XÁC ĐỊNH đứt gãy và mức độ HOẠT ĐỘNG của đứt gãy BẰNG PHƯƠNG PHÁP đo tức THỜI NỒNG độ của RADON

II-P-2.16 XÁC ĐỊNH ĐỨT GÃY VÀ MỨC ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỨT GÃY BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐO TỨC THỜI NỒNG ĐỘ CỦA RADON Nguyễn Thị Như Dung 1 , Nguyễn Nhật Kim Ngân 2 1Trường Đại học Tài nguyên và

II-P-2.16

XÁC ĐỊNH ĐỨT GÃY VÀ MỨC ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỨT GÃY BẰNG PHƯƠNG PHÁP

ĐO TỨC THỜI NỒNG ĐỘ CỦA RADON Nguyễn Thị Như Dung 1 , Nguyễn Nhật Kim Ngân 2

1Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường, TP.HCM;

2Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM

Email: ntndung@hcmunre.edu.vn

TÓM TẮT

Thế giới chúng ta đang sống có chứa rất nhiều nguyên tố có tính phóng xạ và điều này đã xảy ra ngay từ khi hình thành nên trái đất Trong đó, nguyên tố khí hiếm Radon được hình thành từ sự phân

rã phóng xạ của Urani Trong thạch quyển, Rn được sinh ra liên tục Chúng ẩn náu trong các khe nứt,

lỗ hổng của đất đá Ở nơi các đứt gãy hoạt động, Rn thường tạo thành các vành dị thường trong lớp đất sát bề mặt, chỗ nó xuất lộ Khi đứt gãy hoạt động, Rn có cơ hội di chuyển từ các đới dập vỡ ở sâu trong lòng đất, rò rỉ qua lớp vỏ trái đất và thoát ra qua các vết rạn nứt và lỗ trống rất nhỏ trong mặt đất,

đi vào không khí bằng con đường khuếch tán và đối lưu Rn hầu như có mặt ở khắp mọi nơi: trong không khí, trong đất, trong nước….Chính do các đặc điểm đặc trưng này nên việc xác định nồng độ tức thời của Radon dễ dàng đánh giá được sự xuất hiện của đứt gãy và mức độ hoạt động của đứt gãy

Từ khóa: Radon, đứt gãy…

MỞ ĐẦU

Thời gian gần đây, mức độ nguy hiểm của phóng xạ Radon đã khiến các nhà khoa học phải giật mình sau nhiều năm coi thường Khí Radon có mặt ở khắp mọi nơi mà chúng ta không hề hay biết sự có mặt của nó nếu không thực hiện việc đo đạc cụ thể Ngoài sự nguy hiểm bởi sự hiện diện mang tính chất phóng xạ của nó, tính chất phóng xạ Radon cũng được các nhà địa chất vận dụng nhằm phát hiện các đứt gãy hoạt động, và dự báo động đất

Ở Việt Nam, trong những năm gần đây, việc đo vẽ, lập bản đồ phông phóng xạ tự nhiên cũng bước đầu được quan tâm, tuy nhiên, việc đo vẽ khí Radon vẫn chỉ mới dừng lại ở mức độ nhỏ lẻ và hầu như chủ yếu phục

vụ cho các dạng khảo sát địa chất, việc nghiên cứu Radon trong nhà cũng chỉ mới ở bước đầu

THIẾT BỊ - PHƯƠNG PHÁO ĐO

Đặc tính của Rn : Nguyên tố khí hiếm Radon có tính phóng xạ tự nhiên được sinh ra từ sự phân rã phóng

xạ của Urani Kí hiệu hóa học là: Rn Rn không phải là kim loại mà là một khí hiếm hoặc khí trơ, không liên kết

với các nguyên tử vật chất chủ của nó nên có thể thoát khỏi một hợp chất hoá học bất kỳ nào chứa nó Trong thạch quyển, Rn liên tục được sinh ra Chúng ẩn náu trong các khe nứt, lỗ hổng của đất đá Ở nơi các đứt gãy hoạt động, Rn thường tạo thành các vành dị thường trong lớp đất sát bề mặt, chỗ nó xuất lộ Khi đứt gãy hoạt động, Rn có cơ hội di chuyển từ các đới dập vỡ ở sâu trong lòng đất, rò rỉ qua lớp vỏ trái đất và thoát ra qua các vết rạn nứt và lỗ trống rất nhỏ trong mặt đất, đi vào không khí bằng con đường khuếch tán và đối lưu Rn hầu như có mặt ở khắp mọi nơi: trong không khí, trong đất, trong nước…

Phương pháp đo: dựa trên những tính chất của Rn, ta thực hiện việc đo đạc phát xạ bằng cách thực hiện

bơm không khí vào một ống và thực hiện việc đếm phát xạ Rn và Th Máy dùng thực hiện là máy Rad 7 Nguyên tắc hoạt động máy này dựa trên nguyên lý tĩnh điện tia anpha với phân tích phổ

Phương pháp tính toán sai số phép đo:

Các điểm đo kiểm tra được chọn tại vùng có nồng độ Radon ổn định và cao hơn mức phông bình thường Sai số được tính theo biểu thức sau:

Sai số tuyệt đối

n

Giá trị trung bình  1 1

1

1 2

n i

n 

R



 

Cách xác định dị thường nồng độ Radon

 

2

1

3

2

1 lg

3

1

lg lg 1

dt ph

n

i n i

dt ph

n

i

X X S

n

S

n Xn









 







 







3

dt ph

 2 1

1

n

i n i

X X S

n





 





Ứng với luật chuẩn thường

3

2

1 lg

.

1

dt ph

n

i

S

n









 



Trong đó:

Xdt - Giá trị dị thường nồng độ Radon

Xph – Giá trị phông nồng độ Radon

Xi – Giá trị nồng độ Radon đo tại điểm thứ i

n – Số điểm đo

- Giá trị nồng độ Radon trung bình trên tuyến hoặc trên diện nghiên cứu

S – Độ lệch quân phương, phản ánh độ tán xạ các nồng độ Radon xung quanh giá trị trung bình số học của nó

Slg – Độ lệch quân phương logarit

KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

Khu vực khảo sát: TP Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận

Kết quả thực hiện:

Kết quả cho thấy đứt gãy đứt gãy Sông Vàm Cỏ Đông không có biểu hiện thoát khí Radon đạt dị thường tại nơi vạch đường đứt gãy chính Xuất hiện hai cụm dị thường hẹp với bề rộng từ 600 và 1800m nằm về hai cánh và cách đứt gãy chính khoảng 4,4km và 6,6 km tương ứng với giá trị dị thường nồng độ Radon đạt bậc 1 (>2568– 3752 Bq/m3) Dị thường nồng độ Radon đạt bậc 1 (>2568 Bq/m3 ) ngang qua đứt gãy chính Lộc Ninh –

Tp HCM, tạo cụm dị thường hẹp rộng cỡ 3km

Xn

Đứt gãy Sông Sài Gòn có biểu hiện thoát khí Radon đạt dị thường nồng độ Radon bậc 1 với bề rộng cỡ 26km nằm về hai phía đứt gãy chính, cụm dị thường hẹp 1,6km thuộc đới 26km vừa kể, đạt dị thường nồng độ Radon cao nhất là bậc 3 >4936Bq/m3 với điểm dị thường Radon cao nhất 7516 Bq/m3 tại cầu vượt Quang Trung Cụm dị thường nồng độ Radon rộng 18km trải ngang qua đứt gãy Sông Đồng Nai tới đứt gãy Thiện Tân – Bình Sơn, đạt giá trị cao nhất >4936Bq/m3, ít bị phân dị nồng độ

Kết quả cho thấy biểu hiện thoát khí Radon trên đường đứt gãy chính Sông Sài Gòn chỉ đạt giá trị dị thường nồng độ Radon bậc 1(>939 – 1398 Bq/m3) trên tuyến mặt cắt 11 với cụm dị thường hẹp khoảng 1,6km Đứt gãy Sông Đồng Nai có biểu hiện thoát khí Radon đạt dị thường nồng độ Radon tới bậc 3 cao nhất trên

3848 Bq/m3, tạo cụm dị thường bậc 1+2+3 rộng khoảng 6,2km Đi về phía đông bắc tuyến 11 gặp cụm dị thường nồng độ Radon hẹp khoảng vài chục mét tới vài trăm mét trải trực diện trên đường vạch đứt gãy chính Thiên Tân

Biểu hiện thoát khí Radon ngang qua đường vạch đứt gãy chính Sông Sài Gòn và đứt gãy chính Sông Đồng Nai chỉ đạt dị thường nồng độ Radon bậc 1 (>1895 – 2764 Bq/m3), tạo cụm dị thường hẹp vài chục tới trăm mét Tuy nhiên, xuất hiện cụm dị thường nồng độ Radon rộng 8,0km đạt tới giá trị dị thường bậc 3 nồng độ Radon >3633 Bq/m3 trải ngang qua đứt gãy Lộc Ninh – Tp HCM

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận:

Thăm dò Radon là một phương pháp tương đối mới ở thời điểm hiện nay tại Việt Nam, việc nghiên cứu rò

rỉ Radon có thể giúp cho nhà Địa chấn học xác định các đới dập vỡ các đứt gãy, các đứt gãy hoạt động có khả năng gây nguy hiểm Sử dụng kết quả để dự đoán trước động đất có xác suất rất cao Mức độ tập trung Radon còn cho ta biết được thành phần khoáng chất của kim loại nặng cảnh báo cho ô nhiễm môi trường phóng xạ

Kiến nghị

Những nơi có mật độ Radon cao thường là nơi tập trung nguy cơ xảy ra các vụ nổ Uranium, động đất và dự đoán hoạt động núi lửa, xác định đứt gãy hoạt động Từ đó, việc xây dựng bản đồ phông phóng xạ tự nhiên tại khu vực TP Hồ Chí Minh nói riêng và trên các phạm vi khu vực lớn hơn nói chung là rất cần thiết và bức thiết Tuy nhiên Radon chỉ có thể dùng để nghiên cứu đứt gãy hoạt động hay nhằm cảnh báo động đất là phương pháp tối ưu nhất, ngoài ra nó không được sử dụng để nghiên cứu định vị các mỏ dầu

DEFINING FAULTS AND ACTIVE FAULTS BY INSTANT CONCENTRATION

OF RADON MEASUREMENT Nguyễn Thị Như Dung 1 , Nguyễn Nhật Kim Ngân 2

1Ho Chi Minh City University of Natural Resources and Environment;

2University of Science, HCM National University

ABSTRACT

The world, we are lving, now contains many radioactive elements that originated from the Earth formed In which, Radon was produced by the radioactive decay of Uranium In lithosphere, Rn is generated continuously and it appears in cracks, fractured bedrock…At the location of active faults, Rn often creates abnormal belts in bedrock layer on surface where it appears In case of active faults, Rn moves from fractured bedrock to atmosphere thought cracks underground by diffusion and convection

Rn appears almost everywhere (in the air, soil, water…) Base on this unique characteristic, defining instant concentration of Radon to assess the occurrence of the faults and the extent of active faults

Keywords: Radon, faults…

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Durrige Company INC – Radon instrumentation www.durrige.com/rad7

TCVN 7889:2008 (Natural Radon activity in buildings- Levels and general requirements of measuring methods)

[2] Prem V.Sharma: Environmental and engineering geophysics Page 337-351

[3] Quy phạm kỹ thuật thăm dò phóng xạ Bộ Công nghiệp ban hành, kèm quyết định số 79/1998/QĐ-BCN Hà Nội 1998

[4] Nazaroff, W.W Radon transport from soil to air Rev Geophys Page 60-137

[5] Nielson, D.L, Linpei, and C Ward: Geotechnical and invironmental geophysics Gamma- ray

spectrometry and Radon emanometry in environmental geophysics Page 20-219

[6] Nguyễn Ngọc Chân, Nguyễn Tài Thinh, Lương Bội Linh, Tống Văn Phú, La Thanh Long, 2004.

Sử dụng tổ hợp các phương pháp địa vật lý trong điều tra tai biến địa chất vùng Ia Băng và Ja Ve thuộc tỉnh Gia Lai Tạp chí địa chất số 284, loạt A, 52 -59 Hà Nội

[7] Nguyễn Văn Phổ , Nguyễn Trọng Yêm, 1996 Phương pháp tiếp cận địa hoá khí eman trong nghiên

cứu hoạt động hệ thống đứt gãy Sông Hồng TC Địa chất, A/236 : 50-57 Hà Nội