Đặc điểm cấu trúc mặt móng trầm tích bồn trũng trung tâm biển Đông theo phân tích ngược 3D dị thường trọng lực hạ trường

Bài viết trình bày kết quả phân tích ngược 3D số liệu dị thường trọng lực nhằm xác định độ sâu mặt móng trầm tích khu vực bồn trũng Trung Tâm Biển Đông. Quy trình phân tích ngược được tính toán bằng thuật toán giải ngược trực tiếp của Parker 1972 và dị thường trọng lực được hạ trường xuống gần mặt đáy biển.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đặc điểm cấu trúc mặt móng trầm tích bồn trũng trung tâm biển Đông theo phân tích ngược 3D dị thường trọng lực hạ trườngKỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường”DOI: 10.15625/vap.2019.000111 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC MẶT MÓNG TRẦM TÍCH BỒN TRŨNG TRUNG TÂM BIỂN ĐÔNG THEO PHÂN TÍCH NGƯỢC 3D DỊ THƯỜNG TRỌNG LỰC HẠ TRƯỜNG Nguyễn Như Trung*, Trần Văn Kha, Bùi Văn Nam, Nguyễn Thị Thu Hương Viện Địa chất và Địa vật lý biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Email: nntrung@imgg.vast.vnTÓM TẮT Bồn trũng Trung Tâm biển Đông (BTTT) là bồn trũng nước sâu có độ sâu đáy biển trung bìnhlên tới 4.200 m. Dị thường trọng lực đo được trên mặt nước biển ở những khu vực này bị suy giảmdo hiệu ứng nâng trường, dẫn đến dị thường không phản ảnh chi tiết được các cấu trúc phíadưới.Trong bài báo này, các tác giả trình bày kết quả phân tích ngược 3D số liệu dị thường trọnglực nhằm xác định độ sâu mặt móng trầm tích khu vực bồn trũng Trung Tâm Biển Đông. Quy trìnhphân tích ngược được tính toán bằng thuật toán giải ngược trực tiếp của Parker 1972 và dị thườngtrọng lực được hạ trường xuống gần mặt đáy biển. Cấu trúc mặt móng trầm tích BTTTnhận được từviệc giải ngược số liệu hạ trường trọng lực có độ chi tiết và chính xác hơn so với việc giải ngược từdị thường trọng lực trên mặt nước biển. Độ sâu mặt móng trầm tích xác định được thay đổi từ 4000đến 6500 m và chiều dày trầm tích thay đồi từ và trăm mét ở khu vực núi ngầm đền 2000 mét ở khuvực thung lũng trục tách giãn. Dọc theo thung lũng trục tách giãn mặt địa hình gồ ghề và là nơi mặtmóng hạ thấp nhất. Từ khóa: Bài toán ngược trọng lực; móng trầm tích; hạ trường; trọng lực vệ tính; Biển Đông.1. MỞ ĐẦU Bồn trũng Trung Tâm (BTTT) nằm ở trung tâm Biển Đông, là một bồn trũng đại dương códiện tích khoảng 450,000 km2 và địa hình đáy biển tương đối phẳng và độ sâu nước biển trung bìnhlà 4200 m. BTTT được phân chi làm ba phụ bồn là phụ bồn trũng Tây Bắc (BTTB), phụ bồn trũngĐông (BTĐ) và phụ bồn trũng Tây Nam (BTTN) (hình 1a). Bồn trũng được hình thành do quá trìnhtách giãn đáy biển trong khoảng thời gian từ 33-15 triệu năm [4, 1]. Do ảnh hưởng của quá trìnhtách giãn đáy biển và các hoạt động magma sau này, móng của BTTT đã hình thành lên thung lũngtrục tách giãn, các khối nâng và khối hạ. Do đặc điểm địa chất ở khu vực bồn trũng đại dươngtương đối đơn giản (lớp trầm tích nằm trực tiếp trên mặt mòng basalt), địa hình mặt móng đượcphản ảnh khác rõ trên đị thường trọng lực[8, 9, 6]. Trước đây trên khu vực Biển Đông đã có một sốcông trình sử dụng nguồn số liệu trọng lực vệ tinh để xây dựng các bản đồ mặt Moho và mặt móngtrầm tích [6]. Tuy nhiên, việc phân tích số liệu trọng lực ở khu vực BTTT có một sô hạn chế sau: 1)Khu vực BTTT là khu vực nước sâu, mặt quan sát (mặt nước biển) nằm xa so với đối tượng gây dịthường (độ sâu nước biển > 4 km), dẫn đến dị thường trọng lực bị suy giảm nhanh do hiệu ứng nângtrường, đặc biệt là dị thường liên quan đến các đội tượng có bước sóng ngắn; 2)Khu vực BTTTtrước đây không có các tài liệu giếng khoan để xác định các tham số mật độ của các lớp trầm tích vàbasalt. Trong bái báo này các tác giả trình bày một qui trình phân tích ngược nhằm xác định độ sâumặt móng trầm tích theo thuật toán giải ngược 3D số liệu trọng lực của Parker [7] và phương phápphổ mất độ năng lượng. Trong đó, dị thường trọng lực trước khi giải ngược được tiến hành chuyểntrường xuống gần đáy biển nhằm làm rõ hơn các dị thường có bước sóng ngắn. Điều này dẫn đếnđịa hình mặt móng trầm tích nhận được có độ chi tiết và chính xác hơn.Độ sâu móng trầm tích xácđịnh được đã có bức tranh rõ ràng hơn quá trình trầm tích và phát triển vỏ đại dương ở khu vực này,đồng thời cung cấp cho chúng ta những thông tin về quá trình tách giãn đãy biển hình thành lên bồntrũng đại dương ở khu vực Biển Đông. 170Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu cơ bản trong “Khoa học Trái đất và Môi trường” Hình 1. Vị trí vùng nghiên cứu (a); Bản đồ dị thường Bughe ở mực nước biển (a) và hạ trường xuống 3000 m (b); Dị thường trọng lực mặt móng trầm tích ở mực nước biển (c) và hạ trường xuống 3000 m (d).2. PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ SỐ LIỆU SỬ DỤNG 2.1. Phương pháp phân tích Trong trường hợp BTTT, mô hình vỏ trái đất gồm ba lớp cơ bản: lớp trầm tích ở phía trên, sauđó đến lớp basalt và cuối cùng là lớp đá manty. Giá trị dị thường trọng lực khoảng không tự do đotrên mặt nước biển sẽ gồm hiệu ứng của lớp nước biển, lớp trầm tích, lớp basalt và manty. Quytrình phân tích xác định độ sâu móng trầm tích bao gồm các bước sau: (1) Xác định hiệu ứng trọnglực của móng trầm tích từ dị thường khoảng không tự do; (2) Tính độ sâu móng trầm tích từ hiệu ứngtrọng lực của móng trầm tích bằng thuật toán giải ngược trực tiếp 3D[3, 6] với sự hỗ trợ của phươngpháp phổ mật độ năng lượng [10]và số liệu giếng khoan [2] để lựa chọn số liệu đầu vào ban đầu. 2.2. Nguồn số liệu sử dụng: Trong tính toán này chúng tôi sử dụng nguồn số liệu trọng lực tai cơ sở dữ liệu địa hình đáybiển và trọng lực tại https://topex.ucsd.edu/cgi-bin/get_data.cgi, [8]. Số liệu trọng lực được tínhtoán từ các nguồn số liệu đo cao vệ tính mới Cryosat-2, Enivsat and Hason-1 có độ chính xác gấpkhoảng 2 lần so với nguồn sô liệu trước đây, đặc biệt là vùng có bước sóng 40-60 km. Số liệu mật độđất đá tại giếng khoan của Chương trình Thám hiểm Đại dương Quốc tế IOPD 349 được sử dụngtrong quá trình tính toán.3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả - Dị thường trọng lực Bughe được tính từ dị thường khoảng không tự do cộng với hiệu ứnglớp nước biển với mật độ bằng mật độ trung bình của lớp trầm tích (2,0 g/cm3) và dị thường Bughehạ trường xuống 3000 m (Hình 1b và 1c). Dị thường trọng lực mặt móng trầm tích được ...