Mô hình cấu trúc vỏ Trái đất miền Bắc Việt Nam trên cơ sở tài liệu địa chấn và trọng lục

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
............***............

LẠI HỢP PHÒNG

MÔ HÌNH CẤU TRÚC
VỎ TRÁI ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM TRÊN CƠ SỞ
TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN VÀ TRỌNG LỰC
Chuyên ngành: Địa vật lý
Mã số: 62 44 02 10

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA VẬT LÝ

Hà Nội - 2016


Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Đinh Văn Toàn
2. GS. TS. Chau Huei-Chen

Phản biện 1: GS. TS Bùi Công Quế
Phản biện 2: PGS. TS Đỗ Đức Thanh
Phản biện 3: TS. Lê Tử Sơn

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tại
Học Viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam

vào hồi ...... giờ ........ phút .........ngày ........ tháng ........

năm 20......

Có thể tìm luận án tại:
- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ
- Thư viện Quốc Gia Việt Nam.


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Cho đến nay các sơ đồ cấu trúc sâu vỏ Trái Đất cho toàn lãnh thổ hoặc
từng vùng như lãnh thổ phía Bắc cũng đều được xây dựng bằng phân
tích tài liệu trọng lực. Do bài toán trọng lực có tính đa trị tương đối cao
làm cho việc đánh giá độ tin cậy của các sơ đồ này gặp khó khăn. Ngoài
ra, một số kết quả nghiên cứu cấu trúc sâu bằng địa chấn động đất,
nhưng do mạng máy ghi quá thưa nên tài liệu này chỉ phản ánh tính
trung bình của cấu trúc vỏ, chỉ thích hợp cho các nghiên cứu mang tính
khu vực. Ngoài các tài liệu trên một số tuyến đo sâu từ Tellua cũng đã
được thực hiện, trong kết quả nghiên cứu cũng đã tiến hành dự đoán về
cấu trúc vỏ Trái đất thông qua đặc điểm phân bố của các cấu trúc dẫn
điện.
Như vậy ở thời điểm hiện tại chưa có được sơ đồ cấu trúc sâu nào khẳng
định độ tin cậy bảo đảm. Tài liệu địa chấn dò sâu là tài liệu nghiên cứu

cấu trúc sâu định lượng hơn cả trong các phương pháp địa vật lý. Do
vậy đề tài " Mô hình cấu trúc vỏ Trái đất miền Bắc Việt Nam trên cơ sở
tài liệu địa chấn và trọng lực" của nghiên cứu sinh (NCS) được đặt ra là
một cách tiếp cận mới giải quyết vấn đề nêu trên, chính vì vậy đề tài
nghiên cứu có tính thời sự, khoa học và thực tiễn.
2. Mục tiêu của luận án
Xây dựng mô hình cấu trúc sâu vỏ Trái đất lãnh thổ Bắc Việt Nam bằng
tài liệu địa chấn và tài liệu trọng lực.
3. Nhiệm vụ của luận án
- Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc sâu vỏ Trái đất theo tài liệu địa chấn dò
sâu.


2

- Phân tích kết hợp tài liệu địa chấn dò sâu và tài liệu trọng lực nghiên
cứu đặc điểm cấu trúc sâu vỏ Trái đất lãnh thổ Bắc Việt Nam.
4. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi vùng nghiên cứu của đề tài dự kiến giới hạn trong phần lãnh
thổ phía Bắc, khoảng từ vĩ tuyến 190N trở ra, bao gồm vùng Tây Bắc và
vùng Đông Bắc theo bản đồ địa chất, kiến tạo.
5. Những điểm mới
- Luận án đã khai thác tài liệu địa chấn dò sâu lần đầu tiên được thực
hiện ở Việt Nam. Kết quả mô hình hóa tài liệu địa chấn đã xây dựng
được mặt cắt cấu trúc vỏ Trái đất có cơ sở tin cậy, trong đó vận tốc
truyền sóng dọc trung bình trong lớp trầm tích trong khoảng 5,3 đến 5,5
km/s, lớp granit khoảng 6,0 đến 6,2 km/s lớp bazan trong khoảng 6,8 7,0 km/s và lớp dưới vỏ là xấp xỉ 8,0 km/s.
- Sử dụng mặt cắt cấu trúc theo tài liệu địa chấn làm tài liệu tựa, bằng
bài toán mô hình hóa tài liệu trọng lực cho tuyến dọc theo tuyến đo địa
chấn đã đánh giá được mối quan hệ giữa mật độ các lớp trong vỏ Trái

đất và vận tốc truyền sóng. Kết quả này cho phép giảm được tính đa trị
của bài toán ngược trọng lực trong vùng nghiên cứu. Điều này cũng
phản ánh cơ sở tin cậy hơn của sơ đồ cấu trúc vỏ Trái đất miền Bắc Việt
Nam xây dựng được thông qua giải bài toán ngược trọng lực vùng
nghiên cứu.
6. Luận điểm bảo vệ
- Cấu trúc vận tốc vỏ Trái đất dọc theo hai tuyến địa chấn dò sâu trên
lãnh thổ miền Bắc Việt Nam.
- Phân tích kết hợp tài liệu địa chấn và tài liệu trọng lực xây dựng mô
hình cấu trúc sâu vỏ Trái đất miền Bắc Việt Nam.


3

7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Mô hình cấu trúc vận tốc sóng địa chấn trong vỏ Trái đất và kết quả
phân tích tài liệu trọng lực với độ tin cậy cao hơn là cơ sở góp phần làm
sáng tỏ thêm đặc điểm cấu trúc sâu vỏ Trái đất lãnh thổ Bắc Việt Nam.
- Sơ đồ cấu trúc sâu vỏ Trái đất được hoàn thiện thêm một bước trong
nghiên cứu này là nguồn tài liệu có ích cho các nghiên cứu sâu hơn về
địa động lực và nguy cơ tai biến địa chất trong vùng nghiên cứu.
8. Cơ sở tài liệu
Luận án được xây dựng chủ yếu trên cơ sở tài liệu của chính bản thân
NCS thu thập tại Viện Địa chất thực hiện trong quá trình tham gia các
đề tài nghiên cứu khoa học các cấp từ năm 2002 đến nay; từ hơn 10
công bố trên các tạp chí và hội thảo khoa học trong và ngoài nước.
Ngoài ra, NCS còn chọn lọc tham khảo hơn 70 công trình nghiên cứu đã
công bố có liên quan.
8. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, phụ lục và tài liệu tham khảo

luận án gồm 04 chương. Luận án được trình bày trong 118 trang đánh
máy và hơn 50 hình vẽ và bảng biểu. Cấu trúc của Luận án được trình
bày như sau:
- Chương 1: Lịch sử nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Trái đất lãnh thổ miền
Bắc Việt Nam.
- Chương 2: Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ
Trái đất miền Bắc Việt Nam.
- Chương 3: Kết quả nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Trái đất miền Bắc Việt
Nam bằng tài liệu địa chấn và tài liệu trọng lực.


4

- Chương 4: Đặc điểm cấu trúc sâu vỏ Trái đất lãnh thổ miền Bắc Việt
Nam.
CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI
ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM
1.1. SƠ LƯỢC VỀ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN
CỨU
Miền Bắc Việt Nam có bốn miền cấu trúc: Đông Bắc Bộ, Tây Bắc Việt
Nam, Bắc Trung Bộ và Thượng Lào. Ranh giới giữa chúng là các đứt
gãy lớn như Sông Hồng, Lai Châu-Điện Biên và Sông Mã. Bình đồ cấu
trúc trong mỗi miền gồm có các cấu trúc vòm, phức nếp lồi, phức nếp
lõm, các trũng chồng gối, các hố sụt và cấu trúc tách giãn dạng Rift.
Miền Đông Bắc Bộ đặc trưng bởi kiểu cấu trúc đẳng thước, vòng cung,
trong đó có phức nếp lồi Sông Lô, phức nếp lồi Dãy núi Con Voi, phức
nếp lồi Bắc Thái - Hạ Lang, phức nếp lồi Quảng Ninh, phức nếp lõm
Sông Gâm, phức nếp lõm An Châu, võng chồng Sông Hiến. Ranh giới
giữa các cấu trúc thường là đứt gãy: Sông Chảy, Sông Phó Đáy, Phú
Lương-Yên Minh, QL13A-Sông Thương và Yên Tử. Ngoài ra còn có

cấu trúc dạng Rift Sông Hồng và các hố sụt: Cao Bằng, Thất Khê, Lộc
Bình, Hoành Bồ.
Miền Tây Bắc Việt Nam đặc trưng bởi kiểu cấu trúc tuyến tính, kéo dài
theo phương tây bắc - đông nam, trong đó có phức nếp lồi Fansipan,
phức nếp lồi Sông Mã, phức nếp lõm Sông Đà, trũng chồng gối Tú Lệ.
Ranh giới giữa các cấu trúc cũng là các đứt gãy Phong Thổ, Than Uyên,
Mường La-Bắc Yên-Chợ Bờ, Sơn La. Ngoài ra còn có các hố sụt, trũng
- địa hào Kainozoi: Nghĩa Lộ, Hoà Bình - Bất Bạt, Thanh Hoá.
Trong miền cấu trúc Bắc Trung Bộ, thuộc khu vực Miền Bắc Việt Nam,
có khối nhô Phu Hoạt, phức nếp lõm Sông Cả, trũng chồng gối Sầm


5

Nưa. Còn trong miền cấu trúc Thượng Lào, thuộc khu vực Miền Bắc
Việt Nam chỉ có phức nếp lõm Mường Tè.
1.2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT KHU
VỰC MIỀN BẮC VIỆT NAM
Có nhiều cách tiếp cận sử dụng các phương pháp địa vật lý để nghiên
cứu cấu trúc sâu vỏ Trái đất: phương pháp mô hình hoá tài liệu trọng lực
và từ, phương pháp từ Tellua, phương pháp phân tích trường sóng địa
chấn do động đất gây ra, v.v.... Tuy nhiên, cho đến nay phương pháp địa
vật lý được coi có độ tin cậy cao nhất trong nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ
Trái đất vẫn là phương pháp địa chấn dò sâu [32, 33, 57, 61, 64, 65, 68,
69, 72].
Ở nước ta, việc nghiên cứu xây dựng các sơ đồ cấu trúc sâu vỏ Trái đất
trên cơ sở sử dụng tài liệu địa vật lý lãnh thổ Việt Nam đã được bắt đầu
đề cập đến trong một số công trình từ sau những năm 70 của thế kỷ
trước [12]. Dưới đây sẽ nêu ra một số kết quả nổi bật về nghiên cứu cấu
trúc vỏ Trái đất miền Bắc Việt nam theo các phương pháp nghiên cứu

khác nhau.
1.2.1 Phương pháp từ Tellua
Tổng cục Dầu khí là nơi áp dụng đầu tiên phương pháp từ Tellua cho
việc nghiên cứu cấu trúc sâu miền võng Hà Nội vào những năm 1971 1976 [12]. Năm 1994 - 1995 các tác giả thuộc Viện Vật lý Địa cầu đã
thực hiện một số tuyến đo sâu từ Tellua. Kết quả đo đạc trên các tuyến
cho phép đưa ra mặt cắt tương đối sâu về cấu trúc địa điện của miền
võng Hà Nội [47, 48]. Trong những năm 2004 - 2005, 3 tuyến đo sâu từ
Tellua, mỗi tuyến dài khoảng 35 km đã được tiến hành ở khu vực miền
võng Hà Nội (vùng Thái Bình – Nam Định), với mục đích đánh giá chi
tiết cấu trúc sâu vùng trũng, nhất là đánh giá độ sâu móng cố kết trước
Kainozoi phục vụ việc tìm kiếm dầu khí [13, 14].


6

Trong công trình [15] các tác giả đã tiến hành 02 tuyến đo sâu từ tellua
từ Thái Nguyên đi Hòa Bình và Hòa Bình - Thanh Hóa. Kết quả đã xây
dựng mô hình mặt cắt cấu trúc sâu dựa theo đặc điểm độ dẫn của vật
chất trong vỏ Trái đất. Các tác giả đã phân chia vỏ Trái đất dọc các
tuyến đo theo các ranh giới phân lớp cơ bản theo kiểu vỏ Phanerozoi.
Phân bố điện trở suất dọc theo hai tuyến này cũng cho phép các tác giả
khoanh định các đứt gãy lớn như đứt gãy Sông Hồng, đứt gãy Sông
Chảy, đứt gãy Sơn La, Mường La - Bắc Yên,...
1.2.2 Phương pháp thăm dò từ và trọng lực thăm dò
Sơ đồ đầu tiên về bề dày vỏ Trái đất lãnh thổ Bắc Việt Nam được xây
dựng trên cơ sở tính tương quan giữa tài liệu trọng lực và địa hình được
ra đời vào năm 1971 [12]. Năm 1978, trên cơ sở sử dụng các thuật toán
biến đổi trường trọng lực và từ, tác giả Quách Văn Gừng đã nghiên cứu
mối quan hệ giữa các trường biến đổi với ranh giới các bề mặt cơ bản
trong vỏ Trái đất đã xây dựng được sơ đồ cấu trúc các bề mặt móng kết

tinh, Conrad và Moho cho vùng lãnh thổ phía Bắc.
Việc nghiên cứu cấu trúc sâu bằng các phương pháp từ và trọng lực
được đẩy mạnh lên rất nhiều nhờ ứng dụng các thuật toán phân tích mới
và bổ sung nhiều số liệu khảo sát, nhất là từ khi các bản đồ dị thường từ
tỉ lệ 1: 200 000 và bản đồ trọng lực Bouguer tỉ lệ 1: 500 000 hầu như
phủ kín lãnh thổ cả nước ra đời. Trong số đó, đáng ghi nhận nhất phải
kể đến các công trình của Bùi Công Quế và Cao Đình Triều thực hiện
vào những năm 80 và 90 của thế kỷ trước.
Bằng phân tích tổng hợp các tài liệu trọng lực và từ, kết hợp sử dụng các
kết quả nghiên cứu cấu trúc theo tài liệu địa chấn động đất trong những
năm 80 tác giả Bùi Công Quế đã xây dựng được sơ đồ cấu trúc vỏ Trái
đất và các hệ thống đứt gãy chính cho lãnh thổ Việt Nam [18,19].


7

Năm 1985 trên cơ sở phân tích tài liệu trọng lực, kết hợp sử dụng các tài
liệu địa chất và địa vật lý khác, tác giả Cao Đinh Triều đã xác định mối
quan hệ giữa đặc điểm trường trọng lực nâng lên các độ cao khác nhau
với các ranh giới cơ bản trong cấu trúc vỏ [36, 37]. Trong các công trình
[38, 39, 40, 41, 45, 76] các tác giả đã sử dụng số liệu trọng lực và các
nguồn số liệu khác liên quan, bằng các phương pháp biến đổi trường
nghiên cứu cấu trúc sâu lãnh thổ Việt nam đã xây dựng được bản đồ cấu
trúc đứt gãy và địa động lực hiện đại lãnh thổ Việt Nam và lân cận.
Trong công trình [42] tác giả sử dụng cơ sở quan hệ hồi quy giữa độ sâu
các mặt ranh giới cơ bản vỏ Trái đất và thành phần trường trọng lực để
phân chia cấu trúc vỏ Trái đất khu vực miền Bắc Việt Nam theo dạng vỏ
lục địa với các miền khác biệt.
Năm 1989 tác giả công trình [28] đã sử dụng nhóm các phương pháp
phân tích thống kê và biến đổi trường để xây dựng bản đồ đẳng sâu

móng trước Kainozoi vùng đồng bằng Sông Hồng.
Trên cơ sở coi kết quả nghiên cứu bằng phương pháp từ Tellua như tài
liệu tựa, tác giả công trình [7] đã tiến hành phân tích lại các tài liệu
trọng lực bằng xây dựng sơ đồ bề mặt các ranh giới cơ bản trong vỏ Trái
đất ở vùng lãnh thổ phía Bắc. Kết quả thu được có mức độ chi tiết khá
cao và có nhiều điểm rất khác so với các nghiên cứu trước cả về độ sâu
phân bố lẫn hình thái cấu trúc của các mặt ranh giới Moho và Conrad.
Ngoài các công trình như vừa nêu, các kết quả nghiên cứu về phân bố
các hệ thống đứt gãy và cấu trúc vỏ Trái đất, xác định bề dày các bồn
trầm tích được phản ánh trong các công trình của các tác giả khác [11,
16, 17, 24, 25, 30, 39, 46].
1.2.3 Phương pháp địa chấn
Ngoài các nghiên cứu như nêu trên, về cấu trúc sâu còn một số tác giả
cũng đã tận dụng các số liệu ghi động đất để tính toán bề dày vỏ Trái đất


8

lãnh thổ Việt Nam nói riêng đã được tiến hành trong các công trình khác
nhau [4, 8, 9, 10, 22, 27]. Dựa trên phân tích thời gian truyền sóng và
tính phổ Fourier tác giả công trình [4, 22] đã xây dựng mô hình lát cắt
vận tốc truyền sóng tại một số điểm khác nhau ở miền Bắc Việt Nam.
Mô hình lát cắt cấu trúc cũng được phản ánh trong mặt cắt phân bố vận
tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Trái đất lãnh thổ Bắc Việt Nam theo
lý thuyết tia [26, 73]. Một số đặc điểm về cấu trúc sâu thạch quyển cũng
được phản ánh theo cấu trúc của trường sóng ngang được xây dựng trên
cơ sở phân tích đặc điểm phân tán vận tốc sóng mặt trong vỏ [31].
Với việc sử dụng các băng sóng động đất mạnh giai đoạn 1966-1990,
các tác giả của công trình [43,44] đã áp dụng phương pháp phân tích
bằng cách xấp xỉ Taylor khi giải bài toán động học phi tuyến ba chiều

sóng địa chấn đã nhận được một số mô hình vận tốc truyền sóng dọc P
đối với thạch quyển và manti.
Năm 1996 tác giả công trình [20] đã nghiên cứu xác định biểu đồ thời
khoảng dựa trên số liệu động đất của Việt Nam và thế giới, xây dựng
mô hình lát cắt vận tốc của vỏ Trái đất khu vực Miền Bắc Việt Nam. Từ
đó đã xác định được các vận tốc của sóng p (Vp) trong mô hình 4 lớp.
Mô hình này được kiểm nghiệm qua trận động đất mạnh trong khu vực
Tuần Giáo (24.6.1983). Trong các công trình [51, 77, 52, 53, 54] trên cơ
sở phân tích thời gian truyền của sóng P và các tài liệu khác, các tác giả
đã xây dựng được mặt cắt vận tốc sóng P trong vỏ Trái đất ở Việt Nam.
Tác giả công trình [8] đã đề ra một cách tiếp cận tổng hợp áp dụng đồng
thời các kết quả nghiên cứu thời gian truyền sóng P và mô hình hóa toán
học quá trình lan truyền sóng địa chấn để chính xác mô hình lát cắt tốc
độ của vỏ Trái đất đối với lãnh thổ Việt Nam.
Các tác giả công trình [32, 33, 34] đã sử dụng mô hình hóa tài liệu địa
chấn dò sâu trên 2 tuyến đo Thái Nguyên - Hòa Bình và Hòa Bình -


9

Thanh Hóa. Theo đó vỏ Trái đất nhìn chung mỏng hơn đến vài km so
với các kết quả nghiên cứu bằng tài liệu trọng lực trước đó. Tuy nhiên
tại một số cấu trúc thì độ sâu bề mặt Moho lớn hơn các công trình đã
công bố trước đây [16,17].
Bằng phương pháp hàm thu sóng P, tác giả [56] đã tiến hành tính toán
bề dày vỏ Trái đất cho 24 vị trí trạm địa chấn ở miền Bắc Việt
Nam.Theo các phân tích này độ sâu mặt Moho dao động trong khoảng
từ 26,5 đến 36,4 km. Mặt Moho phần Đông Bắc nông hơn và ít phân dị
hơn so với phần phía Tây Bắc Việt Nam.
Kết luận chương:

Trong khu vực miền Bắc Việt Nam cũng đã có một số các công trình
nghiên cứu về cấu trúc sâu vỏ Trái đất và hệ thống đứt gãy kiến tạo
bằng các phương pháp địa vật lý khác nhau. Cấu trúc sâu vỏ Trái đất
miền Bắc Việt Nam biến đổi rất phức tạp, tại các miền cấu tạo khác
nhau bề dày vỏ Trái đất biến động rất khác nhau. Nguồn số liệu cho các
phân tích trên chủ yếu là trọng lực, từ và một số các tuyến đo Tellua.
Các nghiên cứu cấu trúc sâu dựa vào nguồn sóng ghi động đất cũng chỉ
thực hiện ở phạm vi khu vực rộng và số liệu cũng chưa thật đầy đủ. Do
vậy các kết quả đạt được vẫn mang tính định tính và độ tin cậy chưa
cao. Thực tế các nghiên cứu cấu trúc sâu trong khu vực chỉ ra cần có
nguồn số liệu mới hơn, tin cậy hơn. Trong bản luận án này NCS lựa
chọn kết hợp phân tích tài liệu địa chấn dò sâu và trọng lực nhằm nâng
cao độ tin cậy của mô hình cấu trúc sâu vỏ Trái đất khu vực miền Bắc
Việt Nam.


10

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM
2.1 CƠ SỞ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT
MIỀN BẮC VIỆT NAM
2.1.1 Tài liệu địa chấn sâu
Tài liệu địa chấn dò sâu gồm hai tuyến. Tuyến thứ nhất (T1) là tuyến Thái
Nguyên - Hòa Bình cắt qua đới đứt gãy Sông Thương, hệ đứt gãy vòng
cung duyên hải Đông Bắc Bộ, hệ đứt gãy Sông Hồng và đứt gãy Nghĩa
Lộ - Ninh Bình. Tuyến thứ hai (T2) Hoà Bình - Thanh Hóa, cắt qua đới
đứt gãy Nghĩa Lộ - Ninh Bình ở phần phía Bắc, cắt hệ đứt gãy Sông Đà,
Sơn La - Bỉm Sơn và đới Sông Mã ở phần phía Nam của tuyến. Hai tuyến
đều có chiều dài xấp xỉ 130 km.

2.1.2 Cơ sở tài liệu trọng lực miền Bắc Việt Nam
Trong nghiên cứu này NCS sử dụng bản đồ dị thường trọng lực Bouguer
miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1: 500 000 do Tổng Cục Địa chất thành lập năm
1995.
2.2 PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ
TRÁI ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM
2.2.1 Phương pháp địa chấn khúc xạ
Phương pháp địa chấn khúc xạ nghiên cứu sóng khúc xạ quay trở về mặt
quan sát từ các mặt ranh giới có tốc độ truyền sóng lớp dưới lớn hơn lớp
trên. Phương pháp địa chấn khúc xạ có ưu điểm là ngoài việc xác định
hình thái cấu trúc các mặt ranh giới còn cho phép xác định tốc độ đặc
trưng cho tính chất vật lý của các loại đá tạo nên mặt ranh giới nghiên
cứu. Việc phân tích tài liệu được tiến hành theo các bước như liên kết
sóng, xây dựng biểu đồ thời khoảng, xây dựng các mặt ranh giới và tính
tốc độ ranh giới.


11

2.2.2 Mô hình hóa tài liệu địa chấn dò sâu
Bài toán thuận được sử dụng trong phép mô hình hoá dưới đây được xây
dựng trên cơ sở lý thuyết tia với đường truyền được rời rạc hoá qua các ô
lưới [79]. Theo đó, thời gian sóng tới các máy thu từ các điểm nổ theo
đường truyền dọc tia L được tính theo công thức ( 2.27 ):

( 2.27 )

Trong đó, t0i – là thời gian truyền sóng từ nguồn phát đến máy thu, Li và
vi – là độ dài đoạn tia và vận tốc sóng P trong khối cấu trúc thứ i của mô
hình cấu trúc, n – là số khối của mô hình.

Thời gian truyền sóng lý thuyết từ nguồn phát đến máy thu được điều
chỉnh theo công thức:

=

( 2.28 )

Trong công thức trên m – là số tham số mô hình (độ sâu đến các mặt phản
xạ, vận tốc truyền sóng trong các lớp).
2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TRỌNG LỰC NGHIÊN CỨU CẤU
TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM
2.3.1 Phương pháp nâng trường
Phương pháp nâng trường trong trường hợp này các tính toán được thực
hiện thông qua biến đổi Fourier. Thuật toán biến đổi trường một cách
tổng quát có thể biểu diễn bằng công thức:

( 2.29)


12

Trong đó f(x,y) là hàm kết quả; h(x,y) là nhân phép biến đổi; g(x,y) là
giá trị trường trọng lực quan sát.
2.3.2 Phương pháp tính gradient ngang cực đại
Công thức tính modul của gradient ngang được viết như sau:

G(x,y,z) =

(2.33)

Giá trị cực đại của gradient ngang được tính bằng cách tiến hành so sánh
giá trị tính được ở một điểm với 8 điểm xung quanh. Hướng của ranh
giới cực đại gradient ngang trường trọng lực được xác định bằng hướng
vuông góc với vectơ gradient ngang.
2.3.3 Phương pháp phân tích định lượng tài liệu trọng lực
2.3.3.1 Bài toán ngược trọng lực
Nội dung chính của bài toán này là tìm mô hình cấu trúc môi trường địa
chất được xấp xỉ bằng tập hợp các vật thể gây dị thường sao cho phù
hợp tốt nhất với những thông tin địa chất - địa vật lý có sẵn, với độ lệch
giữa trường quan sát và lý thuyết nhỏ nhất.

( 2.35 )

Trong đó Glt và Gqs là trường trọng lực lý thuyết tính theo mô hình và
đường cong quan sát tương ứng; i là thứ tự các điểm quan sát, i =
1,2,...,N; Pj là vectơ tham số của mô hình môi trường, gồm: kích thước
hình học và mật độ các lớp, j = 1,2,...,M.


13

2.4.3.2 Mô hình hóa tài liệu trọng lực bằng bài toán 2,5D
Thuật toán này được Talwani dựng từ năm 1959 [62], theo đó hiệu ứng
trọng lực do vật thể có thiết diện đa giác có thể tính theo tích phân
đường như sau:

(2.36)
Ở đây f là hằng số hấp dẫn;  là mật độ đất đá tính bằng g/cm3; L1 là chu
vi của đa giác.
Kết quả hiệu ứng trọng lực do thiết diện của vật thể gây ra có thể viết:

(2.39)

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI
ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM BẰNG TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN VÀ
TRỌNG LỰC
3.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN
3.1.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ
3.1.1.1 Mô hình hoá tuyến địa chấn Thái Nguyên – Hoà Bình:
Kết quả phân tích cho thấy, dưới tuyến đo Thái Nguyên – Hoà
Bình độ sâu bề mặt móng kết tinh thay đổi từ 1 km đến khoảng 4 km với
vận tốc truyền sóng xấp xỉ 4,6 đến 6 km/s. Lớp đá granit có bề dày trung
bình 14 km. Phần phía trên của lớp granit vận tốc truyền sóng tăng dần
từ 6,1 km/s đến 6,2 km/s. Phần dưới của lớp granit vận tốc trung bình
đạt 6,4 km/s. Bề mặt Moho tại khu vực La Hiên đạt 30,6 km, nâng dần
lên về phía nam và đạt đến 28,5 km tại khu vực thành phố Thái Nguyên.
Tại đoạn phía nam tuyến đo, mặt này lại tiếp tục chìm dần đến 29,7 km


14

tại khu vực Hoà Bình. Vận tốc truyền sóng trong lớp bazan phản ánh
đồng nhất ở phần trên là 6,6 km/s, còn phần dưới đạt đến 7,0 km/s tại bề
mặt Moho.
3.1.1.2 Kết quả mô hình hoá tài liệu địa chấn phản xạ theo tuyến
Hoà Bình– Thanh Hoá.
Theo kết quả phân tích độ sâu trung bình bề mặt Moho ở tuyến
này chìm sâu hơn hẳn so với tuyến T1, đến hơn 36 km. Mô hình 1D tính
cho trường sóng phản xạ do vụ nổ tại Ân Nghĩa cho độ sâu hơn 35 km
đến mặt Moho. Độ sâu trung bình của mặt Conrad cũng sâu hơn tuyến
thứ nhất đạt đến hơn 16 km. Riêng mặt móng kết tinh phản ánh nông

hơn ở tuyến T1, chỉ khoảng từ 1 đến 2 km.
3.1.2 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN KHÚC XẠ
3.1.2.1. Kết quả mô hình hoá cấu trúc vỏ Trái đất theo sóng khúc xạ
tuyến Thái Nguyên-Hoà Bình
Theo kết quả phân tích, bề mặt kết tinh đạt độ sâu xấp xỉ 1 km
tại các vùng nâng lên như đoạn Võ Nhai - Đồng Hỷ, Phổ Yên - Mê Linh
hay tại khu vực Hòa Bình. Xen kẽ vào đấy là các vùng lõm xuống, sâu
nhất là đoạn thành phố Thái Nguyên đến xấp xỉ 5 km. Hình thái bề mặt
Conrad có thể chia ra làm 3 khối cấu trúc chính. Đoạn từ đầu tuyến ở
Võ Nhai đến hết đất Đồng Hỷ là một cấu tạo lõm có độ sâu từ 13 đến 18
km. Đoạn tiếp theo đến Phúc Thọ phản ánh là khối cấu tạo nâng cao
nhất còn dưới 10 km tại Tam Đảo. Phần còn lại của tuyến đo mặt
Conrad lại phản ánh là một vùng lõm, độ sâu lớn nhất đạt đến 18 – 19
km tại khu vực Lương Sơn – Hoà Bình. Bề mặt Moho có thể ghép vào
ranh giới có vận tốc đạt xấp xỉ 7 km/s. Theo đó, cấu trúc của bề mặt này
đơn giản hơn so với hai bề mặt trên. Bề mặt này tạo thàng một vòm
nâng lên phần giữa tuyến đoạn qua Sông Hồng - Sông Chảy (độ sâu 27
km) và sâu hơn ở hai đầu tuyến (30 - 31 km).


15

3.1.2.2. Kết quả mô hình hoá tài liệu sóng khúc xạ tuyến Hoà Bình –
Thanh Hoá
Theo kết quả phân tích bề mặt móng kết tinh từ đoạn đầu tuyến
có độ sâu thay đổi trong khoảng từ 2,5 đến 3,5 km. Đoạn tiếp theo bề
mặt kết tinh chìm dần từ hơn 2,5 km đến gần 6 km. Từ đây tiếp về phía
nam đến điểm cuối tuyến, độ sâu mặt này chỉ thay đổi trong khoảng từ 5
đến 6 km. Bề mặt Conrad xác định được phản ánh lồi lõm phức tạp. Tại
phần phía bắc từ Lạc Thuỷ đến Cẩm Thuỷ độ sâu thay đổi trong khoảng

từ hơn 15 km đến gần 19 km. Từ phía nam huyện Cẩm Thuỷ bề mặt này
nâng lên khá nhanh xấp xỉ 10 km. Đoạn cuối tuyến mặt Conrad lại tăng
lên đến độ sâu khoảng 13 km. Bề mặt Moho dưới tuyến đo có bề dày
tăng dần từ bắc xuống nam. Độ sâu phần đầu tuyến đạt giá trị hơn 31
km, tăng nhanh về phía đứt gãy Nghĩa Lộ đến xấp xỉ 33 km, phía cuối
tuyến đo đạt khoảng 37 km.
Kết quả trên còn được củng cố thêm dựa trên kết quả phân tích
bài toán ngược tổng quát số liệu địa chấn động đất khu vực tây Thanh
Hóa. Kết quả tính toán cho thấy độ sâu của lớp trầm tích vào khoảng 4
km với vận tốc sóng dọc Vp lớn nhất khoảng 5,2 km/s. Lớp granit có
vận tốc trung bình khoảng 5,6 đến 6,2 km/s và đạt độ sâu đáy là 17 km.
Vận tốc của lớp bazan nằm trong khoảng 6,2 - 6.5 km/s. Độ sâu bề mặt
Moho trong phân tích này đạt xấp xỉ 35 km.
3.1.3 XÂY DỰNG MẶT CẮT CẤU TRÚC THEO TÀI LIỆU ĐỊA
CHẤN
3.1.3.1 Mặt cắt cấu trúc vỏ Trái đất tuyến Thái Nguyên - Hoà Bình
Theo kết quả phân tích địa chấn cấu trúc vỏ Trái đất theo tuyến
T1 được xây dựng như trên hình vẽ 3.17.


Phúc Thọ

S. Chảy

-7

Kỳ Sơn

Hoà Bình

S. Hồng

0

Mường La - Bắc Yên

Yên Lạc

Nghĩa Lộ - Ninh Bình

Vĩnh Ninh

Đường 18

Phổ Yên

S. lô

Trung Lương

Yên Tử

S. Thương

La Hiên

N1. S. Thương

16

Vận tốc
8.5
8.0
7.5

- 17

7.0
6.5
6.0

- 27

5.5
5.0
4.0
3.0

- 37

2.0
1.0
km/s

- 47
km 0

20

10

30

Bề mặt móng kết tinh

40

50

60

70

Bề mặt Conrad

80

100

90

Bề mặt Moho

110

120 km

Đứt gãy kiến tạo

Hỡnh 3.17: Mt ct cu trỳc tuyn Thỏi Nguyờn - Hũa Bỡnh theo a chn

3.1.3.2 Mt ct cu trỳc v Trỏi t tuyn Ho Bỡnh Thanh Hoỏ:
Tng t nh tuyn s 1, cu trỳc v Trỏi t tuyn T2 c
biu din trờn hỡnh 3.18 di õy.
Thọ Xuân

Vtb = 5,2 - 5,5 km/s

N1. S. Mã

Ngọc Lặc

S. Mã

Cẩm Thủy

N2. S. M
ã



Sơn La _ Bỉm Sơn

Ân Nghĩa

S. Đà



Nghĩa Lộ - Kim Bôi

Đồng Môn

Bái Trành



Vtb = 6,1 - 6,4 km/s

Vtb = 6,6 - 7,0 km/s

Vtb = 8 km/s

Km
Km

chú giải:

Bề mặt móng kết tinh

Bề mặt Conrad

Bề mặt Moho



Điểm nổ mìn

Đứt gãy

Hỡnh 3.18: Mt ct cu trỳc tuyn Hũa Bỡnh - Thanh Húa theo a chn


17

3.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT MIỀN
BẮC VIỆT NAM BẰNG TÀI LIỆU TRỌNG LỰC
3.2.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỨT GÃY KIẾN TẠO
3.2.1.1 Xác định các hệ thống đứt gãy bằng các sơ đồ cực đại
gradient ngang trọng lực:
Cực đại gradient ngang đã được tính cho các trường trọng lực nâng lên
ở độ cao khác nhau: 2, 5, 8, 10, 12, 15, 20, 25 km. Kết quả cho thấy, giá
trị cực đại gradient ngang trọng lực tính cho trường nâng lên các độ cao
5, 8 km phản ánh khá đầy đủ các hệ thống đứt gãy chính trong vùng
nghiên cứu. Trong các sơ đồ nâng lên ở các độ cao lớn hơn chỉ phản ánh
đứt gãy mang tính khu vực.
3.2.1.2 Kết quả đánh giá hướng nghiêng của một số đới đứt gãy lớn
trong vùng nghiên cứu:
Thông qua kết quả nghiên cứu hướng nghiêng của các đới đứt
gãy chính trong vùng đã được xác định. Đáng chú ý hướng nghiêng của
một số đới đứt gãy trong nghiên cứu này khác với các nghiên cứu trước
đây: đới Sơn La - Bỉm Sơn trong nghiên cứu này đoạn Thanh Hóa có
hướng nghiêng về tây nam, đới đứt gãy Phong Thổ - Than Uyên cũng
nghiêng về tây nam.
3.3 PHÂN TÍCH KẾT HỢP TÀI LIỆU TRỌNG LỰC VÀ ĐỊA CHẤN
3.3.1 MỐI QUAN HỆ VẬN TỐC TRUYỀN SÓNG VÀ MẬT ĐỘ ĐẤT
ĐÁ DỌC THEO 2 TUYẾN ĐỊA CHẤN DÒ SÂU
Việc xác định giá trị mật độ của đất đá ở dưới sâu thông qua
mối quan hệ với vận tốc truyền sóng dọc địa chấn. Theo kết quả tính
phân tích này thì giá trị mật độ lớp trầm tích thay đổi trong khoảng từ

2,54 đến 2,65 g/cm3. Ở phía đầu tuyến khu vực Thái Nguyên giá trị mật
độ thấp hơn ở khoảng 2,54 - 2,55 g/cm3. Về phía cuối tuyến mật độ của


18

đất đá tăng hơn đến giá trị 2,6 - 2,62 g/cm3. Mật độ trong lớp granit có
giá trị thay đổi trong khoảng 2,74 đến 2,76 g/cm3, với giá trị nhỏ nhất
cũng nằm trong đoạn giữa đứt gãy Sông Hồng và Sông Lô và giá trị lớn
nhất đạt được tại khu vực nam đứt gãy Nghĩa Lộ - Ninh Bình. Mật độ
của lớp bazan có khoảng giá trị thay đổi nhỏ hơn từ 2,855 g/cm3 ở khu
vực giữa tuyến đến 2,877 g/cm3 ở vùng rìa phía nam và phía bắc tương
ứng. Mật độ lớp dưới vỏ nhỏ hơn ở đoạn giữa tuyến và lớn hơn ở 2 vùng
rìa, với khoảng giá trị thay đổi từ 3,110 đến 3,130 g/cm3.
Kết quả phân tích tương tự cho tuyến thứ hai: Hòa Bình - Thanh Hóa.
Mật độ của lớp đất đá trầm tích thay đổi thấp hơn ở đầu tuyến phía bắc
và cao hơn về cuối tuyến trong khoảng từ 2,548 g/cm3 đến 2,620 g/cm3.
Mật độ của lớp bazan cao hơn tại khu vực cấu trúc Sông Mã đạt 2,908
g/cm3 và thấp hơn tại đầu tuyến và cuối tuyến phân tích. Đối với lớp
dưới vỏ, trên tuyến đo này đới đứt gãy Sông Mã cắt qua vỏ Trái đất chia
thành 2 khối: phần đầu tuyến có mật độ thấp hơn đạt 3.130 g/cm3 và
phần cuối tuyến có mật độ cao hơn đạt 3,136 g/cm3.
3.3.2 GIẢI BÀI TOÁN NGƯỢC TRỌNG LỰC CHO CÁC TUYẾN
XA TUYẾN ĐỊA CHẤN SÂU
Dựa trên mô hình mật độ của các khối, lớp đá trong vỏ Trái đất ở phần
trên một số tuyến phân tích trọng lực đã được thực hiện trên vùng
nghiên cứu. Bằng bài toán đa giác với các thông tin đã có về ranh giới
các mặt cơ bản, sự phân bố mật độ, vị trí và hướng nghiêng của các đứt
gãy chính có được từ tài liệu địa chấn và phân tích định tính trọng lực.
Kết quả phân tích này đã xây dựng được cấu trúc vỏ Trái đất dọc theo

các tuyến phân tích. Đã tiến hành được 11 tuyến phân tích trọng lực
như trên cho toàn vùng.


19

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
- Trên cơ sở tài liệu 2 tuyến địa chấn dò sâu, luận án đã xây dựng mô
hình cấu trúc vỏ Trái đất chạy dọc theo hai tuyến đo. Theo đó, bề dày
lớp trầm tích thay đổi mạnh từ 0 km tại các vùng lộ granit đến xấp xỉ 10
km tại các vùng trũng. Vận tốc truyền sóng của lớp này cũng thay đổi
mạnh từ dưới 1 km/s tại các lớp phủ gần trên bề mặt đến xấp xỉ 5 km/s
tại phần đáy của lớp. Vận tốc trong lớp granit thay đổi trong khoảng từ
6,1 km/s ở phần trên đến 6,4 km/s ở phần đáy với bề dày lớp thay đổi
trong khoảng 10 đến 18 km. Trong lớp bazan vận tốc xác định được
trong khoảng từ 6,6 km/s đến 7,0 km/s ở phần trên và đáy lớp tương
ứng. Bề dày lớp thay đổi trong khoảng 12- 20 km tùy từng vị trí. Vận
tốc lớp dưới vỏ được cho bằng 8,0 km/s đến 8,1 km/s.
- Đã xây dựng được sơ đồ phân bố các đới đứt gãy dựa trên phân tích
định tính tài liệu trọng lực. Dựa trên sự chồng chập các sơ đồ kết quả
tính gradient cực đại cho giá trị trường nâng lên ở các độ cao khác nhau
đã xác định hướng nghiêng của các đới đứt gãy lớn trong khu vực
nghiên cứu. Các kết quả này là tài liệu quan trọng cho xây dựng mô
hình ban đầu giải bài toán ngược trọng lực.
- Việc tiến hành bài toán mô hình hoá 2,5D trọng lực dọc theo tuyến địa
chấn dò sâu, trên cơ sở sử dụng tài liệu địa chấn làm tài liệu tựa đã xây
dựng được mối quan hệ giữa vận tốc truyền sóng và mật độ trong các
lớp vỏ Trái đất của các khối cấu trúc chính mà tuyến địa chấn cắt qua.
Bằng phân tích kết hợp như trên xác định được giá trị mật độ vỏ Trái đất
dưới tuyến đo địa chấn đảm bảo độ tin cậy. Đây là tham số quan trọng

để đưa vào tính toán cho các tuyến phân tích trọng lực ở những vùng
không có tuyến địa chấn cắt qua.


20

CHNG 4: C IM CU TRC SU V TRI T MIN
BC VIT NAM
4.1 B MT MểNG KT TINH MIN BC VIT NAM
B mt múng kt tinh trong vựng nghiờn cu cú hỡnh thỏi cu
trỳc rt phc tp, t l múng mt s v trớ n sõu 8- 9 km ti mt
s vựng trng. H t góy Sụng Hng l vựng ranh gii phõn chia b
mt múng kt tinh thnh 2 vựng ụng Bc v Tõy Bc cú nhiu im
khỏc bit theo c im cu trỳc (hỡnh 4.1).
106

105

104

-3

-4

-3

-2

-4

ĐĐĐ
Đ......HHH
HHHààààààGGG
GGGia
ia
ia
ia
ia
iannnnnnggg
ggg

-1
-2

ĐĐ
Đ..
ĐĐ
...NN
NN
N
aaaRRR
RRììììì

-3

-3
phú thọ

Đ
ĐĐ

ĐĐ
Đ......TTT
SB Nội Bài
TTTrrrru
ĐĐ
rrru
ruuuuuunnn
ĐĐ......ĐĐĐru
Đ
-4
ĐĐĐưưưưưườờggggggLLLLLLưưưưưươơơ
ờờờnnnnnggg ơơơnnnggg
ggg1111188 ggg
888

-2

bắc giang

Sg. Đà

hai dương

-3

hoà bình

-9
nam định

-3

Đường
Đường đẳng
đẳng giá
giá trị
trị độ
độ sâu
sâu mặt
mặt kết
kết tinh
tinh
-2

-3
-2
-1

Đứt
Đứt gãy
gãy kiến
kiến tạo
tạo

Thực hiện: NCS Lại Hợp Phòng

Đ
ĐĐggg
...SSSôôô
nnnnngggggCCC

CCCảảảả

Đ
Đ
Đggg.
Đ
gg...SSSSô
g-1
ôôônnnnnngggggg
H
H
H
Hiếiế
H
iếuuuuu
iếiế

-3

-2

trúc lõm
Cấu
Cấu trúc
lõm
Cấu
Cấu trúc
trúc lồi
lồi

-2

Cửa Ba Lạt

ĐÔ
NG

ninh bình

-1
-2

thanh hoá

20

BI
ểN

-5

-1

-1

-2

-7

hà nam

thái bình

ãã
MMMããã
gggMMM
ôôôôônnnnngg
...SSSSSS

L àO

21

Cg Hải Phòng

-2

...
-1 ĐĐĐĐĐggg

giới các
Ranh
Ranh giới
các tỉnh
tỉnh

quảng ninh

-1
-2

Sg Mã

TTTTửửử
êêênnnnnn
...YYYê
ĐĐ
ĐĐ
nnngggggg
Đ
Đ
ưưươơơơơơnnn
gggLLLLLLưưư
uuunnnnnnggg
rru
rru
ru
ru
ru
TTrru
ĐĐ
Đ.....TTT
ĐĐ

-1 - 2
hải phòng

chú
chú giải
giải

-1

-3

Đ.
Đ.
Đ.Yê
Yên
Yên
Yên
Đ.
Đ.
Đ.
Yê
Yê
Yên
Yên
Yên
nnnTử
Tử
Tử

ng
Hồ
Sg.

hà tây

hưng yên

Lộ
Lộ móng
móng kết
kết tinh
tinh trên
trên bề
bề mặt
mặt

-2

vĩnh phúc

-3

-4

àà
ĐĐĐààà
gggg Đ
ôôôônnnn
....SSSS
Đgggggg
ĐĐĐ

-1

Đ
Đ

Đ.....Sô
Đ
Đ
Sô
Sônng
ng
nng
nng
ng
ng
gggTh
Thươ
Th
Th
Th
Th
ương
ươ
ươ
ươ
ươ
ng
ng
ng
ng
ng

-2

-5

êêênnnnn
nnnYYY
TTTiêiêiê
ggg--ằằằnnn
oooBBB
CCCaaaaa
ĐĐ
ĐĐ...CC
Đ

thái nguyên

ggg
ồồồnnnnnngg
H
HH
HHồồồ
nnngggggg
SSSôôôôôônnn
ggg......SSS
Đ
Đggg
ĐĐ
ĐĐ

-3

SSSSSơơơơơnnn
ỉm

mỉm
ỉỉỉm
ỉmm
------BBBBBB
LLLLLaaa
ơơơơơơnnnnn
...SSSSS
Đ
ĐĐ
Đggg
ĐĐ

Sơn La

-2

-1

-1

22

lạng sơn

-4

-2
điện biên

-3

yyy
hhhảảảảảyy
CC
Chh
CC
nnnggggg
SSSôôôôôônn
ggg...... SS
Đ
Đggg
ĐĐ
ĐĐ

-4

yên bái
Đ
ĐĐ
ĐĐ
Đgggg
......NNN
NNggggg
hhhhhĩa
ĩaĩĩa
ĩĩa
ĩa
ĩa
ĩa
aaLLL

Lộộộộ
----K
KKKim
iim
iim
im
im
mm
miim
BBBôôô
iii

-4

bắc kạn

tuyên Quang

Hồ Thác Bà

-4

-2
-1

aaaaaa
HHHóóóóóó
mm
mHHH
mm

iêiêiêm
iêiê
iê
ôôô
Chhhhhh
CC
gggLLLLLLôôô
CC
...C
ôôônnnggg
ĐĐ
Đ
ĐĐ...
...SSSSSSôôônnn
Đ
ĐĐ
ĐĐ..

-1

-1

òòòaaaa
HH
Hò
HH
gggH
ảảảnnnnnnggg
QQQuuuuảảả
ĐĐĐ....Q

Đ

-2

-2

-3

lào cai

nnnggggg
ưưươơơơơơnnn
úúLLLLLưư
Phhhhhúúú
------PPP
inininhhhhhh
M
M
Mininin
M
êêênnnnnn
...YYYYYêê
ĐĐ
ĐĐ
Đ.

-1

-1
lai châu

cao bằng

ĐĐ
ĐĐ
Đ...
Đ
...SSSS ô
ôôônnnn
gggggg
PPPPhhh
hhhóóóó
ĐĐ
ĐĐ
Đ
Đáááááá
yyyyyy

hà giang

-1

-2

23

-4

T R U N G Q U ốC

-1

107

-1

103

-3

-2
nghệ an

-1

CBHD: PGS.TS Đinh Văn Toàn, GS.TS Chau Huei-Chen

Hỡnh 4.1: S phõn b sõu b mt múng kt tinh min Bc Vit Nam

4.2. B MT CONRAD MIN BC VIT NAM
Cú th thy ba vựng chớnh cú nhng c trng khỏc nhau trong
b mt Conrad l vựng ụng Bc, vựng Sụng Hng v vựng Tõy Bc.


21

sõu n b mt ny cng dao ng trong mt khong khỏ rng t
xp x 10 km ti mt s cu trỳc vựng ven bin n khong 25 km ti
mt s ni vựng nỳi (hỡnh 4.2).
103

106

105

104

107

23

T R U N G Q U ốC

Đ
ĐĐĐ
Đ......NNN
NNNaaaaaa
RRRRRRììì
ììì

-1
6

-18

22

-18

-20

lạng sơn

Đ
Đ.....Sô
Đ
Đ
Đ
Sông
Sô
Sô
Sô
ngTh
ng
ng
ng
Th
Th
TT
T
Th
Th
Th
ươ
hư
ươ
ươ
hư
hư
ươ

ươ
ươ
ng
ơn
ng
ng
ơn
ơn
ng
ng
ng
ggg

g
ồồồnnnggg
H
HHHồ
nnngggggg
...SSSôôô
ĐĐĐgggg.
Đ

-1
8

thái nguyên

Sg.

hà tây

à

-14

ĐĐĐ...TTT
TTTrrruuu
SB Nội
ĐĐ
Đ
Đ..Bài
ĐĐ
..ĐĐĐrrruuunnnnnnggggggLLL
ưưườờờ LLLưưưưưươơơơơơnnn
nnnggg nnngggggg
111888

ng
Hồ

Sg. Đ

-18

-1
4

vĩnh phúc

phú thọ

4
-1

ààà
gggĐĐĐ
ôôônnn
...SSS
ĐĐĐggg

n
Sơơơơnnn
mỉỉm
mSSS
mm
ỉm
m
ỉỉỉỉỉm
BBBBBỉm
aaa----LLLLLLaaa
ơơơnnnnnn
...SSSSSSơơơ
ĐĐ
Đggggg..
ĐĐ

yên bái
Đg
Đ
ĐĐĐ

ggg.....NN
NNNggggghhh
hhhĩĩĩaĩĩa
ĩaaĩĩĩaaaaaLL
LLLộộộộộ
------KK
KKKiiim
iim
im
m
m
mm
miiim
BBBBBôôô
ôôiiiii

Sơn La

bắc kạn

tuyên Quang

nnn
êêêêêênnn
nnnYYYYYY
êiê
iê
iiiê
iêênnn
---TTTTTTiêiêiê

nnngggggg--BBBằằằằằằnnn
aaaoooooBBB
CCC
Caa
...C
Đ
ĐĐĐ
Đ. .

ảảảyyyyyy
CCChhhhhhảảả
nnggggCCC
SSôôôôônnn
ggg......SSS
ĐĐ
Đ
ĐĐ
Đggg

-20
điện biên

-18

lào cai

aaa
HHHóóóóóóaaa
mmmHHH
êiiê

iê
iiêiiê
iêêêmmm
hhhiê
ôôô
gggLLLLLLô
...CCCh
Đ
SSôôôôônnnnngg
ĐĐĐ.
ĐĐ
ĐĐ.....SSS
Đ

-2
4

-16

Đ
Đ
Đ.....HH
ĐĐ
HHààààààGGG
H
GGGia
ia
iannnnngg
iaia
ggg

cao bằng

-22
lai châu

òaaaaa
HHHòòò
nnngggg
uuuảảảảnn
QQQu
...Q
Đ
ĐĐĐ.

-1 6

Đ
ĐĐ
ĐĐ.....
SSSSSSôôô
ôônnnnngg
gggPPPPP
hhhhhóóó
óóĐ
ĐĐ
ĐĐ
Đááááá
yyyyy

nnnggggg
ưưươơơơơnnn
úúúúúúLLLLLưư
PP
PP
Phhh
------P
inininhhhhhh
M
M
M
M
Mininin
nnnnnM
...YYYYYYêêê
ĐĐ
ĐĐ
Đ
Đ...

hà giang

-24

chú
chú giải
giải

bắc giang

-16

Đ.
Đ.
Đ.
Yên
Yên
Yên
Đ.
Đ.Yên
Yê
Yê
Yê
Yên
Yên
Tử
Tử
Tử
nnnTử
Tử
Tử

TTửửửử
nnnTTT
YYYêêêêêênn
Đ
Đ..... YY
ĐĐ
g
ĐĐ

ơơơnnnnnnggg
LLLưưư
nnngggg L
TTrrrruuuun
T
.
T
.
.
.
ĐĐ
ĐĐ

quảng ninh

21

hai dương

hưng yên
hải phòng

Cg Hải Phòng

hoà bình

- 20

đẳng trị
giá trị

Đường
Đường đẳng
trị và
và giá
trị độ
độsâu
sâu mặt
mặt Conrad
Conrad

thái bình

ããã
Mããã
MM
MM
M
nnngggggg
SSSôôôôôônnn
.....SSS
ĐĐgggggg
ĐĐ
Đ

L àO

ninh bình

-14

nam định

Cửa Ba Lạt

thanh hoá

-16

Ranh
Ranh giới
giới các
các tỉnh
tỉnh

ĐÔ
NG

Hà Nội
Thủ
Thủđô
đôHà
Nội

hà nam

-14

Sg Mã

Đường

Đường biên
biêngiới
giới

-20

-12

Đứt
Đứt gãy
gãykiến
kiến tạo
tạo

20

BI
ểN

-12

-14

trúc
Cấu
Cấutrúc
trúc lõm
lõm
Cấu
Cấu trúc

trúc lồi
lồi

Thực hiện: NCS Lại Hợp Phòng

-18

nghệ an

4
-1

CBHD: PGS.TS Đinh Văn Toàn, GS.TS Chau Huei-Chen

Hỡnh 4.2: S phõn b sõu b mt Conrad min Bc Vit Nam

4.3. B MT MOHO MIN BC VIT NAM
Hỡnh thỏi b mt Moho trong phm vi nghiờn cu cng cú tớnh
phõn vựng khỏ rừ. i t góy Sụng Hng vn l di ranh gii rừ nht
ngn cỏch gia vựng ụng Bc v Tõy Bc vi cỏc c trng hỡnh thỏi
khỏc hn nhau (hỡnh 4.3). Nhỡn chung sõu n mt ny tng dn theo
hng t ụng nam lờn tõy bc vi giỏ tr di 26 km ti trung tõm


22

trng H Ni v ln nht n hn 40 km ti khu vc gúc tõy nam ca
vựng nghiờn cu thuc a phn tnh Lai Chõu, Lo Cai.

T R U N G Q U ốC

-34

ĐĐ
Đ....H
Đ
HHàààààà
H
GGG
Gia
G
iiia
iia
aaannnnnggggg

tuyên Quang

-36

chú
chú giải
giải

Đứt
Đứt gãy
gãy kiến
kiến tạo
tạo
Thực hiện: NCS Lại Hợp Phòng

21

Đ
Đ
Đ
g.
g.
Đ
Đg.
Sô
Sô
g.
g.Sô
Sông
Sô
ng
ngH
ng
H
Hiế
iế
H
iếuuuu
iế

ninh bình

ĐÔ
NG

thanh hoá

thái bình

nam định

BI
ểN

ããã
MM
MMããã
gggM
ôôônnnnnnggg
...SSSSSSôô
gggggg...
ĐĐ
Đ
Đ
ĐĐ

L àO

Thủ
Thủ đô
đô Hà
Hà Nội
Nội
Ranh
Ranh giới

giới các
các tỉnh
tỉnh

ửửử
nnTTTTTửửử
YYYêêêêênnn
nnnggggg
ĐĐĐ....YY
Đ
ưưươơơơơnnn
gggLLLLưư
rruuuunnnnggg
r
r
T
T
T
T
T
T
...
Đ
Đ
Đ...
ĐĐ
Đ

hoà bình

Đường
Đường đẳng
đẳng trị
trị và
và giá
giá trị
trị mặt
mặt Moho
Moho
Đường
Đường biên
biên giới
giới

-32
bắc giang
-31
Đ.
Đ.
Đ.Yê
Yê
Yê
YênnnnnnTử
Yê
Yê
Tử
Tử
Tử
Tử
Tử

quảng ninh

hai dương
hưng
yên
-27
hải phòng

hà nam -26

-36

-33

Đ
Đ
Đ...... Sô
thái nguyên
Đ
Đ
Đ
Sô
Sôôônng
SSSô
nng
nng
gggTT
Thhhhhhưưư
TT
ươ

ươ
ươ
ơơơnng
ng
nnng
ggg
8
-2
Đ
ĐĐ....
Đ
T
T
T
ĐĐĐ... TTTrrrruuuunnn
.
.
Đ
Đ
n
g
Đ
g
g
ĐĐưưưườ g LLLLư
-28
ờờờnnnnggg ưưươơơơnnn
ggg1111188 nnngggg
hà NOI
888

vĩnh phúc
-29

ggg
ồồồnnnnnnggg
HH
Hồồồ
HH
nnnggggg
SSSôôôôônnn
ggg.... S
ĐĐ
ĐĐ
Đgg

ààà
Đ
ĐĐ
Đààà
ĐĐ
nnngggggg
SSSôôôôôônnn
gggggg......SSS
ĐĐ
ĐĐ
Đ
Đ

Sơn La

phú thọ

22

lạng sơn

-30

-37

nnn
SSSSSSơơơơơơnnn
ỉỉỉỉmỉỉm
mm
m
------BBBBBB
LLLaaaaaa
nnnLL
SSSơơơơơ
ggg......SS
Đ
ĐĐĐg
-39 -38

ĐĐ
ĐĐ
Đggggg yên bái
....NNN
ggghhhĩĩĩ

ĩĩaĩaa L
LLLộộộộ
---KKK
iim
imm
BBBôôô
iii

êêênnnnnn
YYYYYYêêê
iiiêêiiêêênnnnnn
TTTiê
-----TTT
nnngggggg
BBBằằằằằnnn
ooooooBBB
CCCaaaaaa
ĐĐ......C
ĐĐ
Đ

bắc kạn

aaaaa
Hòòòòò
HHH
gggH
ảảảnnnnngg
QQQuuuuuuảả
ĐĐĐ

Đ.....QQ
Đ

aaaaa
HHóóó
mmHHH
mm
m
iêêiiêêêêêm
iiêiê
LLLôôôôôô
CChhhhhiii
CC
C
...C
n
n
nggggggLLL
Đ
ĐĐĐ
Đ. .
...SSSSSSôôôôôônnn
Đ
Đ
Đ
ĐĐ
Đ...
yyy
hhhảảảảảảyyy
CC

C
CC
Chhh
nnngggggg
SSSôôôôôônnn
......SSS
ĐĐ
Đgggggg
ĐĐ
Đ

Đ
Đ
Đg.
Đg
g.
g....Đ
Đg
Đg
Đ
Đ
Điện
Đi
Đi
Đi
iện
iện
iện
Đ
Đ

ệnBi
ện
ện
iện
iện
Bi
Biên
ên
Bi
ên-----La
ên
La
LaiiiiiiCh
La
La
Ch
Ch
Châu
Ch
âu
âu
âu
âu

-40

-38

cao bằng
-36

Đ
Đ....
ĐĐĐ
SSSSôôô
ôônnnnnnggg
gggPPPPPP
hhhhhhóóóóó
ĐĐ
Đááá
ĐĐ
Đ
áááyyyyyy

-35

lào cai

lai châu

điện biên

23
gg
ơơơnnnnnnggg
LLLưưưưưươơơ
hhúúúúúú L
PP
PPhhh
h-----PP

nnhhh
iniin
iin
Min
M
M
nnnM
YYYêêêêêên
ĐĐ
Đ.... Y
ĐĐ

hà giang

-39

107

7
-3

-36

-40

106

105

104

Đ
ĐĐ..
ĐĐ
...N
N
NN
NN
aaaRRR
ììì

103

nghệ an
Đ
Đ
Đg.
g.
g.
Đ
Đ
Sô
g.
g.
g. Sô
Sông
ng
Sô
Sô
ngCả

ng
ng
Cả
Cả
C
C
C
ảảả

CBHD: PGS.TS Đinh Văn Toàn, GS.TS Chau Huei-Chen

Hỡnh 4.3: S phõn b sõu b mt Moho min Bc Vit Nam

20


23

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
- Luận án đã xây dựng được mô hình cấu vận tốc vỏ Trái đất theo tài
liệu hai tuyến đo địa chấn sâu. Mô hình cấu trúc nhận được này không
chỉ phản ánh sự thay đổi vận tốc truyền sóng địa chấn theo chiều sâu mà
còn dọc theo chiều dài tuyến đo. Theo đó, bề dày lớp trầm tích thay đổi
mạnh từ 0 km tại các vùng lộ granit đến xấp xỉ 10 km tại các vùng
trũng. Vận tốc truyền sóng của lớp này cũng thay đổi mạnh từ dưới 1
km/s tại các lớp phủ gần trên bề mặt đến xấp xỉ 5 km/s tại phần đáy của
lớp. Vận tốc trong lớp granit thay đổi trong khoảng từ 6,1 km/s ở phần
trên đến 6,4 km/s ở phần đáy với bề dày lớp thay đổi trong khoảng 10
đến 18 km. Trong lớp bazan vận tốc xác định được trong khoảng từ 6,6
km/s đến 7,0 km/s ở phần trên và đáy lớp tương ứng. Bề dày lớp thay

đổi trong khoảng 12- 20 km tùy từng vị trí. Vận tốc lớp dưới vỏ được
cho bằng 8,0 km/s đến 8,1 km/s. Các mô hình này được dùng làm tài
liệu tựa để xây dựng mô hình cấu trúc vỏ Trái đất cho toàn miền Bắc
Việt Nam, đảm bảo độ tin cậy cao trong các kết quả tính toán.
- Đã xây dựng được sơ đồ phân bố các đới đứt gãy và hướng nghiêng
của các đới đứt gãy lớn trong khu vực nghiên cứu trên cơ sở phân tích
tài liệu trọng lực. Các đới đứt gãy chính này là ranh giới các khối cấu
trúc khác nhau và được sử dụng trong mô hình tính bài toán ngược trọng
lực như là các cạnh của đa giác với giá trị mật độ khác nhau.
- Thông qua kết quả địa chấn đã có, đã tiến hành phân tích kết hợp tài
liệu địa chấn và trọng lực dựa trên giải bài toán ngược trọng lực với mô
hình bài toán thuận địa chấn, đã xây dựng mối tương quan giữa mật độ
và vận tốc truyền sóng dọc dưới tuyến đo địa chấn cũng như giá trị mật
độ đất đá của các khối cấu trúc chính mà tuyến địa chấn cắt qua. Các giá
trị mật độ này là thông số quan trọng cho lập mô hình bài toán thuận
trong phân tích bài toán ngược trọng lực. Trên cơ sở phân tích kết hợp