See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/275465699 APPLICATION OF POWER DENSITY SPECTRUM OF MAGNETIC ANOMALY TO ESTIMATE THE STRUCTURE OF MAGNETIC LAYER OF Article · December 2014 DOI: 10.15625/1859-3097/14/4A/6040 CITATIONS READS 282 1 author: Trung Nguyen Nhu Vietnam Academy of Science and Technology 19 PUBLICATIONS 46 CITATIONS SEE PROFILE Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Marine Geo-environment View project Application of hydrogeology modelling methods to forecast the saltwater intrusion of coastal zone; grain size analysis of soil samples and sedimentary samples; analysis to determine mineral components View project All content following this page was uploaded by Trung Nguyen Nhu on 27 April 2015 The user has requested enhancement of the downloaded file Tạp chí Khoa học Công nghệ Biển; Tập 14, Số 4A; 2014: 137-148 DOI: 10.15625/1859-3097/14/4A/6040 http://www.vjs.ac.vn/index.php/jmst NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ MẬT ĐỘ NĂNG LƯỢNG TRONG XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC LỚP TỪ TÍNH VỎ TRÁI ĐẤT KHU VỰC VỊNH BẮC BỘ Nguyễn Như Trung*, Bùi Văn Nam, Nguyễn Thị Thu Hương, Thân Đình Lâm Viện Địa chất Địa vật lý biển-Viện hàn lâm Khoa học Công nghệ việt Nam * E-mail: nntrung@imgg.vast.vn Ngày nhận bài: 5-10-2014 TÓM TẮT: Bài báo trình bày kết nghiên cứu áp dụng phương pháp phổ mật độ lượng dị thường từ việc xác định độ sâu lớp từ tính vỏ Trái đất khu vực vịnh Bắc Bộ Kích thước cửa số tính toán phụ thuộc vào độ sâu địa hình mặt ranh giới khảo sát mô hình số liệu thực tế Kết cho phép xác định kích thước cửa sổ tính toán phù hợp cho việc xác định độ sâu mặt ranh giới từ tính khu vực vịnh Bắc Bộ Kết phân tích số liệu dị thường từ xây dựng đồ độ sâu mặt ranh giới mặt ranh giới (mặt Curie) lớp từ tính vỏ trái đất khu vực vịnh Bắc Bộ Độ sâu mặt ranh có chiều sâu thay đổi từ km dọc theo bờ đến 14 km khu vực trung tâm bồn trũng sông Hồng Độ sâu điểm Curie tính toán thay đổi từ 11 - 26 km Mặt Curie có độ sâu khoảng 16 km trung tâm bồn trũng sông Hồng Kết phân tích cho thấy mặt Curie có mối tương quan chặt chẽ với phân bố dòng nhiệt địa hình mặt Moho khu vực Mặt Curie nằm nông mặt Moho khu vực nghiên cứu Từ khóa: Phổ mật độ lượng, điểm Curie, bồn trũng sông Hồng, dị thường từ MỞ ĐẦU Việc xác định cấu trúc nhiệt vỏ Trái đất có ý nghĩa quan trọng nghiên cứu, luận giải vấn đề địa chất, kiến tạo như: kiểu biến dạng vỏ, độ sâu vùng biến dạng dẻo, cứng, chế độ địa nhiệt khu vực, vùng địa chấn, dạng lún chìm/nâng trồi, độ trưởng thành vận chất hữu bồn trầm tích … Để giải toán cấu trúc nhiệt vỏ Trái đất, phương pháp sử dụng phổ biển hiệu phương pháp phổ mật độ lượng dị thường từ để xác định chiều sâu mặt Curie vỏ Trái đất [1-4] Chiều sâu mặt Curie độ sâu khoáng vật từ tính bị chuyển trạng thái từ trạng thái có từ tình sang trạng thái không từ tính hiệu tác dụng tăng nhiệt độ vỏ Trái đất theo chiều sâu đến khoảng 5800C Spector Grand, 1970, đề xuất phương pháp xác định độ sâu trung bình mặt ranh giới từ tính sở xác định góc nghiêng đường log phổ mật độ lượng Phương pháp sau loạt tác giả khác phát triển ứng dụng cho việc xác định độ sâu mặt Curie cho nhiều vùng khác giới [1, 5-8] Trong trình phát triển phương pháp để xác định độ sâu mặt Curie, phương pháp phân tích phổ mật độ lượng chia thành hai phương pháp phương pháp đỉnh phổ phương pháp điểm trung tâm Theo phương pháp đỉnh phổ, dựa mối quan hệ vị trí đỉnh phổ (kpic) đường cong phổ mật độ lượng (vị trí đường cong phổ mật độ đạt giá trị cực 137 Nguyễn Như Trung, Bùi Văn Nam, … đại) với giá trị độ sâu mặt ranh giới (zt) mặt đáy (zb) lớp từ tính theo công thức: k pic  ln zb  ln zt zb  zt Bằng cách giải theo phương pháp lựa chọn người ta xác định giá trị zb [8, 10] Phương pháp đỉnh phổ có hạn chế đỉnh phổ lúc xuất đường cong phổ, nguyên nhân kích thước cửa sổ tính toán không đủ lớn, nguồn số liệu không đủ dày chất lượng số liệu không tốt … [1] Do đó, người ta thường phải tăng dần kích thước cửa sổ tính toán đỉnh phổ xuất Với cách này, phải mở rộng kích thước cửa sổ lớn dẫn đến kết đạt có độ phân giải xác thấp, đặc biệt khu vực có gradient địa hình mặt ranh giới thay đổi lớn [9] Phương pháp điểm trung tâm xác định độ sâu điểm Curie gián tiếp thông qua xác định độ sâu mặt ranh giới (zt) điểm trung tâm (z0) lớp nguồn hệ số góc nghiêng đoạn thẳng phổ mật độ lượng đường tỷ số phổ mật độ lượng số sóng [5, 6, 8] Bằng cách người ta giảm đáng kể kích thước cửa số tính phổ, tăng độ phân giải độ xác phương pháp Hình Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu (a) đồ dị thuờng từ (b) Trong báo tác giả trình bày kết nghiên cứu áp dụng phương pháp phổ 138 mật độ điểm trung tâm để xác định cấu trúc mặt Curie cho khu vực vịnh Bắc Bộ (hình 1a) theo Nghiên cứu áp dụng phương pháp phổ mật … số liệu dị thường từ Nguồn số liệu dị thường từ sử dụng tính toán (hình 1b) thành lập sở nguồn số liệu CCOP [11], Trung tâm Địa chất Khoáng sản biển, Viện Địa chất Địa vật lý biển (đề tài KC09.09/11-15) [12] Bằng kết nghiên cứu mô hình số liệu thực tế, báo xác định kích thước cửa sổ thích hợp cho trình tính toán đồ độ sâu mặt ranh giới mặt ranh giới Curie (mặt ranh giới dưới) cho khu vực vịnh Bắc Bộ KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU Khu vực nghiên cứu thuộc vịnh Bắc Bộ (hình 1) bao gồm hai đơn vị cấu trúc Bể Bắc Bộ phía đông bắc Bể Sông Hồng phần trung tâm vịnh Bắc Bộ khu vực có điều kiện địa chất - kiến tạo phức tạp, nơi hình thành hai bể trầm tích lớn có phương trực giao Bể Sông Hồng định hướng theo phương tây bắc - đông nam Bể Bắc Bộ định hướng theo phương đông bắc - tây nam Mặc dù hai bể trầm tích nằm gần đặc trưng cấu trúc chúng hoàn toàn khác biệt Chiều dày trầm tích trước Kz khu vực trung tâm Bể Sông Hồng lên đến 14 km [13] hay tổng chiều dày trầm tích 17 km [14] Khu vực Bể Bắc Bộ chiều dày khoảng - km [15] Chiều dày vỏ Trái đất khu vực mà biến đổi mạnh Tại khu vực Bể Sông Hồng mặt Moho nâng cao đến 22 - 24 km làm cho chiều dày vỏ Trái đất khoảng 10 - 12 km Trong khi, khu vực Bể Bắc Bộ chiều dày vỏ trái đất trước Kz khoảng 28 - 24 km [1] Hệ thống đứt gãy phát triển mạnh khu vực bao gồm đứt gãy tây bắc - đông nam, đông bắc - tây nam, kinh tuyến vỹ tuyến [12] Trong đó, hệ thống đứt gãy dịch chuyển trái tây bắc đông nam sông Hồng hệ thống đứt gãy sâu lớn có chế độ hoạt động phức tạp nhiều thời kỳ khác khu vực Hệ thống đứt gãy phát triển dọc theo Bể Sông Hồng yếu tố quy định lên khung cấu trúc bể Hệ thống đứt gãy sâu đông bắc - tây nam phát triển dọc Bể Bắc Bộ hệ thống đứt gãy quy định lên khung cấu trúc bế Bắc Bộ Chế độ địa nhiệt khu vực phức tạp, thay đổi mạnh từ bể trầm tích sang bể trầm tích mà bể trầm tích Tại khu vực Bể Sông Hồng giá trị dòng nhiệt thay đổi từ 56,6 mW/m2 khu vực phía nam Bể Sông Hồng thuộc lô dầu khí 118, 119, 120 đến 147 mW/m2 khu khơi Huế thuộc lô 113, 114, 115 khu vực miền võng Hà Nội [17] Tại khu vực Bể Bắc Bộ, dòng nhiệt thấp có giá trị trung bình khoảng 65,7 mW/m2 CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ MẬT ĐỘ NĂNG LƯỢNG Giả sử có lớp nguồn từ tính nằm ngang, có chiều sâu đến ranh giới nhỏ nhiều so với tỷ lệ ngang nguồn từ độ từ hóa M(x, y) hàm ngẫu nhiêu x y, phổ mật độ lượng trường dị thường từ tổng độ từ hóa xác định theo phương trình sau [9, 10]: T  k x , k y   M  k x , k y  F  k x , k y  F  k x , k y   4 C m  m 2 (1)   f e 2 k z  e  k  z  z  t b t  Trong T M tương ứng phổ mật độ lượng trường dị thường từ tổng độ từ hóa; kx ky số sóng theo trục ox oy; zt , zb chiều sâu đến ranh giới ranh giới lớp nguồn từ (hình 2); Cm số tỷ lệ,  m  f tương ứng góc nghiêng từ hóa nguồn hướng trường từ Trái đất Trong công thức (1)  m  f M  k x , k y  số [9] Khi trung bình xuyên tâm T  k x , k y  [7]:  T  k   Ae 2 k z  e  k  z t b  zt   (2) Với k số sóng ( k= k x  k y = 2/); A số Thực logarit tự nhiên hai vế phương tình (2) được: ln T  k    ln A  k zt  ln 1  e  k  z  z   (3) b t 139 Nguyễn Như Trung, Bùi Văn Nam, … Với bước sóng nhỏ khoảng lần chiều dày lớp, phương trình (3) xấp xỉ thành: ln T  k    ln B  2kzt (4) Trong B số Phương trình (4) phương trình tuyến tính theo zt với hệ số góc 2k, ước tính zt ½ giá trị hệ số góc nghiêng đường phổ mật độ lượng dị thường từ T (vế trái phương trình (4)) mối quan hệ zt , z0 zt dễ dàng xác định zt , theo công thức sau [7]: zb= 2z0 - zt (8) Từ công thức (4), (7) (8) tiếp hành lập chương trình tính toán Matlap để xác định ranh giới (zt) ranh giới (zb) lớp từ tính Sử dụng chương trình tiến hành kết tính toán Mặt khác, đặt z0 độ sâu điểm điểm lớp từ tính (hình 2) thay z0 vào phương trình (2), tiến hành số phép biến đổi nhận phương trình biểu diễn phổ mật độ lượng giá trị trường từ theo tham số zt, z0 zb sau [7]: T  k 12   De  k z  e  k  z  z   e  k  z  z   t b (5) Với D số Tại vùng có bước sóng dài (k nhỏ), phương trình (5) xấp xỉ thành phương trình sau [7]: T  k 12    De  k z e  k   zt  zb    e  k  z  zb  t  (6)  De  k z k d Với 2d chiều dày lớp từ tính Thực logarit tự nhiên hai vế phương trình (6) ta được:  ln T  k    k   ln E  kz0  (7) Với E số Phương trình (7) phương tình tuyến tính biến z0 với hệ số góc k, vậy, xác định chiều sâu điểm trung tâm z0 tỷ số bậc hai hệ số góc nghiêng đoạn đường cong phổ mật độ lượng số sóng phần số sóng nhỏ dị thường từ T (vế trái phương trình (7)) Với zt z0 xác định từ đường cong phổ mật độ lượng theo (4 7), vậy, từ 140 Hình Mô hình mô lớp từ tính vỏ Trái đất, zt chiều sâu đến mặt ranh giới trên, zb chiều sâu đến mặt ranh giới z0 độ sâu đến điểm lớp từ tính CÁC KẾT QUẢ TÍNH Xác định kích thước cửa sổ tính toán phổ mật độ lượng Sự phụ thuộc kết tính toán vào kích thước cửa sổ Như biết, độ xác kết phương pháp phổ mật độ lượng phụ thuộc lớn vào kích thước cửa sổ tính toán Để có khảo sát phụ thuộc này, sử dụng mô hình hiệu ứng dị thường từ gây mặt ranh giới [19] có diện tích 220 × 220 km chiều sâu trung bình 4,17 km (hình 2) Độ từ hóa lựa chọn 2,6 A/m tương ứng độ từ hóa đá phun trào bazan [20], độ từ khuynh độ từ thiên trường từ Trái đất lựa chọn 300 -1,750 (tương ứng với vĩ độ trung tâm khu vực vịnh Bắc Bộ), hướng từ hóa đối tượng gây trường trùng với góc từ hóa trường từ Trái đất Nghiên cứu áp dụng phương pháp phổ mật … a) b) Hình (a) Sơ đồ địa hình mặt ranh giới từ tính có độ sâu trung bình 4,2 km, độ từ hóa 2,6 A/m, D = 300 I = -1,750 vị trí, kích thước cửa sổ tính toán (khung ô vuông); (b) sơ đồ trường dị thường từ mặt ranh giới (a) gây Trên sở đồ dị thường từ gây mặt ranh giới, khảo sát cửa sổ có kích thước cửa sổ tính toán 33 × 33 km, 44 × 44 km, 55 × 55 km, 66 × 66 km, 110 × 110 km 165 × 165 km tương ứng gấp 8, 10, 13, 16, 26, 39, 53 chiều sâu trung bình mặt ranh giới cửa sổ khảo sát Hình đồ thị đường phổ mật độ lượng dị thường từ (hình 3b) ứng với kích thước cửa sổ nêu Bảng kết xác định độ sâu đến mặt ranh giới theo đường phổ hình Từ Bảng cho thấy với cửa số tính toán lớn khoảng 10 lần chiều sâu trung bình mặt ranh giới kết tính toán với độ xác khoảng từ 1,1 - 2,5% đến kích thước cửa sổ (ở > 16 lần) việc tăng kích thêm kích thước cửa số làm cho độ xác lại thấp Khi cửa số có kích thước nhỏ 10 lần chiều sâu trung bình kết cho độ xác thấp (trường hợp kích thước cửa sổ gấp lần chiều sâu trung bình kết cho sai số 26,7%) Bảng Kết tính độ sâu mặt ranh giới theo đường phổ có kích thước cửa sổ tính toán khác STT Kích thước cửa sổ (km) Độ sâu thực (km) Độ sâu tính toán (km) Sai số (%) Kích thước cửa sổ/độ sâu (lần) 33 × 33 4,25 3,11 26,7 44 × 44 4,14 4,25 2,5 10 55 × 55 4,25 4,16 1,7 13 66 × 66 4,25 4,2 1,1 16 110 × 110 4,24 4,28 2,0 26 165 × 165 4,22 4,41 2,2 39 141 Nguyễn Như Trung, Bùi Văn Nam, … Hình Đường cong phổ mật độ lượng tính với cửa sổ tính toán có kích thước khác 33 × 33 km (a1) , 44 × 44 km (a2), 55 × 55 km (a3), 66 × 66 km (a4), 110 × 110 km (a5) 165 × 165 km (a6) Ảnh hưởng yếu tố địa hình mặt ranh giới đến kết tính toán Kết thu từ phương pháp phổ mật độ lượng độ sâu trung bình diện tích cửa số tính toán Do phương pháp có độ xác cao áp dụng cho khu vực địa hình tương đối phẳng, ngược lại địa hình mặt ranh giới thay đổi mạnh kết 142 có độ tinh cậy thấp Để có đánh giá ảnh hưởng yếu tố địa hình vào kết tính toán, khảo sát phương pháp mô hình cho trường hợp có địa hình thay đổi khác có độ sâu trung bình không thay đổi 8,5 km Mức độ thay đổi địa hình đánh giá thông qua độ lệch chuẩn [21] 0,8; 9,5; 12,5; 17; 26 30% Độ từ hóa chọn 2,6 A/m, hướng từ Nghiên cứu áp dụng phương pháp phổ mật … hóa đối tượng gây trường trùng với góc từ hóa trường từ Trái đất Kích thước cửa sổ chọn 10 lần độ sâu trung bình mặt ranh giới Kết tính toán cho trường hợp địa hình mặt ranh giới có độ lệch chuẩn khác thể bảng 2: độ lệch chuẩn lớn kết tính cho sai số lớn, với địa hình có độ lệch chuẩn nhỏ 17% độ xác phép tính có sai số  4,1% Trường hợp địa hình có độ lệch chuẩn lớn 30% kết tính toán cho sai số  38% Bảng Độ sâu mặt ranh giới xác định phụ thuộc vào địa hình mặt ranh giới STT Độ sâu TB mặt ranh giới Độ lệch chuẩn (%) Giá trị tính (km) Sai số (%) 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 0,8 9,5 12,4 16,9 26,0 29,4 8,4 8,32 8,3 8,15 9,65 5,25 1,2 2,1 2,4 4,1 13,6 38,2 Kết tính toán số liệu thực tế khu vực Vịnh Bắc Bộ Lựa chọn cửa sổ tính toán Từ đặc điểm chiều sâu mặt móng trước Kainozoi suy mặt móng trầm tích khu vực nghiên cứu có mức độ thay đổi khác từ khu vực Bể Sông Hồng sang Bể Bắc Bộ Do vậy, việc lựa chọn kích thước cửa sổ tính toán độ sâu zt z0 khu vực phải khác Để lựa chọn kích thước cửa sổ phù hợp, lựa chọn số vị trí đại diện khu vực nghiên cứu để tính phổ mật độ lượng với kích thước cửa sổ tăng dần, kích thước cửa sổ đủ lớn độ sâu tính có xu hướng hội tụ giá trị cửa sổ lựa chọn cửa sổ có kích thước nhỏ cửa sổ Ví dụ, khu vực trung tâm Bể Sông Hồng chọn vị trí tâm cửa số có tọa độ (107030’, 190), cho kích thước cửa sổ tính toán 88 × 88, 110 × 110, 132 × 132, 143 × 143, 154 × 154 165 × 165 km, tính độ sâu đến mặt ranh giới (zt) điểm (bảng 3) Bảng cho thấy kích thước cửa sổ nhỏ độ sâu mặt ranh giới xác định nông (5,5 km) Khi kích thước cửa sổ đủ lớn ( 143 × 143 km), độ sâu mặt ranh giới dao động khoảng từ 11,3 12,9 km Như vậy, kích thước cửa sổ phù hợp khu vực chọn 143 × 143 km Tương tự vị trí tâm sổ (109045’, 170) khu vực nam Hải Nam, kết tính với kích thước cửa số tăng dần xác định độ sâu hội tụ giá trí 9,9 km kích thức cửa số  99 × 99 km (bảng 4) Như vậy, lựa chọn kích thước cửa sổ để tính toán 99 × 99 km Bảng Kết xác định chiều sâu mặt móng với kích thước cửa sổ khác khu vực Bể Sông Hồng STT Kích thước cửa sổ (km) Chiều sâu tinh (km) 88 × 88 km 110 × 110 km 132 × 132 km 143 × 143 km 154 × 154 km 165 × 165 km 5,5 5,7 7,1 12,8 12,9 11,3 Bảng Kết xác định chiều sâu mặt móng với kích thước cửa sổ khác khu vực nam đảo Hải Nam STT Kích thước cửa sổ (km) Chiều sâu (km) 88 × 88 km 99 × 99 km 110 × 110 km 121 × 121 km 6,6 km 9,7 km 9,97 km 9,6 km Tính độ sâu mặt ranh giới (zt) Để tính toán độ sâu mặt móng trầm tích, khu vực nghiên cứu chia thành 78 cửa sổ, cửa sổ bố trí cửa sổ chồng lên cửa sổ liền kề 50% diện tích (hình 5) Trong kích thước cửa sổ trung tâm Bể Sông Hồng 143 Nguyễn Như Trung, Bùi Văn Nam, … 143 × 143 km khu vực lại tính với kích thước cửa sổ 99 × 99 km Kết tính toán xác định độ sâu mặt móng (zt ) cho khu vực nghiên cứu thể hình Kết tính toán hình cho thấy: độ sâu mặt móng từ tính có thay đổi lớn từ khoảng km dọc theo đường bờ biển đến 14 km khu vực trung tâm Bể Sông Hồng Nhìn chung, địa hình mặt móng trầm tích phản ánh hình dạng cấu trúc mặt móng trước Kainozoi Tại khu vực Bể Sông Hồng mặt móng trầm tích có địa hình kéo dài theo phương tây bắc - đông nam Tại khu vực Bể Bắc Bộ, mặt móng trầm tích có độ sâu lớn khoảng 6,5 km, địa hình mặt móng tương đối thoải định hướng theo phương đông bắc tây nam Trên khu vực thềm Hạ Long, độ sâu mặt móng khoảng từ - km, có cấu trúc nâng, định hướng theo phương đông bắc - tây nam Khu vực phía nam vùng nghiên cứu (thuộc bể nam Hải Nam) độ sâu mặt móng trầm tích cực đại lên đến km Địa hình mặt móng có phương đông bắc - tây nam Hình Sơ đồ bố trí tâm cửa số tính toán cách di chuyển cửa sổ, cửa số liền kề nằm chồng lên 50% diện tích Tính độ sâu điểm curie Kết nghiên cứu gradient địa nhiệt khu vực Bể Sông Hồng cho thấy gradient địa nhiệt trung bình khu vực khoảng từ 29 35,90C/km [17] Nếu ước tính cách thô thiển độ sâu mặt Curie khu vực dao đông khoảng từ 16 - 26 km, tương ứng với độ sâu điểm trung tâm (z0) khoảng 16 km Do vậy, kích thước cửa sổ tính toán để xác định độ sâu điểm trung tâm (z0) cho khu vực nghiên cứu chọn 165 × 165 km Khi đó, toàn khu vực nghiên cứu chia làm 37 cửa sổ, cửa sổ liền kề bố trí đè chồng lên 50% diện tích 144 (hình 5) Ngoài ra, trước áp dụng phương pháp phổ mật độ lượng xuyên tâm để xác định độ sâu điểm trung tâm, với mục đích làm giảm ảnh hưởng đối tượng nhỏ có bước sóng ngắn phía trên, tiến hành lọc số liệu dị thường từ để loại bỏ dị thường có bước sóng ngắn nhỏ 10 km [11] Từ kết tính độ sâu mặt móng trầm tích (zt) độ sâu điểm trung tâm (z0) lớp từ tính, tính độ sâu điểm Curie cho khu vực nghiên cứu theo công thức (8) Hình đồ kết tính độ sâu điểm Curie khu vực nghiên cứu Trên hình cho thấy chiều sâu điểm Curie khu vực nghiên cứu thay đổi Nghiên cứu áp dụng phương pháp phổ mật … khoảng từ 12 km đến 26 km Khu vực có độ sâu lớn dải nằm dọc theo đường bờ từ Thanh Hóa đến Thừa Thiên Huế với độ sâu từ 22 km đến 26 km Những khu vực có độ sâu điểm Curie nâng lên cao khu vực dọc theo Bể Sông Hồng có độ sâu thay đổi từ 10 16 km, khu vực trũng Hà Nội khu vực phía nam Bể Sông Hồng độ sâu điểm Curie khoảng 10 - 12 km Tại khu vực thềm Hạ Long Bể Bắc Bộ, độ sâu điểm Curie vào khoảng 20 - 21 km Về đặc điểm cấu trúc, địa hình mặt Curie khu vực Bể Sông Hồng đới nâng cao có phương tây bắc - đông nam, trùng với phương cấu trúc Bể Sông Hồng Khu vực Bể Bắc Bộ địa hình mặt Curie tương đối phẳng, thay đổi K c (9) q Trong Dc độ sâu điểm Curie, K hệ số dẫn nhiệt,  c nhiệt độ điểm Curie, q dòng nhiệt Dc  Từ công thức (9) ta thấy nhiệt độ điểm Curie tỷ lệ nghịch với dòng nhiệt, nghĩa khu vực dòng nhiệt cao có độ sâu điểm Curie nhỏ ngược lại Xem xét kết tính toán độ sâu điểm Curie với đồ phân bố dòng nhiệt khu vực thấy chúng có tương đồng cao Trên đồ dòng nhiệt khu vực cho thấy khu vực có đặc điểm dòng nhiệt cao như: Khu vực thềm Đà Nẵng thuộc lô dầu khí 113, 114, 115 có giá trị dòng nhiệt cao lên tới 130 mW/m2, khu vực miền võng Hà Nội có giá trị dòng nhiệt cao khu vực [17] Những khu vực có dòng nhiệt cao trùng với khu vực độ sâu điểm Curie nâng lên cao (hình 7) Khu vực Bể Bắc Bộ có giá trị thấp, trung bình khoảng 65,7 mW/m2 [21], độ sâu điểm Curie khu vực hạ xuống sâu Hình Bản đồ độ sâu móng lớp từ tính vỏ Trái đất khu vực vịnh Bắc Bộ THẢO LUẬN Mối liên hệ độ sâu mặt Curie, trường địa nhiệt độ sâu mặt Moho Mối quan hệ độ sâu điểm Curie giá trị dòng nhiệt biểu diễn qua công thức sau [8]: Hình Bản đồ độ sâu điểm Curie khu vực vịnh Bắc Bộ 145 Nguyễn Như Trung, Bùi Văn Nam, … Bản đồ độ sâu điểm Curie có mối tương quan cao với đồ độ sâu mặt Moho [18] Tại khu vực mặt Moho nâng lên cao mặt Curie nâng lên, khu vực mặt Moho hạ thấp mặt Curie hạ thấp Trong khu vực nghiên cứu, độ sâu mặt Curie nằm nông mặt Moho Điều chứng tỏ mặt Moho khu vực mặt từ tính Tổng chiều dày trầm tích khu vực Bể Sông Hồng Bể Sông Hồng bể trầm tích có chiều dày trầm tích lớn Việc xác định chiều dày trầm tích khu vực thường khó khăn Bể Sông Hồng có dạng kéo dài hẹp theo chiều đông bắc - tây nam móng trầm tích lại sâu Các mặt cắt địa chấn cắt qua khu vực thường có tín hiệu yếu mặt ranh giới móng trầm tích này, thông tin khác hỗ trợ cho trình phân tích ngược chuyển từ mặt cắt thời gian sang mặt cắt độ sâu không có, dẫn đến kết phân tích có thường có độ tin cậy thấp Kết phân tích số liệu trọng lực để xác định độ sâu mặt móng trầm tích khu vực tình trạng tương tự, thường lấy số liệu địa chấn làm tựa trình phân tích dẫn đến tính độc lập kết phân tích trọng lực so với địa chấn thường không cao Kết xác định độ sâu mặt ranh giới lớp từ tình (zt) kết tính toán có tính độc lập cao so với kết phân tích địa chấn trọng lực Chiều sâu mặt móng từ xác định khu vực trung tâm bồn trũng sông Hồng đạt tới độ sâu 14 km Với độ sâu mặt móng từ cho tổng chiều dầy trầm tích khu vực khoảng 14 km 17 km kết phân tích tác giả Trung Quốc [14 ] KẾT LUẬN Trên sở nghiên cứu trình bày phần trên, báo đến số kết luận sau: Đã xác định cấu trúc lớp từ tính, bao gồm độ sâu mặt móng độ sâu điểm Curie, cho khu vực vịnh Bắc Bộ theo phương pháp phổ mật độ lượng dị thường từ Kết tính toán mô hình lý thuyết thực thực tế xác định kích thước cửa sổ tính toán 146 thích hợp cho khu vực khoảng 10 lần chiều sâu mặt ranh giới Độ xác phương pháp phổ mật độ lượng không phụ thuộc kích thước sổ mà phụ thuộc vào độ lệch chuẩn mặt ranh giới từ tính Khi địa hình có độ lệch chuẩn nhỏ 17% độ xác phương pháp tính  4,1%, độ lệch chuẩn địa hình lệch chuẩn lớn 30% kết tính toán cho sai số  38% Mặt ranh giới móng trầm tích có độ sâu thay đổi từ - 14 km Độ sâu mặt Curie xác định khoảng từ 11 - 26 km Cầu trúc mặt Curie có mối tương quan chặt chẽ với phân bố dòng nhiệt khu vực địa hình mặt Moho: nơi địa hình mặt Moho nâng lên cao mặt Curie nông ngược lại Mặt Moho khu vực nghiên cứu hiệu ứng từ tính Lời cảm ơn: Bài báo hoàn thành với trợ giúp đề tài KC09.09/11-15 đề tài sở năm 2014 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ravat, D., Pignatelli, A., Nicolosi, I., and Chiappini, M., 2007 A study of spectral methods of estimating the depth to the bottom of magnetic sources from nearsurface magnetic anomaly data Geophysical Journal International, 169(2): 421-434 Ross, H E., Blakely, R J., and Zoback, M D., 2006 Testing the use of aeromagnetic data for the determination of Curie depth in California Geophysics, 71(5): L51-L59 Eletta, B E., and Udensi, E E., 2012 Investigation of the Curie Point Isotherm from the Magnetic Fields of Eastern Sector of Central Nigeria Geosciences, 2(4): 101-106 Hsieh, H H., Chen, C H., Lin, P Y., & Yen, H Y., 2014 Curie point depth from spectral analysis of magnetic data in Taiwan Journal of Asian Earth Sciences, 90, 26-33 Bhattacharyya, B K., and Leu, L K., 1975 Analysis of magnetic anomalies over Nghiên cứu áp dụng phương pháp phổ mật … Yellowstone National Park: mapping of Curie point isothermal surface for geothermal reconnaissance Journal of Geophysical Research, 80(32): 4461-4465 Bhattacharyya, B K., and Leu, L K., 1977 Spectral analysis of gravity and magnetic anomalies due to rectangular prismatic bodies Geophysics, 42(1): 41-50 Okubo, Y., Graf, R J., Hansen, R O., Ogawa, K., and Tsu, H., 1985 Curie point depths of the island of Kyushu and surrounding areas, Japan Geophysics, 50(3): 481-494 Tanaka, A., Okubo, Y., and Matsubayashi, O., 1999 Curie point depth based on spectrum analysis of the magnetic anomaly data in East and Southeast Asia Tectonophysics, 306(3): 461-470 Blakely, R J., 1996 Potential theory in gravity and magnetic applications Cambridge University Press 10 Spector, A., and Grant, F S., 1970 Statistical models for interpreting aeromagnetic data Geophysics, 35(2): 293302 11 Magnetic anomaly map of East Asia 1:4,000,000 Published by geological survey of Japan and CCOP 1996 12 Nguyễn Như Trung, Phùng Văn Phách, Trần Văn Trị nnk, 2013 Đặc trưng cấu trúc khu vực bắc vịnh Bắc Bộ theo phân tích số liệu khảo sát địa vật lý địa chất Tuyển tập báo cáo khoa học hội nghị khoa học địa chất Biển toàn quốc lần thứ 2, Hà Nội - Hạ Long, 10-12/10/2013 13 Nguyễn Hiệp (chủ biên) 2007 Địa chất tài nguyên dầu khí Việt Nam Nxb KH&KT, 549 tr 14 Clift, P D., and Sun, Z., 2006 The sedimentary and tectonic evolution of the Yinggehai - Song Hong basin and the southern Hainan margin, South China Sea: Implications for Tibetan uplift and monsoon intensification Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978 2012), 111(B6) 15 Phùng Văn Phách (chủ biên) nnk., 2011 Kiến tạo địa động lực tiềm dầu khí bể trầm tích Sông Hồng - vịnh Bắc Bộ xb Khoa học tự nhiên Công nghệ (Sách chuyên khảo) 16 Nguyen Nhu Trung and Nguyen Thi Thu Huong, 2013 Topography of the Moho and Earth Crust Structure Beneath the East Vietnam Sea from 3D inversion of Gravity Field data Acta geophysica, 61(2): 357384 (DOI: 10.2478/s11600-012-0078-9) 17 Trần Huyên, 2013 Dòng nhiệt tài nguyên lượng địa nhiệt bể trầm tích chứa dầu khí thềm lục địa Việt Nam (Bể Sông Hồng, Nam Côn Sơn, Cửu Long Malay - Thổ Chu) vài giải pháp ứng dụng Hà Nội 18 Xiao‐Yin, T A N G., Sheng‐Biao, H U., Gong‐Cheng, Z H A N G., Jian‐She, L I A N G., Shu‐Chun, Y A N G., Song, R A O., and Wei‐Wei, L I., 2014 Geothermal Characteristics and Hydrocarbon Accumulation of the Northern Marginal Basins, South China Sea Chinese Journal of Geophysics, 57(1): 64-78 19 Parker, R L., 1973 The rapid calculation of potential anomalies Geophysical Journal International, 31(4): 447-455 20 Dobrin, M B., and Savit, C H., 1988 Introduction to geophysical prospecting: 4th edition: McGraw-Hill Book Co., 867 p 21 Statistics and Standard Deviation Mathematics Learning Centre 147 Nguyễn Như Trung, Bùi Văn Nam, … APPLICATION OF POWER DENSITY SPECTRUM OF MAGNETIC ANOMALY TO ESTIMATE THE STRUCTURE OF MAGNETIC LAYER OF THE EARTH CRUST IN THE BAC BO GULF Nguyen Nhu Trung, Bui Van Nam, Nguyen Thi Thu Huong, Than Dinh Lam Institute of Marine Geology and Geophysics-VAST ABSTRACT: This paper presents results of application of power density spectrum of magnetic anomaly to estimate the structure of magnetic layer of the earth crust in Bac Bo Gulf The window sizes depending on the depth and topography of the magnetic boundary were investigated on the digital modeling and the field data It allows us to define suitable window sizes for estimating the depth of the magnetic layers in the Bac Bo Gulf The interpretation result of magnetic data was used to construct the maps of top boundary and bottom boundary (Curie point surface) of the magnetic layer of the earth crust in the Bac Bo Gulf The calculated depth of top boundary ranges from km along the coast to 14 km in the depocenter of the Song Hong basin The calculated Curie depth is in range of 11 - 26 km The Curie surface depth is 16 km in the depocenter of the Song Hong Basin The interpretation result also showed that the Curie surface has good correlation with heat flow and the Moho depth in the study area The Curie surface depth is always shallower than Moho surface in the study area Keywords: Power density spectrum, Curie point, Red River basin, magnetic anomaly 148 View publication stats ... http://www.vjs.ac.vn/index.php/jmst NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ MẬT ĐỘ NĂNG LƯỢNG TRONG XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC LỚP TỪ TÍNH VỎ TRÁI ĐẤT KHU VỰC VỊNH BẮC BỘ Nguyễn Như Trung*, Bùi Văn Nam, Nguyễn... trình bày kết nghiên cứu áp dụng phương pháp phổ mật độ lượng dị thường từ việc xác định độ sâu lớp từ tính vỏ Trái đất khu vực vịnh Bắc Bộ Kích thước cửa số tính toán phụ thuộc vào độ sâu địa hình... triển phương pháp để xác định độ sâu mặt Curie, phương pháp phân tích phổ mật độ lượng chia thành hai phương pháp phương pháp đỉnh phổ phương pháp điểm trung tâm Theo phương pháp đỉnh phổ, dựa