TCVN12298-2:2018

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12298-2:2018 về Điều tra, đánh giá và thăm dò khoáng sản - Phần 2: Phương pháp xử lý, phân tích các băng địa chấn nông phân giải cao trên biển TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 12298-2:2018 ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ VÀ THĂM DÒ KHOÁNG SẢN - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ, PHÂN TÍCH CÁC BĂNG ĐỊA CHẤN NÔNG PHÂN GIẢI CAO TRÊN BIỂN Investigation, assesstment and exploration of minerals - Part 2: Method of processing and interpretation of the offshore hight resolution seimic data Lời nói đầu TCVN 12298-2:2018 do Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ VÀ THĂM DÒ KHOÁNG SẢN - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ, PHÂN TÍCH CÁC BĂNG ĐỊA CHẤN NÔNG PHÂN GIẢI CAO TRÊN BIỂN Investigation, Assesstment and Exploration of minerals - Part 2: Method of processing and Interpretation of the offshore hight resolution seismic data 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định nội dung xử lý và minh giải tài liệu đo địa chấn nông phân giải cao trên biển. Tiêu chuẩn này cũng có thể áp dụng trong đo vẽ địa chất công trình tại các khu vực biển nông ven bờ hoặc các cửa sông. 2 Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có). TCVN 12298-1:2018, Điều tra, đánh giá và thăm dò khoáng sản - Phương pháp đo địa chấn nông phân giải cao trên biển; TCVN 12298-3:2018, Điều tra, đánh giá và thăm dò khoáng sản - Phương pháp xác định chất lượng tài liệu đo địa chấn nông phân giải cao trên biển; TCVN 9434:2012, Điều tra, đánh giá và thăm dò khoáng sản - Công tác trắc địa phục vụ địa vật lý. 3 Thuật ngữ và định nghĩa Trong tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ, định nghĩa trong TCVN 12298-1:2018; TCVN 12298-3:2018 và các thuật ngữ, định nghĩa dưới đây: 3.1 Tập địa chấn (seismic package) Là một phần của lát cắt địa chấn nằm giữa hai mặt ranh giới phản xạ chỉnh hợp hoặc bất chỉnh hợp có đặc điểm trường sóng tương tự nhau. 3.2 Nóc tập (top) Là ranh giới trên cùng của một tập địa chấn. 3.3 Đáy tập (base) Là ranh giới dưới cùng của một tập địa chấn. 3.4 Xử lý tài liệu địa chấn (seismic data processing) Là quá trình áp dụng các thuật toán và phần mềm xử lý nhằm khai thác và biến đổi thông tin thu thập được từ thực địa để cho ra một mặt cắt địa chấn có độ phân giải cao và dựa vào đó có thể minh giải các đặc tính địa chất, địa chất khoáng sản và địa chất môi trường, phục vụ xây dựng bản đồ (sơ đồ) kết quả. 3.5 Sóng có ích (useful waves) Trong tập hợp các sóng xuất hiện ở điểm quan sát, chỉ những sóng nào liên hệ với đối tượng nghiên cứu và được sử dụng để phân tích tài liệu nhằm giải quyết các nhiệm vụ địa chất đề ra gọi là sóng có ích. Thí dụ, trong phương pháp địa chấn phản xạ, sóng có ích là sóng phản xạ một lần từ các mặt ranh giới phản xạ khác nhau. 3.6 Nhiễu (noise) Tập hợp toàn bộ các sóng không liên hệ trực tiếp với đối tượng nghiên cứu và không được dùng để phân tích tài liệu thì được gọi là nhiễu. Thí dụ sóng khúc xạ sẽ được coi là nhiễu khi nghiên cứu sóng phản xạ. 4 Yêu cầu, sản phẩm đạt được sau khi xử lý, minh giải băng ghi địa chấn Các băng địa chấn đưa vào xử lý, minh giải phải đảm bảo chất lượng đo đạc quy định tại TCVN 12298-3:2018: Sản phẩm (các bản vẽ minh giải số liệu địa chấn) phải thể hiện trên nền bản đồ chung thống nhất với các nội dung khác trong dự án. 5 Quy trình xử lý và minh giải tài liệu địa chấn 5.1 Quy trình xử lý băng ghi địa chấn 5.1.1 Công tác xử lý tài liệu địa chấn được chia ra 2 công đoạn chính, là: tiền xử lý và xử lý băng ghi địa chấn. Chi tiết trình tự và các bước xử lý thể hiện theo sơ đồ sau: Hình 5.1 - Sơ đồ chu trình xử lý băng ghi địa chấn phản xạ đơn kênh trên biển 5.1.2 Yêu cầu và nội dung của bước tiền xử lý băng ghi địa chấn 5.1.2.1 Chuẩn bị tài liệu trước khi xử lý: các số liệu thu thập ở ngoài thực địa trước khi đưa vào xử lý phải kiểm tra lại trên băng giấy hoặc trên phần mềm xử lý chuyên dụng để đánh giá sơ bộ về chất lượng băng ghi như: mức độ nhiễu, khả năng xuyên sâu của sóng trên băng ghi và đặc điểm của các trường sóng phản xạ và loại bỏ các băng ghi không đạt yêu cầu. Xem xét các sổ nhật ký để biết các thông số dùng để thu thập số liệu như dải lọc tần, tần số lấy mẫu, thời gian ghi, tốc độ phát xung, mức độ sóng gió, dạng format số liệu. 5.1.2.2 Kiểm tra dạng khuôn ghi (format) của tệp số liệu sẽ đưa vào xử lý: số liệu địa chấn thu thập bằng các hệ máy khác nhau cần kiểm tra xem tệp số liệu đó có phải là tệp dạng chuẩn SEG_Y. Trong trường hợp format của băng địa chấn không phải là dạng chuẩn SEG_Y thì cần kiểm tra xem tệp đó là loại chuẩn nào để khi xử lý đưa vào các thông số cho chính xác. 5.1.2.3 Nạp số liệu vào phần mềm chuyên dụng. Trong bước này cần phải quan tâm đến bước số hóa lấy mẫu, thường thì khi xử lý chỉ cần số liệu số hóa dưới dạng 4 ms, nhưng khi lưu trữ số liệu vẫn có thể để dưới dạng 2 ms. 5.1.2.4 Hiển thị số liệu dạng mặt cắt để kiểm tra và để đánh giá kết quả trước và sau khi xử lý. 5.1.2.5 Loại bỏ các tuyến không đạt yêu cầu: việc loại bỏ các tuyến đo không đạt yêu cầu thực hiện theo TCVN 12298 - 3: 2018. 5.1.3 Yêu cầu và nội dung cụ thể của các bước xử lý băng ghi địa chấn Tùy thuộc vào chất lượng băng ghi thu thập ngoài thực địa, điều kiện địa chất khu vực thi công, mục đích của việc khảo sát mà có thể sử dụng các phương pháp xử lý khác nhau. Các chương trình tham gia vào quá trình xử lý được sắp xếp theo một trình tự nhất định được gọi là chuỗi xử lý. Chuỗi xử lý cơ bản như sau: 5.1.3.1 Hiệu chỉnh biên độ Là khuếch đại biên độ theo thời gian, thực chất là chọn hệ số khuếch đại cho phù hợp. Có một số phương pháp cơ bản để hiệu chỉnh biên độ, như: trung bình hóa mạch; kiểm soát thu hồi tự động; hiệu chỉnh do phân tán năng lượng theo mặt cầu; chương trình hàm thu hồi; khuếch đại theo thời gian. Phụ thuộc vào tính chất của số liệu và mục đích có thể dùng một trong các phương pháp trên. 5.1.3.2 Lọc tín hiệu Mục đích chính của quá trình lọc tín hiệu là hạn chế nhiễu, tăng tỷ số tín hiệu so với nhiễu, tăng độ phân giải về mặt thời gian. Các phương pháp thích hợp để hạn chế các nhiễu, nhằm làm tăng tín hiệu có ích có thể lựa chọn gồm: bộ lọc tần số; bộ lọc ngược, bộ lọc tuyên đoán. Có thể sử dụng một số bộ lọc tần số cơ bản sau: a) Bộ lọc tần số - Lọc lấy tần thấp (Hight cut filter); bộ lọc lấy tần thấp chỉ cho qua các dao động có tần số nhỏ hơn tần số người dùng nhập vào. - Lọc lấy tần cao (Low cut filter): bộ lọc lấy tần cao là bộ lọc chỉ cho qua các dao động tần số lớn hơn tần số người dùng nhập vào. - Lọc dải (bandpass filter): bộ lọc cho qua các dao động tần số nằm trong một dải từ tần thấp đến tần cao. Bộ lọc dải có thể xem như sự kết hợp của bộ lọc tần thấp và bộ lọc tần cao. b) Bộ lọc ngược (Deconvolution) Lọc ngược thực hiện quá trình nén xung dọc theo trục thời gian, nó không những làm tăng độ phân giải thời gian mà trong một số trường hợp phương pháp này cũng rất hữu hiệu trong việc giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu tiếng vang, nhiễu phản xạ nhiều lần. c) Lọc ngược tiên đoán (Predictive Deconvolution) Bộ lọc dự báo thời gian xuất hiện của nhiễu và loại bỏ chúng. Bộ lọc này được gọi là bộ lọc tiên đoán và sai số tiên đoán, hay còn gọi là bộ lọc ngược tiên đoán. 5.1.3.3 Hiệu chỉnh tĩnh Hiệu chỉnh tĩnh là quá trình loại bỏ ảnh hưởng của các yếu tố bất đồng nhất ở trên mặt có liên quan đến điều kiện thu - nổ (độ sâu nổ, địa hình đặt máy thu, bất đồng nhất của lớp phủ) gây nên méo dạng hypecbon của các biểu đồ thời khoảng đồng thời đưa các điểm phát và thu sóng về cùng một mức quy ước. Do ảnh hưởng của các bất đồng nhất này không đổi với các loại sóng xuất hiện ở các thời gian khác nhau nên gọi hiệu chỉnh này là hiệu chỉnh tĩnh. 5.2 Quy trình minh giải băng ghi địa chấn 5.2.1 Quy trình minh giải tài liệu địa chấn Minh giải nhằm nhận biết và liên kết các đối tượng địa chất, được hiển thị trên mặt cắt địa chấn dưới dạng các bề mặt phản xạ hoặc các dị thường địa chấn, từ đó xây dựng được các bản đồ kết quả của công tác địa chấn phản xạ phân giải cao đơn kênh. Minh giải băng địa chấn gồm 2 công đoạn là: tiền minh giải và minh giải địa chất. Sơ đồ quy trình minh giải như sau: Hình 5.2 - Sơ đồ chu trình minh giải số liệu cơ bản 5.2.2 Bước tiền minh giải băng ghi địa chấn 5.2.2.1 Đối sánh với các tài liệu lỗ khoan (nếu có) ở trong vùng: trước khi minh giải tài liệu địa chấn nông phân giải cao cần tìm hiểu các tài liệu cột địa tầng lỗ khoan (nếu có) ở trong vùng để từ đó liên kết và xác định các ranh giới địa chấn một cách chính xác nhất. 5.2.2.2 Tham khảo tài liệu địa chấn, tài liệu địa chất: việc sử dụng các mặt cắt đã minh giải trước đó (nếu có), các tài liệu địa chất ở trong vùng khảo sát và các vùng kế cận là việc rất cần thiết để có cơ sở hơn trong việc xác định các ranh giới phân tập trong trầm tích bở rời. 5.2.3 Bước minh giải băng ghi địa chấn 5.2.3.1 Chọn tuyến chuẩn để minh giải: kiểm tra toàn bộ các băng ghi đã xử lý, chọn các tuyến có ranh giới phản xạ rõ nhất, thường chọn một số tuyến có giếng khoan đi qua hoặc cắt qua phương cấu trúc địa chất sau đó minh giải các băng ghi. 5.2.3.2 Xác định ranh giới các tập địa chấn: xác định ranh giới địa chấn theo từng tuyến dựa vào các chỉ tiêu: là một mặt phản xạ mạnh, độ liên tục cao và phổ biến trong vùng. Các tập kề trên và sát dưới nó có sự khác biệt về đặc điểm phản xạ. Theo dõi sự phát triển của chúng về hai phía, liên kết dần cho toàn diện tích. 5.2.3.3 Xác định vị trí giao cắt giữa các tuyến: xác định và đánh dấu vị trí giao cắt giữa tuyến ngang với tuyến dọc, tuyến kiểm tra, các vị trí chờm phủ của các tuyến đo gối đầu. Từ việc xác định điểm giao cắt đó giúp cho việc xác định ranh giới giữa các tập được chính xác hơn, cụ thể: - Xác định trên băng ghi tương tự: từ các băng ghi tương tự xác định điểm giao cắt dựa theo bản đồ tuyến khảo sát địa vật lý hoặc theo tọa độ trên băng ghi. - Xác định trên phần mềm: các file số liệu khi tải vào phần mềm sẽ được sắp xếp theo tuyến liên tiếp nên khi muốn xác định điểm cắt chỉ cần lựa chọn điểm giao nhau giữa hai tuyến. - Sau khi kiểm tra tại vị trí giao cắt, minh giải cho kết quả giống nhau trên các tuyến khác nhau thì tiến hành liên kết toàn vùng cho khảo sát. 5.2.3.4 Liên kết ranh giới cho toàn vùng khảo sát: trên các vùng khảo sát việc phân tích các mặt cắt địa chấn sẽ xác định các tập địa chấn trong thành tạo Đệ tứ, các ranh giới giữa chúng, ranh giới phân chia thành tạo Đệ tứ với các đá cổ trước Đệ tứ, diện phân bố đá cổ trước Đệ tứ, magma, các đới đứt gãy cũng như các khu vực có triển vọng khoáng sản. Tập hợp các kết quả phân tích, dựa vào các thông tin địa chất đã tổng hợp của vùng nghiên cứu, tiến hành chính xác hóa các ranh giới phân tập địa chấn. Tiến hành liên kết mặt cắt giữa các vùng kế cận theo các nội dung sau: - Thống nhất và chính xác hoá các ranh giới phân tập địa chấn trong thành tạo Đệ tứ. Minh giải theo vòng tròn khép kín để kiểm tra độ chính xác của các ranh giới. - Xác định diện phân bố đá cổ trước Đệ tứ và magma. - Xác định các biểu hiện đứt gãy và liên kết các biểu hiện đó giữa các tuyến sẽ xác định được các hệ thống đứt gãy phát triển trong vùng khảo sát. Nhận biết dấu hiệu đứt gãy thông thường trong trầm tích bở rời các dấu hiệu đứt gãy không rõ ràng. Tuy nhiên cũng có thể dựa vào các đặc điểm như xuất hiện tán xạ, sự gián đoạn của các trục đồng pha, hoặc sự dịch chuyển của chúng để xác định vị trí đứt gãy trên băng ghi, liên kết các vị trí có cùng đặc điểm trên các tuyến kế tiếp để xác định phương của các hệ thống đứt gãy. - Xác định bề mặt đá gốc: mặt đá gốc thường được đặc trưng bởi một hoặc nhiều các dấu hiệu sau: phản xạ mạnh dẫn đến biên độ lớn; xuất hiện các tán xạ phủ lên trên do địa hình gồ ghề của mặt phản xạ này; vắng mặt các phản xạ bên dưới mặt phản xạ này. Theo dõi sự phát triển của chúng sang hai bên, liên kết để xác định diện phân bố của chúng. - Tính chuyển độ sâu các mặt ranh giới: các lát cắt địa chấn thu được là những mặt cắt thời gian truyền sóng hai chiều (chiều sóng đi và chiều sóng phản xạ lại). Để xây dựng được các bản đồ hình thái - cấu trúc, các kết quả minh giải cần được chuyển đổi từ miền thời gian sang miền chiều sâu. Để thực hiện sự chuyển đổi này cần có thông tin về vận tốc sóng của vùng nghiên cứu, thường dựa trên tài liệu karota lỗ khoan hoặc sử dụng vận tốc truyền sóng trong trầm tích bở rời của các vùng lân cận hoặc của các giai đoạn nghiên cứu trước. 5.2.3.5 Xác định các yếu tố triển vọng khoáng sản: xác định chiều dày tập có triển vọng khoáng sản, tham khảo kết quả địa chất, tài liệu lỗ khoan (nếu có) trong vùng để khoanh định các khu vực có triển vọng khoáng sản theo các dấu hiệu sau: - Các cấu tạo có điều kiện tích tụ vật liệu trầm tích như: vật liệu xây dựng và sa khoáng, các cấu tạo có trầm tích thô và ở gần khu vực có các điểm quặng, các mỏ đã và đang khai thác, hoặc ở gần nơi có các thành tạo gắn kết cổ và magma. Các cấu tạo đó có thể là các đới lõm, lòng sông cổ. - Các doi cát, cồn cát lộ trên đáy biển hoặc bị chôn vùi. 5.2.3.6 Thành lập bản đồ kết quả: - Các bản đồ kết quả được thể hiện trên nền bản đồ địa hình lưới chiếu VN2000 và phải phù hợp với hệ thống các bản đồ của dự án điều tra cơ bản địa chất và tài nguyên môi trường biển. - Các bản đồ đẳng dày và hình thái cấu tạo khi chọn tiết diện đường đẳng trị để vẽ bản đồ nếu giá trị biến đổi không lớn nên chọn khoảng cách các đường đẳng trị nhỏ, ngược lại khi giá trị biến đổi mạnh, biên độ lớn nên chọn khoảng các đường đẳng trị lớn, tiết diện đẳng trị lựa chọn cần ≥ 3 lần sai số về ranh giới địa chất xác định được theo tài liệu địa chấn. Phụ lục A (Tham khảo) Maket bản đồ đẳng bề dày tập X và bản đồ hình thái cấu tạo mặt đáy tập X Thư mục tài liệu tham khảo [1] Bộ Tài nguyên và Môi trường (2011), Thông tư Quy định kỹ thuật đo địa chấn trong điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản và địa chất công trình. [2] Bộ Tài nguyên và Môi trường (2011), Báo cáo kết quả thực hiện đề tài nghiên cứu KHCN” Nghiên cứu tổ hợp các phương pháp địa vật lý hiện đại trong điều tra bể than châu thổ Sông Hồng". [3] Liên đoàn Vật lý Địa chất (2010), Báo cáo kết quả đo địa chấn phản xạ 2D và VSP trong thăm dò muối mỏ tại huyện Noongbok, tỉnh Khammouan và huyện Xaibouli, tỉnh Savanakhet, nước CHDCND Lào. [4] Liên đoàn Vật lý Địa chất (2012), Báo cáo kết quả đo địa chấn phản xạ tại Ninh Thuận. [5] Mai Thanh Tân (2011), Thăm dò địa chấn - Nhà xuất bản Giao thông Vận tải, Hà Nội. [6] Phạm Năng Vũ (1983), Địa vật lý thăm dò , tập 3 Thăm dò địa chấn, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội. [7] Phan Thiên Hương (2013), Địa chấn tìm kiếm khoáng sản (giáo trình điện tử). [8] E.L Heureux, B. Milkereit and E.Adam, University ò Toronto, Toronto, Canada- CSEG Recorder november 2005. [5] [9] Philip Kearey and Michael Brooks (1991) An introduction to Geophysical exploration, Blackwell Scientific Publications. MỤC LỤC Lời nói đầu 1 Phạm vi áp dụng 2 Tài liệu viện dẫn 3 Các thuật ngữ, định nghĩa/giải thích 4 Yêu cầu, sản phẩm đạt được sau khi xử lý, minh giải băng ghi địa chấn 5 Quy trình xử lý, minh giải tài liệu địa chấn 5.1. Quy trình xử lý băng ghi địa chấn: 5.2. Quy trình minh giải băng ghi địa chấn: Phụ lục A (Tham khảo) Maket bản đồ đẳng bề dày tập X và bản đồ hình thái cấu tạo mặt đáy tập X Thư mục tài liệu tham khảo