Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh MỤC LỤC  DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG MỞ ĐẦU Chương KHÁI QUÁT KHU VỰC NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – ĐỊA CHẤT THỦY VĂN CỦA KHU VỰC 1.1 Khái quát khu vực nghiên cứu thành phố Cà Mau 1.1.1 Giới thiệu tổng quan 1.1.2 Vị trí địa lý, địa hình thành phố Cà Mau 1.1.2.1 Vị trí địa lý 1.1.2.2 Đặc điểm địa hình 11 1.2 Đặc điểm khí hậu, thủy văn 11 1.2.1 Đặc điểm khí hậu 11 1.2.2 Đặc điểm thủy văn 12 1.2.2.1 Hệ thống sông rạch 12 1.2.2.2 Chế độ thủy văn 12 1.3 Đặc điểm địa tầng địa chất 13 1.4 Đặc điểm địa chất thủy văn 14 1.4.1.Các tầng chứa nước lỗ hổng 14 1.4.2 Các thành tạo địa chất nghèo nước 17 1.4.3 Kết luận 18 Chương 20 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN 20 2.1 Các phương pháp phóng xạ 21 2.1.1 Cơ sở vật lý - địa chất 21 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh 2.1.1.1.Các nguyên tố đồng vị phóng xạ tự nhiên 21 2.1.1.2 Hoạt tính phóng tự nhiên đá 22 2.1.1.3 Đơn vị đo độ phóng xạ 23 2.1.2 Phương pháp đo xạ tự nhiên gamma (GR) 25 2.1.2.1.Sơ đồ xạ gamma tự nhiên 25 2.1.2.2.Các yếu tố ảnh hưởng lên kết đo GR 26 2.1.2.3 Phạm vi ứng dụng 27 2.1.3 Phương pháp phóng xạ nhân tạo 28 2.1.3.1 Phương pháp Gamma mật độ (Gamma – Gamma) 29 2.1.3.2 Phương pháp carota nơtron 32 2.1.3.3 Phạm vi ứng dụng 34 2.2 Các phương pháp điện 35 2.2.1 Phương pháp đo điện trở suất hệ điện cực không hội tụ 37 2.2.2 Phương pháp đo điện trở suất hệ điện cực có hội tụ dòng 43 2.2.3 Ứng dụng phương pháp điện trở 44 2.2.4 Phương pháp điện tự phân cực – SP (Spotaneous Potential) 44 2.2.4.1 Sơ đồ đo điện tự phân cực 47 2.2.4.2 Đường cong SP giếng khoan 48 2.2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị SP 49 2.2.4.4 Phạm vi ứng dụng phương pháp SP 52 2.3 Phương pháp đo đường kính giếng khoan 52 2.3.1.Sơ đồ nguyên tắc phép đo 53 2.3.2.Các yếu tố ảnh hưởng 54 2.3.3 Áp dụng 54 2.4 Phương pháp đo nhiệt độ giếng khoan 55 2.4.1 Cơ sở vật lý – địa chất 55 2.4.2 Sơ đồ đo nhiệt độ lỗ khoan 56 2.4.3 Các phương pháp Carota nhiệt 57 2.4.3.1 Phương pháp trường nhiệt tự nhiên 57 2.4.3.2 Phương pháp trường nhiệt nhân tạo 58 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh 2.4.3.3 Phương pháp nghiên cứu trường nhiệt cục 59 2.4.4 Ứng dụng phương pháp carota nhiệt 60 CHƯƠNG 61 CƠ SỞ XÁC ĐỊNH TỔNG ĐỘ KHOÁNG HÓA CỦA NƯỚC DƯỚI ĐẤT 61 3.1 Các phương pháp xác định độ tổng khoáng hóa nước đất theo tài liệu địa vật lý lỗ khoan 62 3.1.1 Cơ sở phương pháp xác định độ tổng khoáng hóa 62 3.1.2 Các công thức tính toán 64 3.1.2.1.Tính độ tổng khoáng hóa M theo công thức 64 3.1.2.2 Tính tổng độ khoáng hóa theo bảng hệ thống tiêu chuẩn địa vật lý – địa chất thủy văn 65 CHƯƠNG 67 CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 67 4.1 Công tác chuẩn bị tài liệu: 68 4.2 Tính tổng độ khoáng hóa M nước đất 76 4.3 Kết xác định ranh giới mặn nhạt tầng chứa nước khu vực thị xã Cà Mau tuyến mặt cắt 77 KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT  Dh Đường kính lỗ khoan Cm inch GR Giá trị gamma đo CPS CPS Đơn vị đo gamma K Độ thấm ( hệ số thấm) m/ ngày Ra Điện trở suất biểu kiến Ω.m Rmf Điện trở dung dịch Ω.m Rxo Điện trở đới rửa Ω.m Rt Điện trở tầng chứa nước Ω.m Rw Điện trở nước vỉa Ω.m 10 SP Thế điện tự phân cực mV 11 ĐCTV Địa chất thủy văn 12 ĐVLGK Địa vật lý giếng khoan 13 ĐVL Địa vật lý Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ  Hình 1.1: Vị trí địa vùng nghiên cứu thành phố Cà Mau Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý đo GR Hình 2.2: Mô lượng tử photon va chạm không đàn hồi với nguyên tử Hình 2.3: Lượng tử photon va cham đàn hồi với nguyên tử Hình 2.4: Sơ đồ biểu diễn xạ gamma tán xạ Hình 2.5: Sơ đồ mô trình thấm hình thành đới thấm quanh thành giếng khoan Hình 2.6: Nguyên lý phép đo điện trở suất Hình 2.7: Hệ điện cực Hình 2.8: Hệ điện cực gradient 10 Hình 2.9: Sự khuếch tán muối từ nước vỉa dung dịch khoan từ dung dịch khoan vào vỉa 11 Hình 2.10: Sự hình thành lỗ khoan.EA hấp thụ ED khuyếch tán 12 Hình 2.11: Sơ đồ nguyên tắc đo SP giếng khoan 13 Hình 2.12: Ví dụ độ lệch SP từ đường cong sét đặc trưng 14 Hình 2.13: Sơ đồ nguyên tắc đo đường kính giếng 15 Hình 2.14: Sơ đồ nguyên lý phép đo nhiệt độ nhiệt kế điện trở 16 Hình 2.15: Sự phụ thuộc điện trở R đất đá chứa nước vào tổng độ khoáng hóa M nước 17 Hình 2.16: Sơ đồ vị trí lỗ khoan nghiên cứu 18 Hình 2.17: Mặt cắt ĐVL – ĐCTV tuyến 19 Hình 2.18: Mặt cắt ĐVL – ĐCTV tuyến 20 Hình 2.19: Ranh giới mặn nhạt tầng chứa nước thị xã Cà Mau n21 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG  Bảng 2.1: Các đơn vị đo phóng xạ thường dùng ĐVLGK Bảng 2.2: Hệ số hấp thụ tia gamma môi trường khác Bảng 2.3: Tỷ số mật độ electron mật độ khối số nguyên tố Bảng 3.1 Bảng hệ thống tiêu chuẩn địa vật lý – địa chất thủy văn Bảng 4.1: Tổng hợp độ sâu đo carota lỗ khoan Bảng 4.2: Kết tính toán tổng độ khoáng hóa theo tài liệu ĐVLGK Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh MỞ ĐẦU  Nước đất có quan hệ chặt chẽ với đời sống người, có trường hợp nước đất đem lại lợi ích cho người sinh hoạt sản xuất, ngược lại gây ảnh hưởng có hại với mức độ khác mà người phải khắc phục Do đó, để giải có hiệu vấn đề nước đất người ta phải tiến hành điều tra địa chất thủy văn nhằm phát hiện, xác định tổng độ khoáng hóa, độ nhiễm mặn, nghiên cứu quy luật chung nước đất Nó tài liệu, số liệu cụ thể để làm cho biện pháp khai thác, sử dụng mặt có lợi, khắc phục có hiệu mặt có hại nước đất Độ tổng khoáng hóa đại lượng đặc trưng cho tính chất mặn nước đất, thông số quan trọng thể chất lượng nước làm sở cho việc xác định ranh giới mặn nhạt tầng chứa nước Khóa luận tác giả đề cập sở lý thuyết phương pháp địa vật lý giếng khoan áp dụng xác định tổng độ khoáng hóa nước đất ranh giới mặn nhạt tầng Pliocen theo tài liệu địa vật lý giếng khoan thành phố Cà Mau Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh Chương KHÁI QUÁT KHU VỰC NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – ĐỊA CHẤT THỦY VĂN CỦA KHU VỰC Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh 1.1 Khái quát khu vực nghiên cứu thành phố Cà Mau 1.1.1 Giới thiệu tổng quan Cà Mau tỉnh cực nam Việt Nam thuộc vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long, có diện tích 5211 km2 với huyện, thành phố, 99 xã phường, huyện, thị trấn Dân số trung bình tỉnh triệu 2, mật độ dân 232 người/km2 Riêng thành phố Cà Mau mật độ dân 818 nguời/km2 Tiềm mạnh tỉnh nuôi trồng đánh bắt thủy hải sản, phát triển du lịch sinh thái, ngành công nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu, tổ hợp công nghiệp khí - điện - đạm Mặc dù có nhiều tiềm lợi Cà Mau tỉnh nghèo, chưa biết cách khai thác triệt để mạnh nên sống người dân gặp nhiều khó khăn 1.1.2 Vị trí địa lý, địa hình thành phố Cà Mau 1.1.2.1 Vị trí địa lý Cà Mau tỉnh tận phía Nam nước Việt Nam, tách từ tỉnh Minh Hải tháng 1/ 1997 Vị trí lãnh thổ điểm cực Nam 8o30’ vĩ độ Bắc ( thuộc xã Viên An huyện Ngọc Hiển ), điểm cực Bắc o33’ vĩ Bắc ( thuộc xã Biển Bạch huyện Thới Bình ), điểm cực Đông 105o24’ kinh Đông ( thuộc xã Tân Thuận huyện Đầm Dơi ), điểm cực Tây 104o43’ kinh Đông ( thuộc đất mũi huyện Ngọc Hiển ) Hình dạng tỉnh Cà Mau giống chữ V, có mặt tiếp giáp với biển Phía Bắc giáp tỉnh Kiên Giang (63km), Đông Bắc giáp Bạc Liêu (75km), Đông Đông Nam giáp biển đông, Tây giáp tỉnh Thái Lan Diện tích 5211 km2 Vùng nghiên cứu bao gồm phần tỉnh Cà Mau phần tỉnh Bạc Liêu (thành phố Cà Mau, huyện Thới Bình, Trần Văn Thời, Cái Nước, U Minh thuộc tỉnh Cà Mau phần huyện Giá Rai thuộc tỉnh Bạc Liêu); phía Bắc giáp huyện Thới Bình, phía Đông giáp huyện Giá Rai, phía Nam giáp huyện Cái Nước Đầm Dơi, phía Tây giáp huyện U Minh Trần Văn Thời Diện tích nghiên cứu: 578 km2, giới hạn tọa độ địa lý sau: Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh  Từ 9o6’49’’ đến 9o16’55’’ vĩ độ Bắc  Từ 105o03’08’’ đến 105o20’05’’ kinh độ Đông Hình 1.1: Vị trí địa vùng nghiên cứu thành phố Cà Mau 10 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh BIỂU ĐỒ VẬT LÝ LỖ KHOAN 81, CÀ MAU 70 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh BIỂU ĐỒ VẬT LÝ LỖ KHOAN 82, CÀ MAU 71 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh BIỂU ĐỒ VẬT LÝ LỖ KHOAN 83, CÀ MAU 72 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh BIỂU ĐỒ VẬT LÝ LỖ KHOAN 85, CÀ MAU 73 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh BIỂU ĐỒ VẬT LÝ LỖ KHOAN 215, CÀ MAU 74 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh BIỂU ĐỒ VẬT LÝ LỖ KHOAN CM4, CÀ MAU 75 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CÁC LỖ KHOAN NGHIÊN CỨU VÙNG TP.CÀ MAU Hình 2.16 Sơ đồ vị trí lỗ khoan nghiên cứu 4.2 Tính tổng độ khoáng hóa M nước đất Việc xác định tổng độ khoáng hóa M nước đất thường tiến hành lấy mẫu phân tích phòng thí nghiệm Nhưng thực cách cần phải có thời gian chi phí cao, không phù hợp với công tác thực tế cần phân tích nhanh trường Trong thực tế công tác nghiên cứu địa chất thủy văn, đặc biệt vùng đồng sông Cửu Long có đặc điểm ĐCTV phức tạp tồn lớp chứa nước mặn, nhạt xen kẽ nên cần phải xác định nhanh tổng độ khoáng hóa nước với độ xác phạm vi sai số cho phép để tiến hành công tác nghiên cứu nhanh 76 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh trường Để giải vấn đề này, người ta sử dụng phương pháp địa vật lý lỗ khoan để xác định tổng độ khoáng hóa nước đất Tính Rw theo điện trở tầng chứa nước Rt ta sử dụng công thức (3.4) Rw = 0,8525.Rt0,7024 với: Rt = R64 Tính tổng độ khoáng hóa M theo R w sử dụng công thức (3.7) để tính cho vùng Cà Mau M (mg/l) = 5384/Rw Tính tổng độ khoáng hóa M theo Rt ta sử dụng công thức (3.6) để tính cho vùng Cà Mau M (mg/l) = 8048,5.Rt-0,7189 Quá trình tính M (g/l) theo karota điện trở áp dụng theo phương pháp Rw Rt 4.3 Kết xác định ranh giới mặn nhạt tầng chứa nước khu vực thị xã Cà Mau tuyến mặt cắt Dựa vào kết tính toán chi tiết lỗ khoan 80, 81, 82, 83, 85, 215, CM4 ta xây dựng tuyến mặt cắt chi tiết biểu diễn hình (2.17, 2.18) vẽ ranh giới mặn nhạt tầng n21 sơ đồ vị trí lỗ khoan hình (2.19) 77 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh Tầng qp2-3 qp1 qp1 qp1 n2-2 n2-2 n2-2 n2-2 KÊT QUẢ TÍNH TOÁN ĐỘ TỔNG KHOÁNG HÓA THEO TÀI LIỆU ĐVLGK LK 80 LK 81 Rt Rw M1 M2 Độ sâu Rt Rw M1 M2 (Ohm.m) (Ohm.m) (g/l) (g/l) (m) Tầng (Ohm.m) (Ohm.m) (g/l) (g/l) 32 9.73 0.55 0.67 153-156 qp1 10 4.30 1.25 1.54 17 6.24 0.86 1.05 165-189 n2-2 21 7.23 0.74 0.90 28 8.85 0.61 0.73 201-214 n2-2 24 7.95 0.68 0.82 29 9.08 0.59 0.72 214-242 n2-2 22 7.48 0.72 0.87 22 7.48 0.72 0.87 250-256 n2-1 13 5.17 1.04 1.27 20 6.99 0.77 0.93 256-279 n2-1 12.5 5.03 1.07 1.31 20 6.99 0.77 0.93 12 4.88 1.10 1.35 Độ sâu (m) Tầng LK 82 Rt (Ohm.m) 83-88 112-146 226-250 250-255 262-268 274-308 320-330 qp2-3 qp1 n2-2 n2-2 n2-2 n2-1 n2-1 Độ sâu (m) 72-90 100-107 124-133 142-162 174-202 202-207 221-229 229-238 11 24 17 15 11 13 Rw (Ohm.m) 4.59 7.95 6.24 5.71 4.59 5.17 3.67 M1 (g/l) 1.17 0.68 0.86 0.94 1.17 1.04 1.47 M2 (g/l) Độ sâu (m) 1.44 0.82 1.05 1.15 1.44 1.27 1.81 78 Tầng 60-74 74-81 98-106 117-139 160-168 182-194 208-217 233-240 260-273 282-288 qp2-3 qp2-3 qp2-3 qp1 n2-2 n2-2 n2-2 n2-2 n2-1 n2-1 LK 83 Rt Rw (Ohm.m) (Ohm.m) 6 20 26 29 30 27 19 18.5 3.00 3.00 3.67 6.99 8.41 9.08 9.29 8.63 6.74 6.62 M1 (g/l) 1.79 1.79 1.47 0.77 0.64 0.59 0.58 0.62 0.80 0.81 M2 (g/l) 2.22 2.22 1.81 0.93 0.77 0.72 0.70 0.75 0.97 0.99 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh Độ sâu (m) 60-69 69-75 102-116 124-132 142-148 152-158 190-201 210-228 233-251 260-268 271-281 LK 85 Rt Rw M1 M2 Tầng (Ohm.m) (Ohm.m) (g/l) (g/l) qp23 3.99 1.35 0.72 qp23 11 4.59 1.17 1.44 qp23 14 5.44 0.99 1.21 qp1 18 6.49 0.83 1.01 qp1 32 9.73 0.55 0.67 qp1 27 8.63 0.62 0.75 n2-2 33 9.94 0.54 0.65 n2-2 37 10.77 0.50 0.60 n2-2 36 10.56 0.51 0.61 n2-1 28 8.85 0.61 0.73 n2-1 26 8.41 0.64 0.77 Độ sâu (m) 115-122 126-148 168-183 195-215 226-233 244-248 248-276 LK CM4 Rt Rw M1 M2 Tầng (Ohm.m) (Ohm.m) (g/l) (g/l) qp1 14 5.44 0.99 1.21 qp1 16 5.98 0.90 1.10 qp1 20 6.99 0.77 0.93 n2-2 27 8.63 0.62 0.75 n2-2 32 9.73 0.55 0.67 n2-1 28 8.85 0.61 0.73 n2-1 21 7.23 0.74 0.90 79 Độ sâu (m) 96-102 167-171.5 180-187 198-220 227-240 255-276 LK 215 Rt Rw M1 M2 Tầng (Ohm.m) (Ohm.m) (g/l) (g/l) qp23 29 9.08 0.59 0.72 qp1 58 14.77 0.36 0.43 n2-2 46 12.55 0.43 0.51 n2-2 70 16.85 0.32 0.38 n2-2 82 18.83 0.29 0.34 n2-1 56 14.41 0.37 0.45 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh MẶT CẮT ĐVL – ĐCTV TUYẾN Hình 2.17 Mặt cắt ĐVL – ĐCTV tuyến 80 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh MẶT CẮT ĐVL – ĐCTV TUYẾN Hình 2.18 Mặt cắt ĐVL – ĐCTV tuyến 81 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh SƠ ĐỒ RANH GIỚI MẶN NHẠT TẦNG PLIOCEN DƯỚI (n21) Hình 2.19 Ranh giới mặn nhạt tầng chứa nước thị xã Cà Mau n21 (số liệu M1, M2 tính trung bình) Chú thích: M1: tổng độ khoáng hóa tính theo công thức 3.7 M2: tổng độ khoáng hóa tính theo công thức 3.6 : ranh giới mặn nhạt A: vùng mặn B: vùng nhạt 82 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh KẾT LUẬN  Khóa luận đạt mục tiêu đề ra:  Tính tổng độ khoáng hóa nước đất tầng Pliocen Số liệu tính theo carota phù hợp với số liệu phân tích mẫu nước lố khoan  Xác định ranh giới mặn nhạt tầng Pliocen theo tài liệu ĐVLGK thành phố Cà Mau Đây vùng có nguồn nước đất Việc tính tổng độ khoáng hóa nước đất xác định ranh giới mặn nhạt cho tầng chứa nước Pliocen đóng vai trò quan trọng việc đánh giá trữ lượng nước ngầm phục vụ nhu cầu người dân 83 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Vân Anh TÀI LIỆU THAM KHẢO  [1] - Nguyễn Hồng Bàng (2006), luận án tiến sĩ: Nghiên cứu phương pháp đánh giá khả chứa nước tổng độ khoáng hóa nước đất đồng sông Cửu Long theo tài liệu địa vật lý lỗ khoan - Trường Đại Học Mỏ - Đia Chất – Hà Nội [2] - Tống Đức Liêm :Báo cáo tìm kiếm đánh giá nước đất khu vực thành phố Cà Mau (phần 1, 2) [3] - Nguyễn Văn Phơn Hoàng Văn Quý (2004), Địa vật lý giếng khoan - Nhà xuất giao thông vận tải – Hà Nội [4] - Nguyễn Hồng Bàng: Tuyển tập báo cáo, hội nghị khoa học kỹ thuật đại vật lý Việt Nam lần thứ 5: Tính thông số tầng chứa nước theo tài liệu carota - hiệu cao thiết kế, xây dựng giếng khai thác nước tầng sâu đồng sông Cửu Long [trang 228 - 231] [5] - Cùng số khóa luận anh chị khóa trước 84