Địa vật lý địa tầng

Chia sẻ: Vinh So Lax | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung của bài viết gồm Carota và đối sánh địa tầng; đào từ cực trong lịch sử trái đất; phân vị từ địa tầng; địa chấn địa tầng; phân vị địa chấn địa tầng. Để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu mời các bạn cùng tham khảo bài viết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Địa vật lý địa tầng

Đ jA TẦN G HỌC 639 Địa vật lý địa tầng T ố n g D u y T h a n h . K h o a Đ ịa c h ấ t , T rư ờ n g Đ ại h ọ c K h o a h ọ c T ự n h iê n (Đ H Ọ G H N ). G iớ i th iệ u Bên cạnh ba hình loại p hân v ị phô biến là thạch địa tầng, sinh địa tầng và thời địa tầng, còn có những hình loại phân vị địa tầng được xác lập trên ca sờ thuộc tính khác nhau của đá v ề địa vật lý, v ể địa hóa. N h ù n g đá của cù n g m ột lớp có thành phần giốn g nhau nên thuộc tính địa vật lý của chúng cũng tương tự nhau, nhu tính d ẫn đ iện , từ tính, tính phàn xạ sóng địa chân, v .v ... V iệc sử d ụ n g nhừng thuộc tính lý hóa của đá đ ế phân chia và đối sánh địa tầng vẫn là dựa trên nển tàng các n gu yên lý cơ bán của địa tầng học. Đ áng chú ý nhât trong p h ư ơ n g pháp nghiên cứu địa tầng trên cơ sở th u ộc tính địa vật lý của đá là phương pháp carota, p h ư ơ n g pháp cô từ và p hư ơn g Hình 1. Sơ đồ đối sánh mặt cắt bằng phương pháp carota. pháp địa chấn. P hư ơ ng p háp phân chia và đối sánh Các tập 1, 2, 3, 4 có thành phần đá và bề dày khác nhau, a) Cột địa tầng theo lỗ khoan số 1. b) Biểu đồ carota theo lỗ địa tầng dựa trên d ừ liệu n gh iên cứu v ể thuộc tính khoan số 1 và c) theo lỗ khoan số 2. địa vật lý của đá n gày nay đ ư ợ c ứng d ụng rộng rãi, qua tác d ụ n g của nó lên kim nam châm . Trái Đ ất nhất là trong n g h iên cứu địa tầng các thê địa chất ờ đư ợc coi như m ột thanh nam châm khổng 16, kim d ư ới sâu, đặc biệt là tron g đ iểu tra, thăm dò dầu khí. nam châm luôn luôn h ư ớng v ể hai cực của Trái Đất. Đ iểm cực bắc của từ trường gọi là địa từ cực bắc và C a ro ta v à đ ố i s á n h đ ịa tầ n g cực nam của từ trường là địa từ cực nam. Hai cực Phương pháp carota (carottage) ngày nay được của địa từ trường (từ cực) gần với điếm cực bắc và sử dụng khá rộng rãi do công tác khoan thăm dò dầu cực nam (cực địa lý) của Trái Dất nhưng không khí đang triến khai m ạnh m ẽ. Carota là việc nghiên trùng với cực địa lý. Cực từ bắc có toạ độ 70°B v ĩ độ cửu, so sánh m ặt cắt địa chât của các lỗ khoan bằng bắc và 96°T kinh đ ộ tây, trên lãnh thô Canada, cách cách đo tính chât vật lý của đá, d o đ ó có p hư ơn g cực Bắc địa lý 800km. Cực từ nam có toạ độ 73°N v ĩ pháp carota điện, carota từ và carota gam m a, v.v... đ ộ nam và 156°Đ kinh đ ộ đông, ở v ù n g N am cực, Phô biến hơn cả trong cô n g tác so sánh địa tẩng là cách cực nam địa lý l.OOOkm. Trục từ trường tạo với carota điện, trong p h ư ơ n g p háp n ày nhà địa chât đ o trục Trái Đâ't m ột góc 11,3° [H.2]. Các từ cực thường và ghi lại biếu đ ồ carota cùa lỗ khoan, trên đ ó thê có vị trí k hông ổn định và có th ể thay đối theo chu hiện m ức độ đ iện trở của đá trong lỗ khoan [H .l]. kỳ. D o đó bản đ ổ địa từ cũng phải thường xuyên Các đinh nhọn ứ n g vớ i đá có đ iện trở cao, còn các đ iểu chinh (5 năm m ột lẩn). V iệc thu nhập các thông phẩn lõm (yên) ứng vớ i đá có đ iện trở thấp. Ví dụ tin từ v ệ tinh đã phát hiện các vành đai bức xạ bao các đá chặt xít như đá vôi, cát kết dạng quartzit có quanh Trái Đâ't ở m ôi trường khí quyển trên cao từ điện trờ tới 1 . 0 0 0 Ôm , trong khi đ ó đá sét chỉ 1 0 - 3 0 500 - 600km đến 60.000 - 80.000km; đó là từ quyến Om. T hường trong m ỗi khu vự c người ta cần có lổ (từ tầng điện ly trờ lên). khoan chuẩn áp d ụ n g tồ h ợ p vớ i phương pháp đ ể Từ trường của Trái Đất là m ột trường lư ỡng cực, năm được sự tư ơng ứ n g giữ a thành phẩn thạch học với m ột cực gần cực bắc địa lý và cực kia gần cực của các lớp đá trong lỗ khoan vớ i biếu đồ carota. Sau nam địa lý. Trường lư ờng cực này gần tựa như m ột đó, có thê so sánh b iếu đ ổ carota đ iện ờ các lỗ khoan thanh nam châm với cực nam h ư ớng v ề bắc địa từ khác với biểu đ ồ của lỗ k hoan chuẩn đ ế phân chia cực và ngược lại, cực bắc h ư ớng v ề nam địa từ. Đ iểu địa tầng của v ù n g m à k h ôn g cần chờ kết quả phân này m ới n ghe có vẻ như lạ lâm, như ng trong thực tế tích trực tiếp các đá lõi k hoan [H .l]. m ột đẩu của kim nam châm được gọi là đẩu bắc chi v ì nó bị hút vê' hướng bắc của Trái Đất. Đ iểu này T ừ đ ịa tầ n g phù hợp với quy luật là cực bắc của m ột thanh nam châm hút cực nam của thanh nam châm khác, đ ổng Từ trường của Trái Đ ắt thời bị hút v ể cực nam của địa từ. Cũng như nhiêu hành tinh khác, xung quanh Trái M ột đ ư ờng thăng tường tượng nối hai địa từ cực Đất có từ trường và có th ế d ễ d àng phát hiện từ trường tạo thành một góc khoảng 11,3° so với trục quay của 640 BÁCH KHOA TH Ư Đ ỊA CHÁT Trái Đâ't [H.2]. D o có sự sai khác giữa địa cực địa lý thường từ. Dị thường từ thường liên quan tới các m ỏ và địa từ cực nên p hư ơn g của kim nam châm không sắt lớn nằm bên dưới, điểu này đã g iú p người ta trùng với kinh tuyến mà tạo thành m ột góc, gọi là độ phát hiện nhiểu m ỏ quặng sắt, chính m ỏ sắt Thạch từ thiên. Đ ư ờng nối liền các điểm có cùng độ từ Khê của chúng ta đẩu tiên đã đư ợc phát hiện do kết thiên gọi là đư ờng đ ăng thiên. Kim nam châm cùng quả nghiên cứu địa từ. thường không nằm n gang mà tạo với đ ư ờng nằm Từ dư và điểm Curie n gang m ột góc gọi là đ ộ tủ' khuynh. Đ ư ờng nối liền D o tác d ụ n g của địa từ, vật chất trên Trái Đât đểu các điểm có độ từ k huynh bằng nhau gọi là đ ư ờng có thể bị từ hóa, cả v ề cường độ và tọa đ ộ từ, tức từ đẳng khuynh. Đ ư ờng nối các điểm có độ từ khuynh tính của vật bị từ hóa. Từ tính của vật khi bị từ hóa bằng 0 là đ ường xích tuyến. được g iữ lại lâu dài, mặc cho có n hữ n g biến cố xảy ra trong lịch sử địa chât như vị trí địa lý bị thay đổi, bị dịch chuyển chằng hạn. Từ tính của vật bị từ hóa không bị thay đối như vậy gọi là từ dư. Từ d ư chỉ có th ế bị phá hủy khi nhiệt độ của m ôi trường tăng cao đến điểm tới hạn tủy từng loại vật chất, điếm nhiệt đ ộ phá h ủy từ tính gọi là đ iểm Curie. Ớ m ỗi loại vật chất có nhiệt độ của điểm Curie riêng, v í dụ hem atit [aFe2Ơ3] và m agnetit [FeO.Fe2C>3] là hai khoáng vật quan trọng nhất m ang tử tính có điểm Curie khoảng tr ê n 600°c (hematit có nhiệt đ ộ Curie b ằ n g 6 8 5 ° c , m agnetit - 573°C), còn điểm Curie của sắt là 770°. M agm a trong lòng Trái Đât có n hiệt đ ộ đến trên 1.000°c, cao hơn nhiều so với điểm Curie nên không th ế bị từ hóa, nhưng trong quá trình kết tinh đến khi nguội đến đ iểm Curie thì khoáng vật trong m agm a sẽ m ang từ tính và định vị v ề tọa đ ộ từ. N h ư vậy du n g nham cổ sẽ cho ta d ữ liệu đ ư ợc ghi lại v ề tọa Hình 2. Địa từ trường, địa từ cực và cực địa lý. độ từ và cường độ của từ trường Trái Đất vào thời Đường thẳng nối hai cực từ tạo thành một góc 11,3° so với điếm mà d u n g nham bị nguội đến đ iểm Curie và tợa trục quay cùa Trái Đất. B: Bắc của trường lưỡng cực; N: đ ộ đó đư ợc bảo tổn trừ khi bị n un g n óng lên đến Nam cùa trường lưởng cực; Bđl: Cực bắc địa lý; Nđl: Cực nam địa lý; Bđt: Cực bắc địa từ; Nđt: Cực nam địa từ. Hỉnh điểm Curie. thoi tượng trưng cho kim nam châm với đầu màu nâu đỏ là hướng bắc, màu trắng là hướng nam. Đảo từ cực trong lịch sử Trái Đất Cường độ từ trường G iữa th ế kỷ 20 các nhà địa chất đã biết hiện C ường độ từ trường tỷ lệ với lực mà nó tác đ ộn g tư ợng xen kẽ các đ ó i từ b ình th ư ờ n g hay thuận từ lên nam châm. C ường đ ộ từ trường tăng dẩn từ xích và các đới đảo từ trong các d ãy địa tầng của các đá đ ạo v ề phía cực, n hỏ nhât là ở xích đạo và lớn nhất là phu n trào và trầm tích [H.3]. C oi từ trường hiện tại ở từ cực. Sự chênh lệch giữ a từ trường đ o đư ợc với của Trái Đ ất là bình thư ờn g (thuận từ), tức là các từ trị SỐ trung bình của từ trường nơi đó gọi là d ị cực bắc nam gần trùng với các địa cực địa lý bắc và Tuồi Ị Từ binh thường (Triệu nàm) 0-5 Đảo từ 1.0 Hình 3. Hiện tượng đảo từ. a) Đảo từ ghi lại trong dẫy dung nham được biểu diễn băng m ũi tên màu đỏ thuận từ được biểu hiện bằng m úi tên m àu đen. Dung nham chứa dấu ấn các sự kiện từ cực có thể xác định tuổi phóng xạ đẻ có thể tái dựng thang thời từ. b ) Sự đảo từ của 4,5 tr. năm gần đây được xác định từ dung nham trên lục địa. Những dải màu đen chỉ từ thuận, những dải màu trắng thể hiện đảo từ (VVicander R. & Monroe J. s., 1993). Đ ỊA TẦN G HỌC 641 nam h iện nay. N h ư n g trong n hiểu thời kỳ trong Mesozoi Kainozoi quá khứ địa chât từ cực bắc và nam của Trái Đất đ ư ợc ghi lại trong đá lại bị đ ảo ngược, tức là cực Tuổi Các đới Tuổi Các dỡi Kỳ Thế Ranh Kỷ Thế Ranh giới Tr.nảm từ Cực giởi Tr.nảm lừ cực bắc trơ thành cực nam và n gư ợ c lại. Dân liệu v ề sự Hol. Đệ Tứ Pleist 0.01 70- thay đổi cực từ (đảo cực từ) theo n ghiên cứu đá 1.6 5 - 5.3 basalt ở hai bên của sốn g núi đại d ư ơ n g là cơ sở Muộn z cho v iệc xác lập từ địa tầng ch o khoảng thời gian III 90- 10- 0 160 triệu năm gần đây. ---------- o c 97.5 CRETA a> 100: Õ 15 ■ Õ H iện tượng đáo từ đâu tiên được phát hiện nhờ 5 110-i xác định sự định h ư ớng của từ d ư trong d ung nham --------- 20- 120- Sớm trên lục địa [H.3]. Sự đảo từ cũng được phát hiện = 23.7 trong đá basalt biến và trong đá trầm tích biển sâu. 2 5 - --------- 130-; H iện tượng đảo từ cực gần đây nhất được ghi lại 140- 144 trong đá có tuổi cách đ ây 20.000 năm. Gọi gian cách 30- o> 150- Ồ Muộn địa từ cực là thời gian của hiện tượng từ trường thuận (hoặc đảo từ). Có hai loại gian cách từ cực với 36.6 163 170- ■ thời gian khác nhau, đó là thời t ừ (106 - 107 năm), thời JU R A 40- m Giữa từ có th ể gồm n hiều phân thời từ (105 - 106 năm), = s 180- trong đ ó có thể là ưu trội của đảo từ hoặc từ thuận, Eocen 45 - uu 187 _l 190 h hoặc hỗn hợp đảo từ và từ thuận. Kết quả nghiên < CL Sớm 50 - 200- cứu các đá phun trào và đá trầm tích biển sâu đã cho 205 210“ * ta thành lập thang thòi địa từ trình bày trên hình 4. 55- Gian cách từ cực khá ngắn (khoảng 50 nghìn năm) 220-