L¦¥NG BéI L¦U ¹, NGUYÔN NGäC LOAN ², NGUYÔN TRÇN T¢N ¹,
NGUYÔN TR¦êNG L¦U ¹, PH¹M QUèC PH¤N ¹

I. Më §ÇU

Ph­¬ng ph¸p ®Þa chÊn n«ng ph©n gi¶i cao ®· ®­îc ¸p dông ë n­íc ta tõ ®Çu nh÷ng n¨m 1990 ®Õn nay, phôc vô cho c«ng t¸c ®iÒu tra ®Þa chÊt vµ t×m kiÕm kho¸ng s¶n ë c¸c vïng biÓn ven bê còng nh­ nghiªn cøu ®Þa chÊt c¸c vïng biÓn Tr­êng Sa vµ vÞnh Th¸i Lan. Trong nh÷ng kh¶o s¸t ®ã, viÖc ®o ®¹c thùc ®Þa thùc hiÖn b»ng bé m¸y ®o ®¬n kªnh. ThiÕt bÞ nµy gåm cã mét nguån ph¸t phãng ®iÖn (sparker) trong n­íc mÆn hay nguån tõ gi¶o (boomer) dïng ë vïng n­íc ngät, vµ ®Çu thu thuû ©m (hydrophone array) thu nhËn tÝn hiÖu vµ ®­a vµo m¸y ®o ®Ó ghi ë hai d¹ng: d¹ng sè trong c¸c tÖp sè liÖu vµ d¹ng b¨ng ghi giÊy, ghi liªn tôc theo qu¸ tr×nh kh¶o s¸t. Thùc tÕ cho thÊy hÖ ®o ®¬n kªnh nhËn ®­îc tµi liÖu tèt khi ®é s©u n­íc ®ñ lín, tõ 5 m trë lªn. Khi ®iÒu kiÖn ®Þa chÊn - ®Þa chÊt thuËn lîi th× ®é s©u nghiªn cøu cã thÓ ®¹t trªn 50 - 70 m tÝnh tõ ®¸y n­íc.

Nh÷ng thö nghiÖm dïng hÖ ®o ®¬n kªnh ®Ó ®o ë s«ng r¹ch, cã ®é s©u n­íc nhá, th­êng kh«ng cho kÕt qña tèt, tr­íc hÕt v× sãng ph¶n x¹ lÆp tõ ®¸y n­íc xuÊt hiÖn sím vµ rÊt m¹nh, che lÊp mÊt c¸c tÝn hiÖu ph¶n x¹ tõ c¸c ranh giíi bªn d­íi. Do ®ã ®é s©u nghiªn cøu cña ph­¬ng ph¸p th­êng chØ giíi h¹n ë 20 - 40 m, vµ trong tr­êng hîp kh«ng thuËn lîi th× chØ vµi mÐt tõ ®¸y n­íc.

§Ó kh¾c phôc c¸c nh­îc ®iÓm trªn, t¨ng ®­îc ®é s©u nghiªn cøu, th× c¸ch tèt nhÊt lµ thùc hiÖn ®o ®a kªnh vµ sö dông c¸c ph­¬ng ph¸p xö lý tµi liÖu nh­ vÉn ¸p dông trong th¨m dß dÇu khÝ. Víi ®Þnh h­íng nh­ vËy, chóng t«i ®· thùc hiÖn ®o thö nghiÖm ®Þa chÊn ph¶n x¹ ®a kªnh trªn mét sè s«ng r¹ch ë ®ång b»ng Nam Bé. Thö nghiÖm nµy tiÕn hµnh kÕt hîp víi ®o ®Þa chÊn ®¬n kªnh trong khu«n khæ hîp t¸c cña Côc §Þa chÊt vµ Kho¸ng s¶n ViÖt Nam víi Së §Þa chÊt NhËt B¶n nghiªn cøu ®Þa chÊt Paleogen - §Ö tø ë ch©u thæ s«ng Mª K«ng, thùc hiÖn vµo th¸ng 4/2002.

Thö nghiÖm ®· thu ®­îc nh÷ng kÕt qña ban ®Çu cã ý nghÜa, bao gåm viÖc hoµn thiÖn kü thuËt kh¶o s¸t ®Þa chÊn ph¶n x¹ ®a kªnh trªn c¬ së sö dông m¸y ®o Mark-6, vµ n©ng cao ®¸ng kÓ chÊt l­îng c¸c kh¶o s¸t ®Þa chÊn trong nghiªn cøu ®Þa chÊt vïng ®ång b»ng vÒ c¶ ®é ph©n gi¶i lÉn ®é s©u nghiªn cøu.

II. Bè TRÝ THIÕT BÞ §O §¹C

ViÖc ®o thö nghiÖm ®a kªnh ®­îc thùc hiÖn song hµnh víi ®o ®Þa chÊn ph¶n x¹ ®¬n kªnh. ThiÕt bÞ ®o ®¬n kªnh lµ bé m¸y GEONT cña §oµn §Þa vËt lý biÓn thuéc Liªn ®oµn VËt lý ®Þa chÊt (VL§C). Nguån ph¸t sãng lµ nguån tõ gi¶o do Liªn ®oµn VL§C tù chÕ t¹o, cã n¨ng l­îng ph¸t 300 J vµ chu tr×nh b¾n 1 gi©y. C¸c thiÕt bÞ ®­îc l¾p trªn thuyÒn m¸y 5 tÊn. HÖ thèng ph¸t vµ thu tÝn hiÖu ®­îc kÐo theo sau thuyÒn ë kho¶ng c¸ch 5 m.

§o ghi ®a kªnh thùc hiÖn b»ng m¸y ®o Mark-6 víi 8 kªnh ®o. §Ó thu sãng ®· dïng m¸y thu ®iÖn ¸p OYO-28, ghÐp thµnh 8 nhãm c¸ch nhau 2 m, mçi nhãm gåm 3 m¸y ®Æt c¸ch nhau 20 cm, vµ ®Æt trong èng nhùa chøa dÇu DO, kÐo sau nguån tõ gi¶o 4 m. Thêi gian ghi ®­îc chän lµ 200 ms. Víi ®é dµi ghi nµy, m¸y ®o Mark-6 thùc hiÖn ghi 4 - 5 gi©y mét b¨ng ghi. Tèc ®é tµu ch¹y dù kiÕn ®Ó thùc hiÖn ®­îc xö lý ®iÓm s©u chung (§SC) lµ 1,8 km/h, tuy nhiªn do tèc ®é tèi thiÓu cña thuyÒn m¸y ®Èy ®· sö dông lµ cao h¬n, nªn tèc ®é hµnh tr×nh th­êng lµ 3,8 ®Õn 5 km/h.

§Þnh vÞ ®iÓm ®o vµ dÉn ®­êng thùc hiÖn b»ng m¸y GPS lo¹i GARMIN 12 XL, nèi vµo m¸y tÝnh dÉn ®­êng trªn nÒn b¶n ®å ®Þa h×nh vµ l­u tr÷ sè liÖu. §Þnh vÞ cã sai sè biÓu kiÕn (sè EPE) lµ 8 m.

Hµnh tr×nh ®o ®· thùc hiÖn däc s«ng TiÒn, s«ng HËu vµ mét sè kªnh r¹ch ngang nèi vµo c¸c s«ng nµy. C¸c hµnh tr×nh ®o ®¹i diÖn vïng n­íc s©u (trªn 5 m, cã chç ®Õn 20 m), vµ vïng n­íc n«ng, cã chç d­íi 2 m. VÒ ®Þa chÊt, hµnh tr×nh ®o c¾t qua c¸c vïng thuéc c¸c khèi cÊu t¹o kh¸c nhau cña ®ång b»ng Nam Bé, qua c¸c ®øt g·y, còng nh­ c¸c thµnh t¹o cËn ®¸y s«ng kh¸c nhau.

 Thùc tÕ cho thÊy c¸c kªnh r¹ch ë ®ång b»ng Nam Bé lµ ®­êng giao th«ng chÝnh cña vïng. M¹ng l­íi kªnh r¹ch nµy t¹o ®iÒu kiÖn rÊt thuËn lîi cho tiÕn hµnh ®o ®¹c.

III. Xö Lý TµI LIÖU

Kh¸c víi ®o ®¬n kªnh, sè liÖu ®o ®a kªnh lµ lo¹t lín c¸c tÖp sè liÖu, mçi tÖp lµ mét b¨ng ghi ®iÓm næ chung (§NC). C¸c tÖp nµy ®­îc chia thµnh nhãm theo tÝnh kÕ tiÕp liªn tôc vµ gÇn nhau vÒ vÞ trÝ thùc ®Þa, ®Ó b¨ng tæng lËp ra sau nµy kh«ng bÞ lçi nh¶y bËc gi¶ ë c¸c ranh giíi.

Tµi liÖu ®­îc ghÐp to¹ ®é däc tuyÕn (täa ®é X), dùa theo sù bè trÝ cña hÖ ®o vµ tèc ®é tµu ch¹y. Sau ®ã thùc hiÖn hiÖu chØnh ®é dÞch (NMO - Non Move Out Correction) ®Ó ®­a vÒ thêi gian ph¶n x¹ tiÕng vang.

§Ó lo¹i trõ c¸c nhiÔu, ®Æc biÖt lµ nhiÔu tÇn thÊp do sãng n­íc t¹o ra, ®· ¸p dông bé läc sè víi d¶i th«ng tÇn: 350 - 3500 Hz. Sau ®ã, thùc hiÖn hiÖu ®Ýnh c­êng ®é tÝn hiÖu, ®­a tÝn hiÖu cña c¸c kªnh trong b¨ng §NC ë cïng thêi gian vÒ møc n¨ng l­îng sãng xÊp xØ nhau.

C¸c b¨ng ghi §NC sau khi hiÖu chØnh thêi gian ®· ®­îc céng sãng b»ng ph­¬ng ph¸p ®iÓm gi÷a chung (CMP - Common Mid Point). V× tèc ®é tµu ch¹y qu¸ cao, sè kªnh thu Ýt, nªn thùc tÕ chØ céng ®iÓm gi÷a chung víi béi b»ng 2.

B¨ng tæng ®­îc in ra nhê c¸c ch­¬ng tr×nh dïng cho hÖ thèng ®¬n kªnh ®Ó biÓu hiÖn tÝn hiÖu d­íi d¹ng chÊm (chÊm mµu hoÆc ®é x¸m, xem H×nh 1), hay d­íi d¹ng biªn ®é tøc thêi.

Tån t¹i chñ yÕu cña c¸c ch­¬ng tr×nh hiÖn cã lµ ch­a cã kh¶ n¨ng läc bá c¸c nhiÔu ph¶n x¹ lÆp, còng nh­ phÐp läc sè ng­îc nh­ Spike Deconvolution, läc t­¬ng quan,... nh»m lµm næi râ h¬n c¸c tÝn hiÖu cã Ých.

H×nh 1. B¨ng ghi ®Þa chÊn ë vïng cã ®é s©u n­íc 15 m trªn s«ng HËu ®· hiÖn c¸c ranh giíi ph¶n x¹ ë cËn ®¸y.

IV. NH÷NG KÕT QU¶ §IÓN H×NH

§é ph©n gi¶i tuú thuéc vµo d¹ng vµ ®é kÐo dµi cña tÝn hiÖu sãng thu ®­îc vµ phô thuéc chñ yÕu vµo tÝn hiÖu cña nguån ph¸t sãng. Thùc tÕ c¸c tÝn hiÖu sãng thu nhËn ®­îc cã chu kú cì 0,7 ms (hay 1,4 kHz), vµ ®é dµi cì 3 chu kú. V× thÕ ®Ó cã thÓ ph©n biÖt ®­îc hai sãng kÕ tiÕp nhau, th× c¸c sãng nµy ph¶i ®Õn lÖch nhau Ýt nhÊt cì 2 chu kú, hay 1,5 ms. V× vËy ®é ph©n gi¶i cao nhÊt ®¹t ®­îc cña hÖ ®o ghi sö dông lµ 1,2 m.

KÕt qu¶ ®o trªn kªnh Thèt Nèt ngµy 30/4/2002 rÊt ®iÓn h×nh cho vïng n­íc n«ng (H×nh 2). Víi ®é s©u n­íc 1,5 - 3 m, c¸c ph¶n x¹ lÆp ë ®¸y n­íc hiÖn ra sím vµ s¸t nhau, h¹n chÕ kh¶ n¨ng ph©n gi¶i cña ph­¬ng ph¸p ®èi víi c¸c líp cËn ®¸y. Khi c¸c líp sÐt ®ñ dµy, th× ®¸y líp hiÖn ra rÊt râ nÐt. V× thÕ chóng ta thÊy râ nhiÒu thÊu kÝnh sÐt trªn gÇn suèt mÆt c¾t.

MÆt vµ ®¸y c¸c líp sÐt nµy ®Òu lµ c¸c mÆt ph¶n x¹ m¹nh. V× thÕ víi c«ng suÊt ph¸t sãng hiÖn cã th× ph¸t hiÖn ®­îc c¸c giíi h¹n ®Õn 60 ms, tøc lµ cì 50 m.

Kªnh Thèt Nèt lµ kªnh ®µo, nªn cÊu tróc ®Þa chÊt bªn d­íi cã thÓ coi lµ ®iÓn h×nh cho miÒn t©y ®ång b»ng Nam Bé. T¹i ®©y, m¹ng l­íi kªnh r¹ch kh¸ dµy. Vµ nh­ vËy, viÖc dïng ph­¬ng ph¸p ®Þa chÊn ®o trªn kªnh cã thÓ phôc vô tèt cho nghiªn cøu trÇm tÝch Holocen cña vïng.

C¸c ®øt g·y ho¹t ®éng ®Ó l¹i dÊu vÕt trªn líp phñ bëi sù sôt bËc vµ ®øt ®o¹n mét c¸ch cã hÖ thèng c¸c líp trÇm tÝch, vµ t­¬ng øng lµm c¸c ranh giíi ph¶n x¹ bÞ ®øt bëi sù sôt bËc vµ ®øt ®o¹n mét c¸ch hÖ thèng, ®«i khi kÌm theo c¸c ®Ønh t¸n x¹ tõ r×a c¸c líp bÞ ®øt ®o¹n. B¨ng ghi ®iÓn h×nh cho ®íi ®øt g·y lµ ë ®øt g·y S«ng HËu, quan s¸t ®­îc ë ®«ng nam CÇn Th¬ ngµy 2/5/2002 (H×nh 3).

T­¬ng tù, mét ®íi ®øt g·y quan s¸t ®­îc ë Cao L·nh (§ång Th¸p, phÝa h¹ l­u bÕn phµ Cao L·nh) ngµy 27/4/2002. §øt g·y g©y ra sù sôt lón cña c¸c ranh giíi ®Þa chÊn còng nh­ cña c¶ ®¸y s«ng (H×nh 4). Cã thÓ lo¹i trõ kh¶ n¨ng sù h¹ thÊp ®¸y s«ng do n­íc xãi, v× ë ®©y nh¸nh s«ng TiÒn kh¸ th¼ng vµ kh«ng cã sù ph©n nh¸nh hay kªnh ®µo ®æ vµo.

Víi c«ng suÊt ph¸t sãng vµ c¸c ph­¬ng tiÖn xö lý tµi liÖu hiÖn cã, th× c¸c giíi h¹n b¾t gÆp s©u nhÊt thÊy ®­îc ë s«ng TiÒn, phÝa t©y b¾c bÕn phµ Mü Tho, ngµy 28/4/2002 (H×nh 5), cã thêi gian ph¶n x¹ lµ 160 ms, t­¬ng øng lµ cì 120 m. KÕt qu¶ ®o trªn ®øt g·y S«ng HËu (H×nh 3) còng cho thÊy c¸c giíi h¹n ph¶n x¹ tin cËy thÊy ®­îc ë thêi gian 90 ms (70 m).

Nh­ vËy, ®Ó t¨ng ®é s©u nghiªn cøu ®Õn tÇm 300 - 500 m, th× viÖc t¨ng c«ng suÊt ph¸t sãng vµ t¨ng béi céng sãng (®Õn cì 6 - 12 lÇn) lµ cÇn thiÕt. ViÖc t¨ng c«ng suÊt ph¸t ®ßi hái ph¶i dïng ®Õn sóng b¾n h¬i, hoÆc thiÕt kÕ mét nguån ph¸t tõ gi¶o kh¸c cã kÝch th­íc vµ c«ng suÊt lín h¬n, tÇn sè ph¸t nhá h¬n. Cßn viÖc t¨ng béi céng cã thÓ thùc hiÖn b»ng t¨ng sè kªnh lµm viÖc (®Õn 24 kªnh) vµ gi¶m tèc ®é tµu ch¹y. §©y lµ nh÷ng biÖn ph¸p kü thuËt cã thÓ dÔ dµng thùc hiÖn. V× thÕ viÖc hoµn thiÖn kü thuËt c«ng t¸c ®Ó øng dông ph­¬ng ph¸p vµo nghiªn cøu cÊu tróc ®Þa chÊt c¸c vïng ®ång b»ng ®Õn ®é s©u nãi trªn lµ kh¶ thi.

 H×nh 5. B¨ng ghi ®Þa chÊn trªn s«ng TiÒn, phÝa t©y b¾c bÕn phµ Mü Tho, ngµy 28/4/2002, b¾t gÆp ranh giíi ë ®é s©u 80-150m (thêi gian ph¶n x¹ 120-180ms)

KÕT LUËN

KÕt qu¶ thö nghiÖm cho thÊy cã thÓ øng dông ®o ®Þa chÊn ®a kªnh trªn c¸c vïng n­íc n«ng nh­ vòng vÞnh, s«ng, hå ... ®Ó phôc vô nghiªn cøu cÊu tróc ®Þa chÊt ë c¸c vïng ®ång b»ng vµ ven biÓn víi ®é tin cËy vµ ph©n gi¶i cao. Vïng n­íc n«ng lµ vïng khã thi c«ng c¸c ph­¬ng ph¸p kh¶o s¸t truyÒn thèng. V× thÕ, víi kh¶ n¨ng nªu trªn, cïng víi tèc ®é thi c«ng t­¬ng ®èi nhanh, th× ph­¬ng ph¸p ®Þa chÊn ®a kªnh tá ra rÊt ­u viÖt ®Ó kh¶o s¸t c¸c vïng n­íc n«ng.

Trong ®iÒu kiÖn hiÖn t¹i, c«ng viÖc nµy cã thÓ ®¸p øng nhu cÇu nghiªn cøu ë 100 m trë l¹i. §ã lµ tÇm s©u t­¬ng ®èi thÝch hîp ®èi víi c«ng t¸c t×m kiÕm kho¸ng s¶n, n­íc ngÇm, vµ c¸c nhu cÇu vÒ ®iÒu tra ®Þa chÊt thuû v¨n, ®Þa chÊt c«ng tr×nh cho c¸c c«ng tr×nh x©y dùng kinh tÕ vµ quèc phßng ë vïng ven s«ng biÓn. §­¬ng nhiªn, viÖc hoµn thiÖn kh¶ n¨ng nghiªn cøu s©u h¬n lµ viÖc lµm cÇn thiÕt, ®Æc biÖt lµ phÊn ®Êu ®¹t ®Õn ®é s©u nghiªn cøu

300 - 500 m. Chóng t«i hy väng ®­îc sù ®Çu t­ thªm cña c¸c cÊp cã thÈm quyÒn, còng nh­ sù phÊn ®Êu cña nh÷ng ng­êi thùc hiÖn, ®Ó ph­¬ng ph¸p nµy cã thÓ cã øng dông tèt trong thùc tiÔn.

LêI C¶M ¥N

C«ng tr×nh nghiªn cøu nµy ®­îc thùc hiÖn trong khu«n khæ hîp t¸c cña Côc §Þa chÊt vµ Kho¸ng s¶n ViÖt Nam víi Së §Þa chÊt NhËt B¶n vÒ nghiªn cøu ®Þa chÊt trÇm tÝch Paleogen - §Ö tø ë ch©u thæ s«ng Mª K«ng, phÇn c«ng t¸c ®Þa chÊn do Liªn ®oµn VËt lý ®Þa chÊt thùc hiÖn. C¸c t¸c gi¶ ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c c¬ quan nãi trªn ®· t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho c«ng viÖc. §Æc biÖt, chóng t«i bµy tá sù biÕt ¬n TS Y. Saito, TS F. Murakami, TS Y. Kinoshita, Së §Þa chÊt NhËt B¶n, vµ TS M. Tateishi, Tr­êng §¹i häc Tæng hîp Niigata NhËt B¶n, ®· trî gióp nhiÒu ph­¬ng tiÖn kü thuËt chuyªn dông t¹o ®iÒu kiÖn cho chóng t«i hoµn thµnh tèt môc tiªu ®Ò ra.