm suy giảm
năng lượng ít hơn so với vật liệu liên kết yếu và độ chọn lọc không cao do năng
lượng được truyền qua với sự suy giảm do ma sát giữa các hạt thấp. Ngược lại, sóng
truyền qua cát, sỏi bở rời bị hấp thụ rất mạnh do mất năng lượng bởi ma sát tại bề
mặt tiếp xúc của các hạt. Trong bùn mịn năng lượng ít bị suy giảm vì sóng được
truyền qua nước có sẵn trong thành phần của vật liệu trầm tích. Loại suy giảm năng
lượng này giảm dần theo độ sâu do độ lỗ rỗng của trầm tích giảm dần. Các tần số
cao hơn bị hấp thụ năng lượng nhiều hơn, do đó các nguồn tần số cao không có khả
năng xuyên thấm sâu như các tín hiệu có tần số thấp hơn.
Cần có sự cân đối giữa các kết quả có thể thu được từ nguồn âm năng lượng
cao – tần số thấp nhằm tăng độ sâu nghiên cứu và nguồn năng lượng thấp – tần số
cao nhằm tăng độ phân giải. Việc tăng năng lượng phát với hệ số gấp đôi nhằm tăng
độ sâu nghiên cứu có hiệu quả kém hơn so với việc giảm tần số cùng với hệ đó. Vì
lý do đó, trong nhiều cuộc khảo sát người ta thường dùng hai đến ba nguồn địa chấn
có đặc tính tần số khác nhau hoạt động đồng thời.
Tín hiệu phát ra từ nguồn âm bao gồm một phổ tần số. Khi sóng lan truyền,
các thành phần tần số cao bị hấp thụ mạnh hơn so với các thành phần tần số thấp.

Do đó sóng phản xạ từ các thành tạo sâu hơn có thành phần tần số thấp chiếm ưu
thế hơn so với sóng phản xạ từ các ranh giới gần đáy biển hơn.
 Sự phản xạ và khúc xạ trên mặt ranh giới
Sóng âm học truyền đi trong môi trường tới các mặt ranh giới giữa các lớp có
độ trở kháng âm học khác nhau, tại đó một phần phản xạ và một phần khúc xạ do
vậy năng lượng sóng được tách làm hai phần. Phần phản xạ đi lên ta thu được, phần
khúc xạ đi xuống năng lượng sóng đã bị giảm so với sóng tới, sóng khúc xạ đó là
sóng tới của các ranh giới tiếp theo, cứ như vậy năng lượng sóng tới tới các ranh
giới càng xa nguồn phát càng yếu. Từ đó chúng ta muốn nghiên cứu các ranh giới
càng sâu thì yêu cầu nguồn phát càng lớn.
2.1.4. Độ phân giải địa chấn
Độ phân giải địa chấn là khả năng phân biệt các đối tượng địa chấn cần nghiên
cứu trên lát cắt địa chấn. Chúng ta có thể phân chia ra độ phân giải thẳng đứng và
độ phân giải ngang. Độ phân giải phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai cấu trúc so
với bước sóng của tín hiệu tới. Nguồn có bước sóng ngắn hơn (tần số cao hơn) sẽ có
năng lượng phản hồi lớn hơn nhưng lại bị hấp thụ mạnh hơn trong quá trình truyền
sóng nên độ xuyên thấm bị hạn chế hơn so với nguồn có tần số thấp hơn.
 Độ phân giải đứng.