Nghiên cứu áp dụng phương pháp đo sâu trường chuyển xác định quặng dẫn nằm sâu ở miền bắc việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT
----------------O0O--------------------

KIỀU HUỲNH PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TRƯỜNG CHUYỂN
XÁC ĐỊNH QUẶNG DẪN NẰM SÂU Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2015


2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT
----------------O0O--------------------

KIỀU HUỲNH PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TRƯỜNG CHUYỂN
XÁC ĐỊNH QUẶNG DẪN NẰM SÂU Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Ngành:

Kỹ thuật Địa vật lý

Mã số:

60520502

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Nguyễn Trọng Nga

Hà Nội - 2015


1
LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các tài liệu
tham khảo phục vụ nghiên cứu tôi đã xin ý kiến của các tác giả và cơng trình này
chưa được đăng trên bất cứ tạp chí hay báo nào.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này.
Hà nội, năm 2015
Học viên

Kiều Huỳnh Phương


2
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 7
1. Tính cấp thiết của đề tài:............................................................................. 7
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................... 7
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................... 7

4. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................. 7
5. Các phương pháp nghiên cứu ..................................................................... 8
6. Những điểm mới của luận văn .................................................................... 8
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................... 8
8. Cấu trúc luận văn....................................................................................... 8
CHƯƠNG 1 ................................................................................................. 10
PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TRƯỜNG CHUYỂN ........................................ 10
1.1. Sơ lược lịch sử phất triển phương pháp điện từ nói chung và phương
pháp đo sâu trường chuyển: ...................................................................... 10
1.1.1. Sơ lược lịch sử phát triển: ............................................................... 10
1.1.2. Xu hướng phát triển của phương pháp điện từ trên thế giới: ........... 14
1.1.3. Nghiên cứu và ứng dụng phương pháp điện từ và đo sâu trường
chuyển ở Việt Nam:.................................................................................. 16
1.2. Phương pháp đo sâu trường chuyển: .................................................. 19
1.3. Phương trình cơ bản và phương pháp giải bài toán trường chuyển. .... 20
1.3.1. Cơng thức tính độ dẫn điện hoặc điện trở suất biểu kiến: ................ 22
1.3.2 Công thức xác định độ dẫn chiều sâu  i (z ) ...................................... 23
1.4. Trường chuyển trên một số đối tượng điển hình: ............................... 26
1.4.1. Đối tượng vỉa mỏng nằm ngang: ..................................................... 26
1.4.1.1. Vỉa mỏng trên nền không dẫn: ..................................................... 26
1.4.1.2. Trường chuyển của vỉa mỏng trên nền dẫn: ................................. 33
1.4.2. Đối tượng hai vỉa mỏng song song: ................................................ 38
1.4.2.1. Tại tâm vòng dây phát: ................................................................ 40
1.4.2.2. Khi khung thu trùng khung phát: ................................................. 40
1.4.2.3. Các kết quả tính độ dẫn và độ dẫn dọc biểu kiến:......................... 41
1.4.3. Đối tượng quả cầu: ......................................................................... 44
1.4.3.1. Đo trường chuyển trên quả cầu dẫn nằm trong môi trường không
dẫn: .......................................................................................................... 44
1.4.3.2. Trường chuyển trên quả cầu nằm trong môi trường dưới lớp phủ
dẫn điện: ................................................................................................... 48

CHƯƠNG 2 ................................................................................................. 53
KỸ THUẬT ĐO, XỬ LÝ TÀI LIỆU ĐO SÂU TRƯỜNG CHUYỂN ......... 53
2.1. Máy móc thiết bị đo sâu trường chuyển: ............................................ 53
2.1.1. Sơ đồ nguyên tắc của máy đo sâu trường chuyển: ........................... 53
2.1.2. Các máy đo trường chuyển hiện nay: .............................................. 53


3
2.2. Phương pháp kỹ thuật thi công đo sâu trường chuyển: ....................... 54
2.2.3. Các hiệu ứng trường chuyển hỗn hợp ............................................. 55
2.2.4. Chỉnh lý sơ bộ và đánh giá chất lượng tài liệu: ............................... 56
2.3. Phương pháp xử lý tài liệu đo sâu trường chuyển: ............................. 57
2.3.1. Công thức đường cong độ dẫn theo thời gian:................................. 57
2.3.2. Công thức đường cong đo sâu trường chuyển theo chiều sâu: ......... 58
2.3.3. Phương pháp phân tích định lượng đường cong đo sâu trường
chuyển: ..................................................................................................... 59
2.3.4. Chiều sâu hiệu dụng của phương pháp đo sâu trường chuyển: ........ 60
2.3.5. Biểu diễn kết quả đo sâu trường chuyển: ........................................ 62
CHƯƠNG 3 ................................................................................................. 64
KẾT QUẢ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TRƯỜNG CHUYỂN.... 64
TRÊN MỘT SỐ ĐỐI TƯỢNG QUẶNG DẪN NẰM SÂU ......................... 64
Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM .......................................................................... 64
3.1. Máy móc và cơng tác thu thập tài liêu thực địa và công tác xử lý số liệu
trên 03 vùng nghiên cứu: .......................................................................... 64
3.1.1 . Máy đo sâu trường chuyển:............................................................ 64
3.1.2. Thiết bị đo và khối lượng đo sâu trường chuyển tại mỏ sắt Thạch Khê
– Hà Tĩnh: ................................................................................................ 67
3.1.3. Thiết bị đo và khối lượng đo sâu trường chuyển tại điểm khống hóa
đồng - niken Phan Thanh, tỉnh Cao Bằng: ................................................ 70
3.1. Thiết bị đo và khối lượng đo sâu trường chuyển tại điểm mỏ chì - kẽm

Bản Bó, tỉnh Cao Bằng: ............................................................................ 72
3.2. Phân tích số liệu trên 03 vùng thử nghiệm: ........................................ 73
3.2.1. Phân tích số liệu bằng phần mềm IX1D v3: .................................... 73
3.2.2. Phân tích số liệu đường cong độ dẫn theo chiều sâu σi(z): .............. 77
3.3. Kết quả phân tích số liệu đo sâu trường chuyển trên các vùng thử
nghiệm: .................................................................................................... 78
3.3.1. Khu mỏ sắt Thạch Khê, tỉnh Hà Tĩnh: ............................................ 78
3.3.1.1. Sơ lược đặc điểm nghiên cứu địa chất địa vật lý mỏ sắt Thạch Khê
................................................................................................................. 78
3.3.1.2. Kết quả đo sâu trường chuyển trên mỏ sắt Thạch Khê ................. 80
3.3.2. Khu mỏ đồng - niken Phan Thanh, tỉnh Cao Bằng: ......................... 87
3.3.2.1. Sơ lược đặc điểm địa chất địa vật lý mỏ đồng - niken Phan Thanh87
3.3.2.2 Kết quả phân tích số liệu đo sâu trường chuyển trên 02 tuyến đo:. 88
3.3.3. Khu mỏ chì – kẽm Bản Bó, tỉnh Cao Bằng: .................................... 92
3.3.3.1. Sơ lược đặc điểm địa chất địa vật lý mỏ chì – kẽm Bản Bó: ........ 92
3.3.3.2. Kết quả phân tích số liệu đo sâu trường chuyển trên 02 tuyến thử
nghiệm: .................................................................................................... 94
KẾT LUẬN ................................................................................................... 98


4
CƠNG KHOA HỌC TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ ............................................. 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 101


5
DANH MỤC HÌNH, ẢNH
Hình 1.1 – Mơ hình vỉa mỏng .......................................................................................... 26
Hình 1.2 - Đặc trưng chuyển tiếp d  0

Hình 1.3- Đặc trưng chuyển tiếp d #0 ........... 28

Hình 1 - Đỗ dẫn dọc theo thời gian: d  0 ...................................................................... 30
Hình 1.5 - Đỗ dẫn dọc theo thời gian: d #0 ...................................................................... 30
Hình 1.6 - Đỗ dẫn dọc theo độ sâu: d  0 ....................................................................... 30
Hình 1.7 – Đặc trưng chuyển tiếp: d #0

Hình 1.8 – Đặc trưng chuyển tiếp: d #0 .. 32

Hình 1.9 - Độ dẫn theo thời gian: d # 0 ........................................................................... 33
Hình 1.10 - Độ dẫn dọc theo thời gian: d # 0 ................................................................... 33
Hình 1.11 - Độ dẫn theo chều sâu: d # 0 .......................................................................... 33
Hình 1.12 – Mơ hình khung thu trùng khung phát:........................................................... 34
Hình 1.13 – Đồ thị đặc trưng chuyển tiếp ........................................................................ 34
Hình 1.14 – Độ dẫn theo thời gian ................................................................................... 37
Hình 1.15 – Độ dẫn theo chiều sâu .................................................................................. 37
Hình 1.16 – Đặc trưng chuyển tiếp .................................................................................. 37
Hình 1.17 – Độ dẫn theo thời gian ................................................................................... 38
Hình 1.18 – Độ dẫn theo chiều sâu .................................................................................. 38
Hình 1.19 – Mơ hình 02 vỉa mỏng ................................................................................... 39
Hình 1.20 – Độ dẫn theo thời gian ................................................................................... 39
Hình 1.21 – Độ dẫn dọc Sk theo tk .................................................................................. 39
Hình 1.22 – Độ dẫn Si theo chiều sâu ............................................................................. 40
Hình 1.23 – Độ dẫn theo chiều sâu ................................................................................. 40
Hình 1.24 – Mơ hình quả cầu dẫn nằm trong mơi trường khơng dẫn ................................ 44
Hình 1.25 – Đặc trưng chuyển tiếp E ............................................................................... 45
Hình 1.26 – Độ dẫn theo thời gian

Hình 1.27 – Độ dẫn theo chiều sâu .................. 46

Hình 1.28 – Mơ hình quả cầu dẫn nằm trong mơi trường dẫn........................................... 48
Hình 1.29 – Độ dẫn theo thời gian ................................................................................... 49
Hình 1.30 – Độ dẫn theo chiều sâu .................................................................................. 49
Hình 2.1: Phát và thu xung đổi chiều ............................................................................... 53
Hình 2.2a: Hiệu ứng phân cực ở thời gian sớm

Hình 2.2b:Hiện tượngphân cực siêu thuậntừ....... 55


6
Hình 2.2c: Hiệu ứng phân cực tổng hợp ở thời gian sớm................................................. 56
Hình 2.3: Hiệu ứng phân cực tổng hợp ở thời gian sớm ................................................... 58
Hình 2.4. Diễn giải của Mc Neill về đo sâu điện từ: ........................................................ 60
Hình 2.5 – Chu trình xử lý tài liệu đo sâu trường chuyển ................................................. 63
Hình 3.1: Máy thu Protem và máy phát TEM57-MK2 ..................................................... 64
Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thiết bị đo trường chuyển ........................................................... 67
Hình 3.3: Sơ đồ bố trí tuyến đo thử nghiệm khu vực mỏ sắt Thạch Khê – Hà Tĩnh .......... 69
Hình 3.4 - Sơ đồ bố trí thiết bị đo trường chuyển ............................................................. 70
Hình 3.5 - Sơ đồ bố trí tuyến đo điểm khống hóa đồng - niken Phan Thanh – Cao Bằng 71
Hình 3.6 - Sơ đồ bố trí thiết bị đo trường chuyển ............................................................. 72
Hình 3.7 - Sơ đồ bố trí tuyến đo điểm mỏ chì-kẽm Bản Bó, tỉnh Cao Bằng ...................... 73
Hình 3.8. Cửa sổ chính (Main Window), và cửa sổ ĐS (Sounding Window) của IX1D ... 75
Hình 3.9. Lập tuyến theo cách: a) Vẽ đường, b) Vẽ vùng. ................................................ 75
Hình 3.10. Cửa sổ tuyến Profile Window với cách hiện: .................................................. 76
a) Số liệu và mơ hình mơi trường, b) Mặt cắt điện trở ...................................................... 76
Hình 3.11.Sơ đồ địa chất khống sản mỏ sắt Thạch Khê – Hà Tĩnh ................................. 78
Hình 3.12. Sơ đồ trường từ và trọng lực vùng Thạch Khê ................................................ 79
Hình 3.13- Kết quả xử lý số liệu đo sâu trường chuyển tuyến T1 ..................................... 82
Hình 3.14- Kết quả xử lý số liệu đo sâu trường chuyển tuyến T2 ..................................... 84
Hình 3.15- Kết quả xử lý số liệu đo sâu trường chuyển tuyến T3 ..................................... 86

Hình số 3.16. Bản đồ trường từ vùng Phan Thanh............................................................ 87
Hình số 3.17. Sơ đồ địa chất khống sản vùng Phan Thanh............................................. 88
Hình 3.18- Kết quả xử lý số liệu đo sâu trường chuyển tuyến T1 ..................................... 89
Hình 3.19- Kết quả xử lý số liệu đo sâu trường chuyển tuyến T2 ..................................... 91
Hình 3.20- Sơ đồ kết quả công tác địa vật lý vùng mỏ Bản Bó, Cao Bằng ....................... 93
Hình 3.21- Kết quả xử lý số liệu đo sâu trường chuyển tuyến BB1 .................................. 95
Hình 3.22- Kết quả xử lý số liệu đo sâu trường chuyển tuyến BB2 .................................. 97


7
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Cơng tác địa vật lý là một trong những dạng công việc đi tiên phong trong
tìm kiếm, đánh giá khống sản dưới sâu. Trước đây, do hệ thống thiết bị và cơng
nghệ cịn hạn chế nên cơng tác địa vật lý tìm kiếm khoáng sản rắn chủ yếu là
phương pháp đo điện mới chỉ thực hiện nghiên cứu tới độ sâu khoảng 150m. Hiện
nay, với hệ thống máy địa vật lý hiện đại, công suất lớn đặc biệt là máy đo trường
chuyển, cùng với các phần mềm xử lý minh giải tài liệu mới đã cho phép nghiên
cứu đến độ sâu tới hơn 500m.
Cho đến nay chưa có cơng trình nào tập trung chủ yếu vào nghiên cứu, đánh
giá khoáng sản ở độ sâu lớn. Vì vậy, việc nghiên cứu, đánh giá quặng dưới sâu bằng
phương pháp địa vật lý hiện đại là hết sức cần thiết.
Trước hết cần áp dụng cho quặng dẫn điện là đối tượng quặng nhiệt dịch nằm sâu
và phương pháp có ưu thế đối với loại quặng này là phương pháp trường chuyển. Vì vậy
tác giả đã lựa chọn đề tài luận văn là: “Nghiên cứu áp dụng phương pháp đo sâu
trường chuyển xác định quặng dẫn nằm sâu ở miền Bắc Việt Nam”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu đánh giá khả năng áp dụng phương pháp đo sâu trường chuyển
và hiệu quả của phuong pháp trong tìm kiếm thăm dò quặng dẫn nằm sâu ở miền
Bắc Việt Nam.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là quặng dẫn điện nguồn gốc nhiệt dịch.
- Phạm vi nghiên cứu quặng sắt, quặng chì kẽm và quặng đồng nằm sâu đến
500m ở miền Bắc Việt Nam.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết về phương pháp đo sâu trường chuyển.


8
- Nghiên cứu về phương pháp kỹ thuật đo sâu trường chuyển.
- Áp dụng cho một số đối tượng: Mỏ sắt Thạch Khê Hà Tĩnh, mỏ Chì kẽm
Bản Bó Cao Bằng và mỏ đồng - niken Phan Thanh Cao Bằng.
5. Các phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết về đo sâu trường chuyển để hiểu biết sâu về phương pháp.
- Áp dụng thử nghiệm trên đối tượng đã biết để đánh giá khả năng của
phương pháp.
6. Những điểm mới của luận văn
Đã áp dụng thành công phương pháp xử lý tài liệu đo sâu trường chuyển là
đường cong độ dẫn chiều sâu σi(z) làm tăng độ phân giải và tính định xứ cho phép
khoanh định vị trí thân quặng trong không gian và được khẳng định ở 3 đối tượng
thử nghiệm tìm quặng dẫn nằm sâu ở miền bắc Việt Nam.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Kết quả của Luận văn sẽ định hướng cho các đơn vị hoạt động trong lĩnh vực
điều tra khoáng sản thực hiện các Đề án thăm dị quặng dẫn dưới sâu, góp phần
nâng cao hiệu quả kinh tế, địa chất trong việc tìm kiếm, phát hiện, đánh giá quặng
dẫn nằm sâu nên có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
8. Cấu trúc luận văn
Luận văn gồm phần mở đầu, 03 chương và phần kết luận được trình bày trong
101 trang với 58 hình.
Được sự hướng dẫn tận tình của PGS. TS Nguyễn Trọng Nga, tơi đã hồn

thành luận văn thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu áp dụng phương pháp đo sâu
trường chuyển xác định quặng dẫn nằm sâu ở miền Bắc Việt Nam”. Học viên xin
chân thành cám ơn thầy.
Học viên cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn tới Ban giám hiệu trường Đại
học Mỏ-Địa Chất, Phòng Đào tạo sau Đại học, Khoa Dầu khí, Bộ mơn địa vật lý,
Liên đoàn Vật lý – Địa chất, kỹ sư Nguyễn Văn Sửu và các bạn đồng nghiệp đã


9
cung cấp tài liệu và giúp đỡ tận tình giúp học viên trong suốt quá trình học tập,
nghiên cứu và hoàn thành luận văn.


10

CHƯƠNG 1
PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TRƯỜNG CHUYỂN
1.1. Sơ lược lịch sử phất triển phương pháp điện từ nói chung và phương pháp đo sâu
trường chuyển:
1.1.1. Sơ lược lịch sử phát triển:
a. Khái niệm về phương pháp điện từ:
Phương pháp điện từ là một trong các phương pháp địa vật lý phát triển
mạnh mẽ trong hai thập niên gần đây. Ðiều này thể hiện rõ trên các tạp chí chuyên
đề hàng đầu thế giới, như Geophysics (Mỹ), Geophysical Prospecting (châu Âu), ...
đã đăng tải hàng loạt các nghiên cứu cơ bản và ứng dụng điển hình của phương pháp
trong lĩnh vực nghiên cứu cấu trúc sâu và tìm kiếm thăm dị khoáng sản nằm sâu bao
gồm các phương pháp sau:
Phương pháp cảm ứng điện từ: phát trường theo tần số, ghi trường tổng cộng
do cảm ứng điện từ của các đối tượng dẫn điện có trong lát cắt.
Phương pháp trường chuyển: Phát xung, ghi trường thứ cấp ở thời gian nghỉ

cũng có bản chất cảm ứng do dịng xốy trong đối tượng dẫn trong vật quặng.
Phương pháp thiết lập trường: Cũng là phương pháp phát xung như phương
pháp trường chuyển nhưng do đối tượng dẫn trong tầng đất đá, nên được dùng để
nghiên cứu cấu tạo địa chất.
Phương pháp phân cực: Cũng là phương pháp phát xung đo trường thứ cấp do đối
tượng có bản chất điện hóa được kích thích khi có dịng điện thấm qua.
Vấn đề chủ yếu đối với mỗi phương pháp địa vật lý thăm dò là kỹ thuật đo
đạc và xử lý để tách được trường địa phương nằm ở độ sâu cần khảo sát và khả
năng dựng lại được mơ hình mơi trường ứng với quan sát đó. Chính ở đây, phương
pháp điện từ đều gặp các trở ngại cơng nghệ lớn, đó là quan sát được cả các nhiễu
do hiện tượng điện từ diễn ra liên tục ở khắp nơi, từ các biến động trong vũ trụ,


11
trong tầng điện ly đến các thiết bị điện công nghiệp và dân sinh, trong khi trường
điện từ địa phương liên quan đến đối tượng địa chất lại quá bé. Nỗ lực phát triển
thiết bị đo tín hiệu bé trong điều kiện nhiễu lớn như vậy đã không thành công trong
thời gian khá dài.
Vào giữa thế kỷ 20 các nhà địa vật lý đã hồn thiện viêc giải bài tốn trường
điện từ trong môi trường phân lớp, làm cơ sở cho việc lập ra các phương pháp đo
điện từ. Nội dung chính của phương pháp là nghiên cứu trường thứ cấp phát sinh
trong các khối vật dẫn điện trong lòng đất dưới tác động của trường ngoài.
b. Phân loại phương pháp theo nguồn gốc:
Từ nghiên cứu lý thuyết về nguồn trường và phương pháp quan sát trường,
đã hình thành ra hai nhóm phương pháp chính là:
* Các phương pháp trường điện từ tự nhiên, thực hiện quan sát trường điện
hay Từ Tellua phát sinh dưới tác động của biến đổi trường điện từ trong tầng điện ly
hoặc trong vũ trụ.
* Các phương pháp trường điện từ nhân tạo, thực hiện phát trường điện từ
vào môi trường, và quan sát hiệu ứng cảm ứng của môi trường thể hiện qua trường

điện từ thứ cấp phát sinh dưới tác động trường sơ cấp đó.
Các đo đạc với trường điện từ nhân tạo được thực hiện ở hai dạng:
- Đo trong miền tần số (Frequency Domain Electromagnetic - FDEM): Đo
đạc thực hiện chọn lọc với sóng dạng điều hịa ở các tần số khác nhau. Do hiệu ứng
Skin, hay còn gọi là hiệu ứng thấm của sóng điện từ phụ thuộc vào tần số, kết quả
đo ở mỗi tần số sẽ phản ánh trạng thái điện của đất đá ở khoảng độ sâu xác định.
Khi đo với nhiều tần số có dải phân bố tần số phù hợp, người ta giải được bài tốn
ngược về mơi trường phân lớp địa điện, và vì thế được gọi là đo sâu điện từ trong
miền tần số (FDEM Resistivity Sounding).
- Đo trong miền thời gian (Time Domain Electromagnetic - TDEM, hoặc
ngắn gọn là TEM): Đo đạc thực hiện với trường nguồn dạng xung nhảy bậc, và tín


12
hiệu đo do dịng xốy cảm ứng của các tầng dẫn điện phản ánh q trình thiết lập
trường trong mơi trường địa chất. Hiệu ứng cảm ứng của đất đá ở khoảng độ sâu
xác định sẽ thể hiện ở thời điểm xác định tính từ lúc có nhảy bậc trường. Khi đo với
nhiều thời điểm có dải phân bố thời gian phù hợp, người ta cũng giải được bài toán
ngược về mơi trường phân lớp địa điện, và vì thế được gọi là đo sâu điện từ trong
miền thời gian (TDEM Resistivity Sounding) hay còn gọi là đo sâu thiết lập trường.
Một dạng đặc biệt của loại này là phương pháp thăm dò điện cảm ứng xung: Phát
xung lặp lại nhiều lần và đổi chiều đo ở thời gian nghỉ. Tích tụ tín hiệu để hạn chế
nhiễu, tăng tín hiệu có ích.
c. Sự phát triển về cơng nghệ kỹ thuật đo ghi của phương pháp:
Ban đầu các quan sát này chỉ đo được khi phát dòng lớn ở thời gian muộn
(sau vài s) và chỉ cho phép nghiên cứu các tầng sâu dưới mặt đất từ 0,5 đến 10 km,
vì thế phương pháp gần như chỉ ứng dụng vào việc nghiên cứu các bể trầm tích có
triển vọng dầu khí hay các nghiên cứu địa chất khu vực.
Bước phát triển về cơng nghệ mang tính đột phá diễn ra vào những năm
1960, khi ra đời các thiết bị đo đạc gọn gàng và tin cậy hơn. Phương pháp điện từ,

đặc biệt là đo sâu điện từ trong miền thời gian (TEM) đã được phát triển ở Liên Xô
cũ, Canada, Mỹ, Australia, Thụy Điển, Đan Mạch, ... (Jørgensen, 2005), ứng dụng
vào tìm kiếm quặng dẫn điện ở dải từ mặt đất đến độ sâu cỡ vài trăm mét. Vì thế bố
trí định hướng nguồn phát và đầu thu khi đo đạc rất đa dạng. Điều này đã dẫn đến ra
đời hàng loạt các kiểu máy đo có nguyên lý hoạt động cụ thể khác nhau:
* Các máy đo cảm ứng tần số thấp bao gồm:
- Các máy VLF thực hiện đo với nguồn trường là các sóng đài phát thanh của
đài phát sóng tần thấp (10 ÷ 30 KHz), dùng cho phát hiện các khối có độ dẫn khác
nhau ở độ sâu nhỏ.
- Các máy đo cảm ứng điện từ trong miền tần số thấp (FDEM). Bộ máy thực
hiện phát dòng điện có dạng và tần số xác định vào cuộn dây phát, và đo giá trị


13
trường hiệu dụng với góc dịch pha nào đó, dùng cho xác định các khối có độ dẫn
khác nhau ở độ sâu nhỏ và vừa.
* Các máy đo điện từ trong miền thời gian (TDEM): Bộ máy thực hiện phát
dòng có dạng xung vng góc vào cuộn dây phát và đo giá trị trường tại những thời
điểm xác định tính từ lúc nhảy bậc dòng. Các thời điểm này gọi là cổng đo (gate).
Khi số cổng đo đủ lớn (trên 10) sẽ lập được đường cong đo sâu điện từ và dùng cho
phân tích xác định mơ hình phân lớp độ dẫn điện của môi trường địa chất bên dưới.
Phương pháp được dùng cho khảo sát từ độ sâu cỡ mét đến km.
Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân, có bản chất không phải cảm ứng điện
từ, nhưng cách thức thi công khá giống với đo điện từ. Phương pháp này thực hiện
phát trường từ qua vịng dây đo tín hiệu tuế sai của hạt nhân hydro 1H1, được kích
dịng sẽ cho ra phân bố theo độ sâu đến cỡ 150 m của nước ở cả hai dạng nước tự
do khai thác được và nước liên kết không tách hút được, chỉ chuyên dung để xác
định tầng chứa nước.
Đáng chú ý là đóng góp lớn vào việc phát triển phương pháp đo sâu điện từ
TDEM là các nhà địa vật lý người Nga: Bruria Kaufman, V.A Sidorop, F.M

Kamenhetski. Vào những năm 1975-1985, Liên Xô cũ đã chế tạo nhiều mẫu máy
như MПП-1, MПП-3, KACKAД, ... dùng cho đo sâu điện từ. Các máy này đã được
nhập vào nước ta và đã sử dụng vào tìm kiếm quặng dẫn điện ở nhiều vùng.
Các máy ra đời trước năm 1990 với công nghệ bán dẫn chưa có khả năng đo
tín hiệu ở thời gian sớm. Vì thế đo điện từ khi đó chỉ ứng dụng vào việc tìm kiếm
quặng dẫn điện là chính. Từ năm 1990 nhờ sự xuất hiện các máy cơng nghệ vi mạch
có khả năng đo các tín hiệu nhỏ ở thời gian sớm cỡ µs và sự có mặt các phần mềm
xử lý số liệu trên máy tính cá nhân, thì các nhà địa vật lý bắt đầu chú ý tới ứng dụng
đo điện từ vào tìm kiếm các đối tượng có độ dẫn điện yếu hơn, kể cả nước dưới đất.
Các hãng đã cho ra đời hàng loạt mẫu máy nhắm tới những đối tượng, cách thức đo
và phương tiện di chuyển khi đo đạc khác nhau. Phần lớn các hãng chế tạo máy đo
địa vật lý đều chế tạo máy đo điện từ gọn nhẹ, làm việc ỏ miền tần số. Tuy nhiên


14
việc chế các máy đo trong miền thời gian TDEM thường tập trung vào những hãng
duy trì được thế mạnh của mình. Những hãng này có:
Geonics Ltd., Canada, với các mẫu máy đo điện từ từ dạng đo đơn tần tương
đối nhỏ gọn EM-31, đến các bộ máy đo sâu TDEM như PROTEM 37, 47 và 57,
dùng cho khảo sát đến vài ngàn mét.
Zonge, Australia, trước đây phát triển máy đo điện từ TDEM loại Zonge đo
trên mặt đất, nay chuyển sang hoạt động nhiều trong đo sâu điện từ bằng máy bay
có cánh hay trực thăng với các máy như NanoTEM.
Alpha GeoInstruments, Australia, với kiểu máy đo điện từ TerraTEM dành
cho độ sâu đến 50 mét.
Những yếu tố nói trên đã đưa đến sự phát triển vượt bậc của phương pháp điện
từ, làm cho nó đang trở thành phương pháp đo điện quan trọng trong việc giải quyết
các nhiệm vụ khảo sát địa chất, mơi trường và tìm kiếm khống sản. Đặc biệt trong
việc tìm kiếm hay khảo sát nước dưới đất để khai thác hay bảo vệ môi trường, đo
điện từ đang trở thành phương pháp chủ đạo, do khả năng phân biệt đất đá theo độ

dẫn của khối đất đá, là tham số có quan hệ chặt chẽ với mức độ và tính chất chứa
nước của đất đá.
1.1.2. Xu hướng phát triển của phương pháp điện từ trên thế giới:
Từ những năm 1990, khi phương pháp điện từ trở lại chiếm lĩnh vị trí, đã
được thừa hưởng nhiều thành quả của tiến bộ KHKT trong đo đạc và tính tốn xử lý
số liệu. Vì thế những ưu việt của phương pháp càng ngày càng thể hiện rõ, và
những ứng dụng thực tiễn ngày càng phổ biến. Điều này thể hiện rõ trong các
chuyên khảo về thực tiễn và xu hướng ứng dụng phương pháp địa vật lý trong công
tác địa chất.
Robinson (2002), Allen (2004) tổng hợp và chú ý nhiều đến các phương
pháp điện từ, liệt kê tính năng của các máy đo điện từ hiện có trên thế giới, kèm
theo giá cả và năng suất làm việc. Cùng hàng chục nhà địa vật lý khác đã tổng quan


15
về phương pháp địa vật lý có thể dùng cho nghiên cứu thủy văn và tìm kiếm nước,
phân chia vùng nhiễm mặn, ...
Xét về các điển hình ứng dụng, có thể thấy các xu hướng:
- Tại Mỹ, Canada, Israel, ... là nơi có nhiều cơng trình cơng bố nhất, ứng
dụng cả hai dạng đo mặt cắt bằng máy đơn tần như EM31, EM34, và đo sâu bằng
máy TDEM như Geonics TEM 47, TEM 57.
- Tại Bắc Âu, các nước Đan Mạch, Thụy Điển, Na Uy và Phần Lan đều thực
hiện đo điện từ tìm kiếm nước, phân chia vùng nhiễm mặn, và cơng bố chi tiết kết
quả điển hình. Đặc biệt ở Đan Mạch đã thực hiện đo gần trùm lãnh thổ. Họ dùng
máy bay để đo bằng máy đơn tần. Để đo sâu điện từ trên mặt đất, họ chế tạo hệ
thống Pulled Array Transient Electromagnetic (TEM) và dùng máy kéo kéo hệ dây
đo theo tuyến. Bằng cách đó, đã thu được ảnh phân bố độ dẫn điện của mặt cắt.
Khối lượng điểm đo sâu của đề án này có thể đạt kỷ lục cao nhất, là 35000 điểm đo.
- Tại Australia, Mỹ, ... đo đạc đã dùng máy bay hoặc trực thăng. Họ thiết kế
ra vòng phát lớn, và dùng trực thăng bay đo sâu liên tục trên tuyến bằng máy đo đa

cổng (gate). Kết quả thu được là ảnh độ dẫn điện của mặt cắt, với độ sâu khảo sát từ
50 đên 150 m. Khi thực hiện xử lý 3D, sẽ cho ra kết quả tin cậy cao và rất trực
quan, phục vụ tốt cho minh giải tài liệu.
Cùng với sự phát triển thiết bị là việc phát triển phần mềm phân tích cũng
được các nhà địa vật lý quan tâm. Tuy nhiên dường như phần mềm thương phẩm và
tin cậy có xu hướng tập trung về các hãng độc quyền, có năng lực trong lập trình
nhận dạng và giải bài toán ngược địa điện, như Interpex (Mỹ).
Các cơ sở nghiên cứu, các trường đại học, như Trường Đại học Aarhus (Đan
Mạch) cũng cho ra phần mềm phân tích nhưng có tính chun biệt hơn. Các dạng
phần mềm miễn phí hoặc giá thấp thường để phục vụ cho giảng dạy hay quảng bá
phương pháp. Còn dạng chuyên biệt như để xử lý đo sâu điện từ liên tục với khả năng
nhận dạng tín hiệu và loại trừ nhiễu cao thì thường khơng phát hành thương phẩm.


16
Ðánh giá vị trí phương pháp điện từ trong thế kỷ 21, nhiều nhà địa vật lý đã
nêu ra phương pháp điện từ sẽ là phương pháp điện quan trọng trong việc tìm kiếm
khống sản, tìm nước dưới đất và cả trong điều tra môi trường (Christopherson
K.R., EM in the 21st Century – Looking for Oil, Gas and Water, 2002). Ðiều này có
được là do các yếu tố:
• Tùy thuộc thiết bị sử dụng, có thể khảo sát từ mặt đất đến độ sâu hàng ngàn mét.
• Ðo đạc khơng lệ thuộc vào điều kiện tiếp đất bề mặt như các phương pháp
đo điện khác, nên có thể làm việc tốt ở vùng sa mạc, bãi cát khơ, vùng đóng băng,
hoặc trong lỗ khoan khơng có nước.
• Cơng nghệ đo đạc và xử lý số liệu tiên tiến, có thể tự động hóa các khâu đo
đạc và xử lý số liệu ở mức cao.
• Tính định xứ của kết quả cao. Trong trường hợp tốt nhất, độ sâu nghiên cứu
có thể đạt đến 2,5 lần “kích thước thiết bị”, tức là kích thước mặt bằng cần bố trí để
đạt được độ sâu u cầu.
• Bố trí đo đạc thực địa đa dạng, từ đo trên mặt đất đến trên máy bay, ô tô,

tàu sông, hay tàu biển. Ðiều này cho phép chọn cấu hình đo phù hợp nhất để giải
quyết nhiệm vụ địa chất.
Với những thế mạnh trên đây, tại các nước phát triển thì phương pháp điện từ
đang thay thế dần phương pháp đo điện trở truyền thống vốn rất tốn kém về nhân
lực để thi công. Đối với nước ta, việc nắm bắt và ứng dụng phương pháp điện từ
vào cơng tác địa chất nói chung, và tìm kiếm nước nói riêng, là vấn đề cấp thiết và
sẽ mang lại hiệu quả thiết thực.
1.1.3. Nghiên cứu và ứng dụng phương pháp điện từ và đo sâu trường chuyển ở Việt Nam:
Do những hạn chế về trang thiết bị và trình độ cơng nghệ, nên việc nghiên
cứu và ứng dụng phương pháp điện từ ở Việt Nam cịn ít và chưa đầy đủ.
Ban đầu các quan sát điện từ phải phát dòng rất lớn cỡ vài tram Ampe, rất
tốn kém và chỉ cho phép nghiên cứu các tầng sâu dưới mặt đất từ 0,5 đến 10 km, vì


17
thế phương pháp gần như chỉ ứng dụng vào việc nghiên cứu các bể trầm tích có
triển vọng dầu khí hay các nghiên cứu khu vực. Ở nước ta, vào những năm 1960
dưới sự chỉ đạo của chuyên gia Liên Xơ để nghiên cứu vùng trũng Sơng Hồng phục
vụ tìm kiếm dầu khí. Các phương pháp đã thực hiện gồm có đo điện tellua, đo sâu
từ tellua và thử nghiệm đo thiết lập trường, trong đó phần quan sát là ghi vào băng giấy
ảnh biến thiên điện thế thu được trên cực thu MN ở thời gian thu lớn hơn vài giây.
Từ những năm 1970, Liên xô cũ sản xuất được các máy đo điện từ (trường
chuyển) dùng cho nghiên cứu tìm kiếm khống sản dẫn điện tốt, kích thước lớn ở
độ sâu vừa và nhỏ, điển hình là máy MΠΠ-1, MΠΠ-3, ...
Năm 1978, nước ta đã nhập máy MΠΠ-3 do TS Nguyễn Ngọc Lê tiến hành thử
nghiệm tìm kiếm quặng dẫn ở mỏ đồng Tạ Khoa (Sơn La) và Sinh Quyền (Lào Cai).
Đây chính là lúc thuật ngữ tên phương pháp xuất hiện ở Việt Nam với các ý
kiến khác nhau.
- Phương pháp trường chuyển do GS.TSKH Ngô Văn Bưu đề xuất và được
dùng đến ngày nay, là tên rất cô đọng, dựa trên bản chất phương pháp là nghiên cứu

quá trình chuyển tiếp của trường thứ cấp khi có thay đổi của trường từ kích thích
bên ngồi, thuật ngữ này là đúng với bản chất của phương pháp.
- Phương pháp điện từ, phản ánh bản chất vật lý của phương pháp, là bản
chất cảm ứng điện từ nhưng đo ghi trường tổng cộng, nên không thể hiện đúng bản
chất ghi trường thứ sinh do vật quặng dẫn điện.
- Phương pháp thiết lập trường cũng phát xung dòng, ghi trường thứ cấp sau
này được hiểu là nghiên cứu các tầng dẫn điện trong cấu trúc địa chất.
Năm 1985, bộ máy đo điện từ thế hệ vi mạch đầu tiên KACKAД được đưa vào
Việt Nam do GS.TS Sidorop người Nga áp dụng tại Viện Địa chất và Khống sản để
tìm kiếm quặng Sulfur chứa vàng tai Cẩm thủy Thanh Hóa. Sau đó một số bộ máy được
một số đơn vị và cá nhân khác ở Cục Địa chất và Khoáng sản và Trường đại học Mỏ và
Địa chất nhập để triển khai công tác nghiên cứu, sản xuất và giảng dạy cho các lĩnh vực
tìm kiếm khống sản dẫn điện tốt như Đề tài 44A-06-01 “Nghiên cứu dự báo định lượng


18
đưa tiến bộ KH-KT tìm kiếm nhanh quặng Pirit giàu ở Việt Nam ”, đề tài này do PGS,
TS Nguyễn Trọng Nga chủ trì đã nghiên cứu cơ sở lý thuyết của phương pháp và áp
dụng thành cơng trong tìm kiếm quặng Pirit giàu ở Việt Nam. Sau đó được áp dụng tìm
kiếm kim loại chơn dưới đất và tìm kiếm nước dưới đất ở độ sâu không lớn. Năm 1994,
máy KACKAД đã được Công ty CRA-E (Australia) sử dụng trong khảo sát quặng đồng
ở Đức Phổ, Quảng Nam.
Năm 1995 Công ty CRA-E cũng sử dụng phương pháp điện từ để khảo sát ở
mỏ chì kẽm Nà Tuổi (Chợ Đồn - Bắc Cạn). Công ty đã sử dụng máy SIROTEM để
đo với vịng dây phát lớn kích thước 800x800 m và dùng các khung thu nhỏ 3 chiều
để khảo sát bên trong vịng dây. Kết quả đã thu được tín hiệu trường chuyển góp
phần phát hiện ra tầng quặng chì kẽm ở độ sâu tới hơn 200 m.
Năm 2003, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam đã nhập bộ máy điện từ
thuộc thế hệ hiện đại PROTEM-57 MK2 của hãng Geonics có thể khảo sát đến độ
sâu 400 m kèm theo phần mềm phân tích xử lý tài liệu TEMIX-4. Thiết bị này đã

được Liên đoàn Vật lý Địa chất đưa vào áp dụng ở một số đề án địa chất.
Trong đề án tìm kiếm quặng sắt ở Cao Bằng năm 2003 do Đoàn 79 Liên
đoàn Vật lý thực hiện, đã đo sâu trường chuyển với kích cỡ khung dây phát
100x100 m. Kết quả đã xác định được vị trí của thân quặng sắt phục vụ cho việc đặt
lỗ khoan kiểm tra có hiệu quả.
Trong đề án khoanh định và dự báo khoáng sản vùng tây Huế do Liên đoàn
Vật lý thực hiện, đã đo sâu trường chuyển với khung dây 2x50x50 m, dòng phát 11
A với các trễ đo từ 0,007 đến 7 ms. Kết quả đã phát hiện được các dị thường có
triển vọng khống sản khống hóa thiếc ở Bình Điền huyện Hương Trà, khống hố
vàng ở A Ngo huyện A Lưới.
Trong các đề án tìm kiếm nước dưới đất ở các vùng trọng điểm thuộc tỉnh Hà
Giang do Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT miền Bắc chủ trì, Đồn 54 và Đồn 58 thực
hiện, đã đo sâu trường chuyển tại gần 20 vị trí khảo sát, với khung dây 2x50x50 m,
dòng phát 11 A với các trễ đo từ 0,04 đến 28 ms. Tại mỗi vị trí kết quả đo đã kiểm


19
chứng và cùng với các phương pháp địa vật lý khác xác định các điểm dị thường có
triển vọng, và đánh giá mức độ triển vọng chứa nước của dị thường đó từ nghèo đến
triển vọng cao. Tại một số dị thường đã thực hiện khoan tìm kiếm và đã gặp đới
chứa nước khai thác được.
Như vậy, mặc dù thiết bị đo điện từ PROTEM-MK2 mới được nhập và
phương pháp sâu trường chuyển mới chỉ chủ yếu được áp dụng trong tìm kiếm
khống sản dẫn điện tốt.
Lịch sử ứng dụng phương pháp điện từ và trường chuyển nói trên cho thấy
trong điều kiện cịn khó khăn về trang bị và điều kiện vật chất, nhưng ngành địa
chất đã đầu tư đúng mức để theo đuổi những tiến bộ khoa học kỹ thuật của thế giới,
và đã thu được kết quả tốt trong việc ứng dụng phương pháp điện từ để tìm kiếm
quặng dẫn điện. Ngày nay khi tiến bộ KHKT cho phép thì đã đầu tư kịp thời để tiến
đến ứng dụng các phương pháp và thiết bị hiện đại để đạt được hiệu quả tìm kiếm

thăm dị cao hơn.
1.2. Phương pháp đo sâu trường chuyển:
- Định nghĩa phương pháp:
Phương pháp đo sâu trường chuyển [3] là phương pháp đo sâu theo nguyên
lý thời gian dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ khi ngắt xung dòng chạy trong
vòng dây khơng nối đất, đo trường thứ cấp trong vịng dây thu ở dải thời gian sớm
từ vài μs đến vài chục ms, đo được chiều sâu từ vài chục mét đến vài trăm mét.
Chiều sâu khảo sát được tính theo hiệu ứng Skin
Z

k

t



0 k (t )

Bản chất của phương pháp trường chuyển là hiện tượng cảm ứng điện từ do
các đối tượng dẫn có trong mơi trường tạo thành dịng xốy. Đo trường thứ cấp của
dịng xốy gọi là tín hiệu trường chuyển.
-Phương pháp trường chuyển có các đặc điểm như sau:


20
- Phát dòng từ tạo bởi dòng điện chạy trong khung dây khơng nối đất do
dịng điện khơng chạy vào môi trường đất đá nên đo được ở vùng lớp phủ điện trở
cao như: cát khô, đá bazan, lớp phong hóa vùng cao ngun.
- Kích thước vịng dây có cạnh thường nhỏ hơn nhiều chiều dài hệ cực của
phương pháp điện trở (l << AB) nên rất khả thi, đồng thời có tính định xứ tốt do

trường ở đới gần mặt sóng là mặt trụ có bán kính mặt trụ bằng chiều cao hình trụ
r=z, vì thế mặt sóng lan rộng ra thì cũng đồng thời thấm xuống sâu hơn.
- Do phát trường từ nên trường thấm qua được lớp điện trở suất cao như: đá
vôi, thạch cao, muối mỏ để thấm xuống sâu.
- Khi nghiên cứu cấu tạo, tức nghiên cứu cấu trúc thì cần dịng phát lớn cỡ
vài chục Ampe.
1.3. Phương trình cơ bản và phương pháp giải bài toán trường chuyển.
Lý thuyết điện từ tổng quát đã được phát triển và hoàn thiện vào giữa thế kỷ
20 tại LB Nga do các nhà khoa học Nga như Kaufman, RM Kamenhetski. Phương
trình cơ bản của trường sóng điện từ tại điểm ngoài nguồn được xác định dựa trên
phương trình sóng Helmholtz:




 A k2 A0

(1.1)

Trong đó A là vectơ trường thế, k là số sóng.
Trong khảo sát địa chất ở độ sâu từ cỡ mét đến ngàn mét, chỉ sử dụng tần số
thấp, từ phần trăm Hz đến cỡ nửa kHz. Khi đó số sóng của trường điều hịa xác định
bằng biểu thức:
k2=i
trong đó:
ω: tần số sóng;
: độ thẩm từ của môi trường;
: độ dẫn điện của môi trường.

(1.2)

21
Thay vào phương trình (1.1) sẽ thu được phương trình trong miền tần số thấp
có dạng:




(1.3)

 A  i A  0

Vì vectơ trường thế A là đại lượng phức, có thể biểu diễn theo cơng thức


Euler, tức là:

A  A .e

 i t



A
  i A
t

(1.4)

Từ đó, phối hợp với (1.2) để thay vào (1.1) ta có được phương trình thấm có dạng:



A
 A  
0
t

(1.5)

Đo sâu trường chuyển thực hiện quan sát trường với nguồn kích dịng dạng
nhảy bậc. Nguồn này được biểu diễn bằng công thức Heavyside:
I = I0[1-ỉ(t)]
Khi bị kích dịng sẽ gây ra trường từ với véc tơ cảm ứng từ:
B = B0 1-(t)
với:

(t) = 0 khi t <0
(t) = 1 khi t >0






trong đó B là véctơ cảm ứng từ: B   H  rot A

(1.6)

Phương trình (1.5) với điều kiện nguồn như vậy thuộc nhóm lý thuyết các bài
tốn thấm, và được giải thông qua biến đổi Laplace từ các thành phần trường điều
hồ. Khi đó giải phương trình sóng điều hịa sẽ thu được nghiệm là véctơ thế điều






hòa A( ) . Mối quan hệ giữa A( ) với A(t ) tương ứng với miền trường điều hoà và
miền thời gian, cũng như quan hệ cường độ trường từ H() với H(t), và trường điện
E() với E(t), có dạng:


22
1
A( ) 
2

và

A(t ) 

1
2



 A(t )e

 i t

(1.7)

dt




 A( )



e  i t
d
 i

(1.8)

Công thức (1.8) cho phép chuyển kết quả bài tốn từ trường điều hịa sang
miền thời gian thong qua biến đổi Laplaxơ
Trong môi trường địa chất trừ quặng sắt thì độ thẩm từ  của đất đá ít thay đổi, cịn
độ dẫn điện  thì thay đổi nhiều theo loại, tính chất và trạng thái của đất đá. Đặc biệt với
quặng dẫn điện hoặc do sự phá hủy của đá cứng và mức chứa nước ở đó sẽ làm độ dẫn
điện tăng lên rất mạnh. Do đó giống như trong thăm dị điện với dịng khơng đổi, các quan
sát trường chuyển chủ yếu thay đổi của độ dẫn trong đất đá là chính.
1.3.1. Cơng thức tính độ dẫn điện hoặc điện trở suất biểu kiến:
Trong bài toán lý thuyết trường chuyển cho trường hợp nguồn trường tạo
bằng khung dây dạng tròn phát dòng điện I, đặt trên nửa khơng gian đồng nhất có
độ dẫn σ, sau khi áp dụng cơng thức (1.8) người ta đã tính được độ dẫn điện biểu

kiến  k (t ) và điện trở suất biểu kiến  k (t ) khi mơi trường là nửa khơng gian khơng
đồng nhất có dạng (Mc Neill, 1994; Kamenetski và Sidorop 1940):
2

5

 20 (t )  3  t  3
 k (t )   
  
 IS p S t    0 
2

(1.9)

5

1  IS p S t  3   0  3
 k (t )  
 
  20 (t )   t 

(1.10)

trong đó:
t

là thời gian tính ra sec;

I

là cường độ dịng điện chạy trong khung dây phát, tính bằng Ampe;

Sp, St là diện tích khung dây phát và khung dây thu, tính bằng m2;


23
(t)

là tín hiệu trường trường chuyển trong vịng dây có diện tích St

0 = 4.10-7 H/m

là độ thẩm từ trong khơng khí.

Cơng thức (1.9) và (1.10) là biểu diễn độ dẫn điện và điện trở suất biểu kiến
theo thời gian quan sát t tính từ lúc có ngắt xung dịng, là đường cong đo sâu của
phương pháp trường chuyển. Các cơng thức này có độ phân giải khơng cao và tính
định lượng yếu vì nó phụ thuộc vào thời gian t là tham số tỉ lệ với chiều sâu thấm Z
nên chứa thông tin về chiều sâu thấp.
Biểu thức tiệm cận đối với Sđđ khi khung thu trùng khung phát và khung thu
ở tâm khung phát là hoàn toàn trùng nhau. Điều kiện tiệm cận tương đương với điều kiện
vùng gần của trường thiết lập hoặc gần đúng với thiết bị lưỡng cực của trường. Điều này
thường thỏa mãn đối với thực tế áp dụng của phương pháp đo sâu trường chuyển.
Công thức (1.9) này gọi là công thức xác định độ dẫn thời gian, bởi vì với
một thiết bị đã cho các kích thước các khung thu, phát là Sn, Sr, biên độ xung dịng
I, đo được các tín hiệu trường chuyển ở thời gian t:  (t). Theo công thức (1.9,10) ta
xác định được độ dẫn thời gian  k t  . Thời gian càng lớn, chiều dầy lớp thấm của
trường chuyển càng sâu. Độ dẫn thời gian  k (t ) đặc trưng cho lớp dẫn biểu kiến
với chiều sâu tương ứng thời điểm đó
1.3.2 Cơng thức xác định độ dẫn chiều sâu  i (z )

Cơng thức độ dẫn thời gian có khả năng phân giải khơng cao và tính định xứ về
chiều sâu yếu, bởi vì nó là độ dẫn tương đương với một lớp đồng nhất có chiều dày
bằng chiều sâu thấm của trường chuyển ở thời gian t. Thời gian đo càng muộn lớp
thấm càng dày, chiều dày lớp thấm tùy thuộc vào độ dẫn mơi trường, kích thước
khung phát, thời gian sau khi ngắt dòng Kamznhetski đã nghiên cứu hiệu ứng Skin
trong đo sâu điện từ và lần đầu tiên đưa ra cơng thức tính chiều thấm sâu của trường
chuyển trên cơ sở quan niệm rằng chiều dày của lớp có dịng khơng đổi tạo ra trên
mặt đất trường từ bằng trường từ của dịng biến đổi chạy trong lớp có chiều dày z
và xác định được: