Nghiên cứu cải tiến và áp dụng các phương pháp địa vật lý hiện đại để phát hiện các di tích cổ ở việt nam

+ Hoàn thiện nghiên cứu cải tiến hệ đo đa cực, xây dựng thuật toán, chương trình xử lý để đề xuất phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến cho phù hợp với điều kiện khảo sát nhằm phục vụ

ĐẠI HỌC QUÓC GIA HÀ NỘI

ĐẠI HỌC QƯÓC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN

* * * * * * * * *

TÊN ĐÈ TÀI:

Nghiên cứu cải tiến và áp dụng

các phương pháp Địa Vật Lý hiện đại

để phát hiện các di tích cổ ở Việt Nam.

MÃ SỐ: QG.09.04

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘỈ TRUNG TAM THÔNG TIN THƯ VIỆN

Mục lục

Trang

Chương 1: Tồng quan về Địa Vật lý khảo cổ và việc áp dụng các phưoìig

pháp Địa Vật ]ý khảo cổ

10

2 Vài nét về việc áp dụng các phuơng pháp Địa Vật lý khảo cổ 12

2.1 Phương pháp Thăm dò điện lưỡng cực trục liên tục đều (đa cực) 22

2.2.2 File điều khiển

Chương 3: Một số kết quả áp dụng tổ hợp các phương pháp Rađa xuyên

đat và Thăm dò điện đa cực cải tiến phát hiện di tích cô ở Việt Nam

1 Qui trình thiết kế khảo sát, thu thập và xử lý số liệu của tổ họrp các phương

pháp Ra đa xuyên đất và Thăm dò điện đa cực cải tiến

1.1 Công tác chuẩn bị

1.2 Công tác thực địa

1.3 Công tác xử lý, phân tích số liệu

2 Một sổ kết quả áp dụng

2.1 Đặc điểm vùng nghiên cứu, mạng lưới các tuyến đo

2.1.1 Đặc điểm vùng nghiên cứu

2.1.2 M ạng lưới các tuyến đo

2.2 Một số kết quả

2.2.1 Khu vực Hậu Lâu

2.2.2 Khu vực p hía ngoài Đoan Môn

2.2.3 Khu vực điện Kính Thiên

2.2.4 Khu vực đình Chu Quyến

2.3 Bàn luận kết quả

2.3.1 Khu vực Hậu Làu

2.3.2 Khu vực p hía ngoài Đoan Môn

2.3.3 Khu vực điện Kính Thiên

2.3.4 Khu vực đình Chu Quyến

Kết luận

Tài liệu tham khảo

Các công bố liên quan đến kết quả của đề tài

Phiếu đăng ký kết quả nghiên cứu KH-CN

Phụ lục

Minh chứng có liên quan đến kết quả đào tạo sau đại học

Photocopy các bài bảo đã công bố

Bản photocopy đề cương đề tài được phê duyệt

26

26

26 26 27 27 28 28 30 35 35 37 40 44 53 53 54 54 55 57 59 60 61 64 64

2

Báo cáo tóm tắt bằng tiếng Việt

để phát hiện các di tích cổ ở Việt nam

+ N g h iê n c ứ u c ả i tiế n c á c p h ư ơ n g p h á p Đ ị a V ậ t L ý h iệ n đ ạ i ( q u y t r ìn h th iế t

kế khảo sát, thu thập, xử lý và minh giải số liệu) để phù hợp với điều kiện áp dụng phát hiện các di tích cổ Việt nam.

+ Áp dụng các phương pháp trên phục vụ nghiên cứu phát hiện các di tích cổ

ở Việt nam.

phương pháp Địa Vật lý hiện đại trong nghiên cứu phát hiện các di tích cổ.

+ Hoàn thiện nghiên cứu cải tiến hệ đo đa cực, xây dựng thuật toán, chương trình xử lý để đề xuất phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến cho phù hợp với điều kiện khảo sát nhằm phục vụ cho mục đích phát hiện các di tích cổ.

+ Nghiên cứu, lựa chọn, xây dựng và đề xuất quy trình thiết kế khảo sát, thu thập và xử lý sổ liệu của tổ hợp các phương pháp Rađa xuyên đất và Thăm dò điện

đa cực cải tiên phù hợp với điêu kiện áp dụng phát hiện các di tích cổ ở Việt Nam + Sử dụng tổ hợp các phương pháp trên để nghiên cứu khu di tích Hoàng Thành Thăng Long; khu đình Chu Quyến thuộc xã Chu Minh, huyện Ba Vì, Hà Nội.

C ác kết q u ả đ ạ t đ ư ợ c:

giải sô liệu của các phương pháp đã nghiên cứu phục vụ cho việc phát hiện các di tích cổ ở Việt Nam.

+ Hoàn thiện đê xuât mới vê hệ phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến, góp phần bổ sung vào danh sách các phương phap Địa Vật Lý.

3

- Kết quả ứng dụng:

+ Hình thành và áp dụng có hiệu quả ở Việt Nam tổ hợp các phương pháp Rađa xuyên đất và Thăm dò điện đa cực cải tiến phục vụ cho việc nghiên cứu phát hiện các di tích cổ.

+ Kết quả đề tài giúp phát hiện, định vị và lập bản đồ các đối tượng khảo cô

bị chôn vùi dưới mặt đất mà vẫn giữ nguyên hiện trạng, không phá huỷ di tích, tạo điều kiện giúp các nhà khảo cổ học đặt ra kế hoạch triển khai khai quật hoặc bảo tồn các di sản văn hoá, các di tích khảo cổ.

+ Có 05 bài báo đăng trên các tạp chí khoa học chuyên ngành.

+ Có 01 báo cáo in toàn văn trong kỷ yếu của Hội thảo khoa học Quốc tế.

+ Bổ sung vào nội dung các bài giảng chuyên đề về Địa Vật lý cho sinh viên

và học viên sau đại học.

Nâng cao trình độ cho các cán bộ, nghiên cứu sinh và học viên Cao học tham gia làm việc và học tập từ đề tài.

Báo cáo tóm tắt bằng tiếng Anh

SUMMARY

order to discover old vestiges in Vietnam

2 Code number: QG-09-04

3 Project Leader: Associate Prof Dr Vu Due Minh

4 Coordinator: Nguyen Ba Duan, Ms.

5 Managing Institution: Vietnam National University, Ha Noi

6 Implementing Institution: University o f Science, VNU

7 C o o p e ra tin g In s titu tio n :

Academy for Water Resources

- Institute for Conservation o f Monuments, Ministry o f Culture and

- Applying above-mentioned methods to serve the research o f discovering old vestiges in Vietnam.

- Researching, choosing, establishing and creating process o f applying combination o f the Ground Penetrating Radar and Improved Multi­ electrode Resistivity Imaging methods which correspond with the task of discovering works of old vestiges in Vietnam.

5

- Using combination of above - mentioned methods to research Thang Long Imperial Citadel, Chu Quyen Temple in Chu Minh Commune, Ba Vi District, Ha Noi.

10 Main results obtained:

- Results in science and technology:

+ Establishing and creating process of designing, surveying, collecting and analyzing data of the researched methods to serve for old vestiges discovery

in Vietnam.

+ Completing the new proposal on the Improved Multi-electrode Resistivity Imaging method, contributing to the list of Geophysical methods.

- Results in practical application:

+ Establishing and applying combination of Ground Penetrating Radar and Improved Multi-electrode Resistivity Imaging methods effectively to serve old vestiges discovery.

+ Project results help discover, locate and map archaeological objects buried

in the ground but still keep to maintain the actual state, not to destroy vestiges; create good conditions for archaeologists make plan excavating or preserving cultural heritages, old vestiges.

- Results in training:

+ The numbers of PhD: 01 PhD candidate directly participated in the project + Study results obtained are good information and material to supplement the content curriculums on Geophysics specialization for undergraduate and post-graduate students.

- Results in training:

+ 05 articles are published on Speciality Scientific Journals.

+ The full report publishted in Proceedings of the International Scientific Workshop.

- Results in contribution for scientific potentials:

- Increase the knowledge for staff, undergraduate and post-graduate students taking part and leaning from project.

11 Funding:

+ Total Funding: 100 Millions

+ Sources of Funding: Vietnam National University, Hanoi

+ From VNU: 100 Millions

+ From other Sources: 0

6

+ Planned Budget: - 2009: 50 Millions

Mở đầu

Các nhà khảo cổ luôn gặp phải vấn đề rất khó giải quyết đó là định vị và lập bản đồ các đối tượng khảo cổ bị chôn vùi sâu và không có hoặc có rất ít các dâu hiệu trên mặt.

Với xu thế chung của ngành khảo cổ hiện nay là bảo tồn các di sản văn hoá, các di tích khảo cổ, giữ nguyên hiện trạng của chúng thì các phương pháp không phá huỷ ngày càng trở lên quan trọng Việc bảo tồn chúng trở lên khó khăn khi khai quật với số lượng, diện tích lớn và nhất là khi điều kiện kinh tế và kỳ thuật không cho phép Mặt khác, với những khu vực di tích mà biểu hiện của chúng trên mặt rất

ít thì việc khai quật mất rất nhiều thời gian và tiền bạc.

Đặc điểm của các phương pháp Địa Vật lý là không phá huỷ, có thể khảo sát trên diện rộng trong thời gian khảo sát ngắn và gía thành thấp Kết quả của Địa Vật

lý có thể cho các nhà khảo cổ biết hướng phát triển, phạm vi phân bố của các đối tượng khảo cổ.

Các đối tượng khảo cổ thường nằm rất gần mặt đất, chỉ khoảng 3 - 5 m Vì vậy, phần lớn các phương pháp Địa Vật lý nông, phân giải cao đều có thể sử dụng cho giải quyết bài toán khảo cổ Tuy nhiên, các phương pháp điện, từ, điện từ thường được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả hom cả Một số các phương pháp khác như nhiệt, xạ, địa chấn, cũng được sử dụng nhưng ít hiệu quả hơn và trình độ kinh nghiệm còn hạn chế.

Việc áp dụng các thành tựu về công nghệ và kỹ thuật hiện đại của thế giới đã nâng cao đáng kể hiệu quả và mở rộng lĩnh vực áp dụng Địa Vật lý ở Việt Nam Tuy nhiên, các công nghệ mới về Địa Vật lý ở Việt Nam còn nhiều phương pháp đang dừng lại ở mức “sao chép” đơn thuần các quy trình khảo sát thực địa và xử lý

số liệu của nước ngoài Nhiều số liệu không được quan trắc, xử lý và phân tích bàng các quy trình phù họp với một mô hình địa chất - Địa Vật lý của Việt Nam Vì vậy, việc áp dụng ĐVL ở Việt Nam chưa đạt hiệu quả mong muốn.

Cùng với sự phát triển của công nghệ, các thiết bị Địa Vật lý cũng phát triển không ngừng và ngày càng hiện đại Hiện nay, ở nước ta cũng đã có nhiều thiết bị Địa Vật lý hiện đại, trong sô đó có phương pháp Rađa xuyên đất và Thăm dò điện

đa cực là hai phương pháp có những ưu điểm nổi bật hơn cả và có thể bổ trợ cho nhau trong việc giải quyêt bài toán khảo cổ.

Tuy nhiên, đối với các nhà khảo cổ, Địa Vật lý không phải là phương pháp hoàn hảo, nguyên nhân chính là do thiết bị và phần mềm Địa Vật lý khá đẩt Nhiều trường họp các phương pháp Địa Vật lý không thu được kết quả như ý muốn do nhiêu nguỵên nhân (địa hình thi công, nguồn nhiễu, đổi tượng ít có sự tương phản

về tính chất vật lý với môi trường xung quanh, lớp phủ dày .).

8

Xuất phát từ các phân tích ừên, trong khuôn khổ của đề tài nghiên cứu này, chúng tôi sẽ tập trung các nghiên cứu để tìm hiểu sâu hơn các thành tựu hiện đại của thế giới Từ đó: đề xuất phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến; xây dựng

và đề xuất quy trình thiết kế khảo sát, thu thập và xử lý số liệu của tổ hợp các phương pháp Rađa xuyên đất và Thăm dò điện đa cực cải tiến phù hợp với điêu kiện và áp dụng để phát hiện các di tích cổ tại một số khu vực ở Việt Nam nhăm nâng cao hiệu quả của các phương pháp Địa Vật lý khảo cổ ở Việt Nam.

9

Chương 1 Tổng quan về Địa Vật lý khảo cổ và việc áp dụng các phương pháp Địa Vật lý khảo cổ

1 Tổng quan về Địa Vật lý khảo cổ

1.1 Khái niệm về Địa Vật lỷ khảo cỗ

Khảo cổ học là một ngành khoa học nghiên cứu những nền văn hoá của loài người thông qua việc khôi phục, tìm hiểu tài liệu và phân tích những dữ liệu về những gì còn sót lại như kiến trúc, đồ vật, Mọi phát hiện khảo cổ học đều rất quan trọng, nó làm phong phú thêm nhận thức vê tính đa dạng của văn hoá nhân loại qua các thời đại và cung cấp cho ta những ý tưởng mới về cuộc sống thời quá khứ Nhận thức và các ý tưởng đó giúp cho ta hiểu biết về cuộc sống hôm nay và từ

đó mà dự tính được những thách đố trong tương lai Hiện nay, ngành khoa học khảo cổ ngày càng phát triển về nhiều mặt, trong đó có các phương pháp khảo sát Khảo cổ học bao gồm hoạt động điền dã (điều tra, khai quật) và hoạt động nghiên cứu (tại phòng thí nghiệm), trong đó hoạt động điền dã là quan trọng nhất Tuy nhiên, các phương pháp khảo sát của khảo cổ học từ trước đến nay chủ yếu là các phương pháp thô sơ, hoặc dựa vào nguồn tư liệu cổ (thường không đầy đủ) hoặc từ những khám phá ngẫu nhiên qua những di tích còn sót lại, hoặc từ những lần khai quật kế tiếp nhau và phỏng đoán theo kinh nghiệm Thông tin thu được từ

đỏ rất ít chính xác, có thể gây nguy hại đến đối tượng, tốn thời gian, tiền bạc và không bao trùm hết được khu vực nghiên cứu.

Cho đến nay, trong các phương pháp khảo sát của khảo cổ, các phương pháp Địa Vật lý khảo cổ đã được coi trọng và ngày càng được áp dụng rộng rãi.

1.2 Vai trò của Địa Vật lỷ khảo cỗ

Theo Điều 5 - Khảo sát của Hiến chương về Bảo vệ và Quản lý di sản Khảo

cổ học do Ưỷ ban Quốc tế Quản lý Di sản Khảo cổ học (ICAHM) soạn thảo và được Đại Hội đồng Quôc tế về Di tích và Di chỉ (ICOMOS) thông qua tại Lausanne

năm 1990 ghi rõ: “Hiêu biêt khảo cô học chủ yêu dựa trên khảo sát khoa học di sản

khảo co học Khảo sát bao gồm một loạt các phương pháp, từ các kỹ thuật không phá hủy thông qua việc lây mâu vật đên việc khai quật toàn bộ Phải thừa nhận rằng một nguyên tắc tối quan trọng là việc thu thập thông tin về di sản khảo cổ học phải không được phá hủy chửng tích khảo cổ học nào ngoài những chứng tích cần thiêt cho mục tiêu bảo vệ hoặc khoa học của cuộc khảo sát Do đó các kỹ thuật không phá hủy, quan sát trên không, dưới mặt đất và lấy mẫu vật lúc nào cũng phài được khuyên khích hơn là khai quật toàn bộ

10

Như vậy, với xu hướng của ngành khảo cổ học, quản lý và bảo tồn di sản văn hoá hiện nay, phương pháp khai quật không còn được coi là phương pháp chủ đạo trong quy trình khảo cổ nữa Việc sử dụng các phương pháp không phá huỷ đê nghiên cứu các đối tượng khảo cổ dưới mặt đất ngày càng trở lên quan trọng bởi nếu mở một hố khai quật thì đó chính là nguyên nhân gây phá huỷ di vật bởi thời tiết và con người Việc bảo tồn chúng trở lên khó khăn khi đã khai quật với sô lượng, diện tích lớn và nhất là khi điều kiện kinh tế và kỹ thuật không cho phép Mặt khác, với những khu vực di tích mà biêu hiện của chúng trên mặt rât ít thì việc khai quật mất rất nhiều thời gian, tiền bạc và không hiệu quả Rất ít trường hợp khai quật được toàn bộ, ngay cả bàng các phương pháp khai quật bài bản vì với những hố khai quật lớn thì phải bốc dõ lượng đất phủ đồ sộ, kéo dài trong nhiều năm hoặc phải tiến hành nhanh để bảo tồn các di vật Khi tiến hành khảo sát với những hố khai quật nhỏ thì chỉ một phần nhỏ đối tượng được khai quật và khi đó phải ngoại suy về đối tượng và trong những trường hợp như vậy có thể gây hại đến đối tượng.

Địa Vật lý khảo cổ là hệ các phương pháp thu thập số liệu ngoài thực địa bằng các phương pháp Địa Vật lý, giúp các nhà khảo cổ phát hiện và dựng lại các đối tượng khảo cổ bị chôn vùi mà không cần đào bới khi mà các phương pháp truyền thống của họ không thế sử dụng được Điều này rất quan trọng bởi nếu mở một hổ khai quật thì đó chính là nguyên nhân gây phá huỷ di vật bởi thời tiết và con người Khi các phương pháp truyền thống của họ không thế sử dụng được hoặc không hiệu quả thì Địa Vật lý đã trở thành một bộ phận của khảo cổ học - đó là Địa Vật lý khảo cổ Những thay đổi về các tính chất hoá, lý của môi trường bên dưới mặt đất thường có liên quan chặt chẽ với các đặc trưng của đối tượng khảo cổ như các vết tích của công trình, kiến trúc xây dựng, các vật thể chôn vùi, và như vậy, bàng các phương pháp Địa Vật lý khảo cổ, chúng ta hoàn toàn có thể phát hiện được.

Nguyên nhân mà giới khảo cổ chấp nhận và sử dụng nhiều các phương pháp Địa Vật lý là vì chúng có thể cho họ thấy khung cảnh tổng thể về vị trí khảo cổ, phạm vi phân bố của các đối tượng một cách nhanh chóng, chính xác, không gây hại hay phá huỷ chúng, tiết kiệm thời gian và tiền bạc (Johnson, 2004) Chúng cũng

có thế được sử dụng đê chỉ ra phạm vi của hoạt động khảo cố, nơi nào cần khai quật cho thông tin quan trọng nhất (hố khai quật chuẩn), tránh các khai quật không cần thiêt, nhât là những vị trí khảo cổ có quy mô rộng lớn (Kvamme, 2003) Kết quả của các phương pháp Địa Vật lý cho nhiều loại thông tin khác nhau về môi trường khảo sát.

Hiện nay, các nhà khảo cổ đã coi Địa Vật lý khảo cổ là một khâu quan trọng,

là một bộ phận trong hệ thông các phương pháp khảo cổ học trong việc giải quyết bài toán của họ (Gaffney và Gater, 2003) sổ liệu thu thập được bằng các phương pháp Địa Vật lý được coi là nguồn số liệu chính quyết định kế hoạch khảo cổ như chọn vị trí các hô khai quật, xác định các khu vực mang tính chất văn hoá nhạy

11

cảm, tránh phá huỷ Nhiều cuộc khảo cổ thành công nhờ sự đóng góp của các phương pháp Địa Vật lý và được ví như “các bí quyết” hay “tai mắt” của các nhà khảo cổ.

2 Vài nét về việc áp dụng các phương pháp Địa Vật lý khảo cể

Các phương pháp Địa Vật lý sử dụng cho khảo cổ học đều xuất phát từ các phương pháp Địa Vật lý truyền thống sử dụng cho tìm kiếm thăm dò mỏ, địa kỹ thuật, địa chất, Nhìn chung các ứng dụng cho địa chất tập trung vào việc phát hiện các cấu trúc lớn, ở sâu Nhưng các ứng dụng cho khảo cổ lại thường khá nông, khoảng 3 - 5 m dưới mặt đất, cho nên chỉ sử dụng các phương pháp Địa Vật lý gần mặt đất, độ phân giải cao Ngoài ra phải lựa chọn các phương pháp ít bị ảnh hưởng của nhiễu và dễ thi công.

Phần lớn các phương pháp Địa Vật lý gần mặt đất đều có thể sử dụng thành công cho khảo cổ học như các phương pháp từ, các phương pháp điện, các phương pháp điện từ (Clack, 1996; Gaffney và Gater, 2003) Thành công của một phương pháp phụ thuộc vào việc lựa chọn phương pháp, thiết kế khảo sát, minh giải số liệu một cách thích hợp, tuy nhiên cần lưu ý việc minh giải số liệu Địa Vật lý rất cần có thêm kiến thức nhất định về khảo cổ Mỗi phương pháp Địa Vật lý lợi dụng một tính chất vật lý nào đó của môi trường, kết quả của chúng có thông tin biểu hiện khác nhau qua tính chất đó Vì thế, các phương pháp Địa Vật lý thường không sử dụng một cách đơn lẻ mà kết hợp một vài phương pháp với nhau để giải quyết bài toán khảo cổ Thông thường, các phương pháp có tốc độ nhanh, kết quả thu được mang tính chất sơ bộ được chọn để khảo sát trên diện rộng Sau đó các phương pháp có độ phân giải cao được sử dụng để xác định chi tiết các đổi tượng.

Tuy nhiên, các phương pháp điện, từ, điện từ thường được sử dụng rộng rãi

và có hiệu quả hơn cả Một số các phương pháp khác như nhiệt, xạ, địa chấn, cũng được sử dụng nhưng ít hiệu quả hơn vả trình độ kinh nghiệm còn hạn chế.

> Các phương pháp từ dùng để phát hiện sự khác biệt tính chất từ của các đối tượng trong môi trường bằng cách đo sự thay đổi trường từ Trái đất (Weymounth

và Huggin, 1985) Sự thay đổi trường từ thu được dùng để xác định độ sâu dị thường, dạng hình học và từ tính của đối tượng Phương pháp này dựa vào sự biến đổi trường từ trên mặt đất do sự thay đổi các vật liệu chôn vùi gây ra Một sổ các thay đối đó là do các vật liệu có khả năng nhiễm từ bởi chính trường từ Trái đất hoặc chính các vật liệu có từ tính mạnh, chẳng hạn những đối tượng kim loại Phương pháp từ sử dụng trong khảo cổ để phát hiện những thay đổi nhạy cảm về từ tính trong môi trường do các hoạt động văn hoá để lại như các đối tượng làm bàng đât sét như gôm, gạch, lò nung, lò luyện kim và nhiều đối tượng chôn vùi khác Các đôi tượng đó được phát hiện và dựng lại là nhờ chúng có từ tính mạnh hơn môi trường xung quanh (Patella, 1991) Thiết bị thường dùng là từ kế Proton hay từ kế Xezi, tuy nhiên, tín hiệu thu được từ các đối tượng trên thường rất nhỏ và dễ bị mờ bởi các nhiêu do kim loại, đường dây tải điện, phương tiện giao thông ở gần đó hay

12

bão từ Do vậy, ừong khảo cổ, người ta thường đo bằng cấu hình građien (sử dụng hai sensor gắn cách nhau trên một thanh thẳng đứng) hoặc thiết bị fluxgate gradiometer để loại trừ các ảnh hường của nhiễu Cách đo nàỵ rât có ích khi định vị các đối tượng nông và có thể đánh giá được độ sâu tới nguôn Tuy nhiên, có một nhược điểm đó là sensor ở trên phải đặt khá cao, khoảng 3m.

Tóm lại, các phương pháp từ có tốc độ khảo sát nhanh nên thường được sử dụng để khảo sát sơ bộ trên diện rộng Tuy nhiên phương pháp này bị ảnh hưởng bởi các nguồn nhiễu, cho nên rất hạn chế trong vùng đô thị Ngoài ra, thiết bị sử dụng cho khảo cổ với hai sensor hay fluxgate gradiometer hiện chưa có ở nước ta Phương pháp từ được sử dụng lần đầu tiên vào những năm 1950 (Belshe, 1957; Aitken và n.n.k., 1958) và đã trở thành một phương pháp chủ đạo trong khảo sát khảo cổ.

Phương pháp thực địa đã được cải thiện đáng kể trong vài thập kỷ qua Hiện nay, nhiều nhà khảo cổ đã sử dụng hệ thống gồm từ kế gradiometer cùng với máy tính xách taỵ tự động điều khiển quá trình thu thập số liệu để tăng hiệu quả khảo sát

và giảm thiểu nhiễu.

> Hiện nay, sử dụng ngày càng thường xuyên hơn là các phương pháp điện Theo đặc tính, môi trường đất nơi có các hoạt động của con người (nhà cửa, bếp,

mồ mả, ) sẽ có sự thay đổi về từ tính so với môi trường xung quanh bởi có hiện tượng ôxi hoá cục bộ Hiện tượng này đã được các nhà Địa Vật lý lợi dụng để lập bản đồ nơi cư ngụ của người nguyên thuỷ với quy mô lớn ở Great Plains, Băc Mỹ (Weymouth và Huggins, 1985); nơi cư ngụ của người Roma cổ ở Châu Âu (Scollar

và n.n.k., 1986).

Các phương pháp điện được chia làm hai nhóm: nhóm các phương pháp không tiếp đất (hay còn gọi là các phương pháp điện từ EM hay các phương pháp cảm ứng) và nhóm các phương pháp tiếp đất (hay còn gọi là các phương pháp điện hay các phương pháp điện ừở).

S Các phương pháp điện trở được sử dụng lần đầu tiên cho khảo cổ vào những năm 1940 (Atkinson, 1952; Aitken, 1974) Từ đó đến này, chúng được sử dụng ngày càng nhiều, đặc biệt là ở Châu Âu Phương pháp được nhiều người biết đến nhất đó là phương pháp mặt cắt điện với cấu hình Wenner và Pole - Pole Sumner (1976) đã phân loại các phương pháp và cấu hình đo thường dùng nhất cùng với các ưu nhược điểm của chúng Các phương pháp phân cực kích thích (IP) và điện trường tự nhiện (SP) cũng được xem là các phương pháp trong nhóm này (Wynn và Sherwood, 1984).

Các phương pháp điện trở dùng để phát hiện các đổi tượng có sự khác biệt về điện trở suất so với môi trường xung quanh, bàng cách phát dòng qua hai cực phát

và thu hiệu điện thê ở hai cực thu căm trên mặt đât Dòng giữa hai cực phát sẽ lan truyên xuông mặt đât, khi gặp các đối tượng có khả năng dẫn điện khác nhau ở lân

13

cân các cực phát đó sẽ được phản ánh qua thế thu được Khả năng dẫn điện phụ thuộc vào hàm lượng nước hay độ ẩm, do đó độ ẩm quyết định điện trở suất của các đối tượng Các đối tượng khảo cổ như các bức tường, các kết cấu xây dựng, lối đi,

mồ mả và các đối tượng khác có độ ẩm khác nhau, cao hơn hoặc thấp hơn môi trường xung quanh nên chúng dễ dàng được phát hiện Khoảng cách giữa các điện cực và cấu hình đo quy đinh độ sâu khảo sát và tính định sứ của dị thường.

Các phương pháp điện trở đặc biệt hữu ích trong việc phát hiện những thay đổi về độ rỗng gây bởi các kết cấu bằng đá bị chôn vùi Những thay đổi đó gần như không thể thấy được bằng những kỹ thuật kiểm tra trên mặt đất hiện nay Các phương pháp điện trở suât được sử dụng rât rộng rãi ở Anh (Aitken, 1974; Clack, 1986) va ở Y (Carabelli, 1967; Linington, 1970a) Các phương pháp này đặc biệt hữu ích khi lập bản đồ khảo cổ cho những vùng có mực nước ngầm cao, chẳng hạn như ở khu di tích Roma ở Anh hay Châu Âu (Aitken, 1974; Pattantyus-A, 1986) Hiên nay, trong số các phương pháp của nhóm này, phương pháp Thăm dò điện đa cực được sử dụng rộng rãi và hiệu quả hơn cả bởi nó kết hợp được các ưu điểm của các phương pháp còn lại Đặc biệt, do sử dụng nhiều cực, nên nhiều phép

đo điên trở suất có thể được tiến hành với nhiều loại cấu hình khác nhau cùng một lúc một cách tự động (Jordan và Costantini, 1999) Kêt quả của phương pháp này chỉ ra mặt cắt phân bố điện trở suất theo độ sâu và do đó rất có ích cho việc định vị các đối tượng Ngoài ra, bằng cách kết họp các mặt cắt lại, hoặc bố trí nhiều điện cực theo diện, chúng ta có thể có được bức tranh 3D sự phân bố điện trở suất của khu vực khảo sát Phương pháp này rất dễ bố trí thi công, thiết bị gọn nhẹ và ít chịu ảnh hưởng của nhiễu Mặt khác, ngoài giá trị điện trở suất, chúng ta có thể đo cả giá trị phân cực kích thích nếu cần số liệu phân cực kích thích có thể cung cấp thông tin về sự có mặt của sét, pyrit (dấu hiệu hoạt động của con người) trong vùng nghiên cứu và có thể cho thông tin tốt hơn là số liệu điện trở Tuy nhiên việc đo đạc

số liệu này khá tốn thời gian.

Phương pháp phân cực kích thích (IP) đã được sử dụng khá thành công từ những năm 1960 (Aspinall và Lynam, 1968, 1970) Phương pháp này rất hiệu quả bởi chúng có thể cung cấp thông tin về sự có mặt của sét hay khoáng vật pyrit trong khu vực khảo cổ có hoạt động của con người Nhiều tác giả cho ràng, thông số này còn mang thông tin tôt hơn là thông sô điện trở (Aitkey, 1974) Tuy nhiên, với yêu cầu sử dụng điện cực không phân cực sẽ làm giảm tốc độ thực địa và thời gian thu thập số liệu và làm tăng giá thành một cách đáng kể.

s Những nhà Địa Vật lý sử dụng các phương pháp điện từ EM lần đầu tiên cho khảo cổ như Scollar (1962), Foster (1968), Tite và Mullins (1969, 1970) và Tabbagh (1974) Hiện nay, các hệ thống thiết bị EM nông, phân giải cao ngàỵ càng được sử dụng phô biên Các phương pháp này rất phù hợp cho việc lập bản đồ vị trí khảo cô bởi tôc độ khảo sát nhanh và độ phân giải cao của chủng Có rất nhiều công trình sử dụng nhóm phương pháp này thành công như lập bản đồ khu nhà mồ

14

Ở Jordan, ờ Saudi Arabia, ở Bahrain, ở Kuwait và nhiều nơi khác (B.Frohlich và cộng sự, 1984; Bevan, 1983; Wynn và Sherwood, 1984).

Các phương pháp điện từ rất phong phú, nguyên tắc hoạt động của chúng dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Trường điện từ (tự nhiên hoặc nhân tạo) được phát (qua thiết bị phát hoặc sử dụng trường điện từ tự nhiên) vào môi trường khi gặp các đối tượng trong môi trường có sự khác biệt về tính chât điện từ, chúng bị cảm ứng và sinh ra trường điện từ thứ sinh Bằng cách thu lại trường thư sinh này, cho phép chúng ta suy đoán về đối tượng nghiên cứu Các phương pháp điện từ có thể chia ra thành các phương pháp chủ động (nguồn phát chủ động) như: phương pháp Rađa xuyên đất (GPR), điện từ miền thời gian (TDEM), điện từ miền tần số (FDEM), phương pháp dò kim loại, hoặc như điện từ tần số rất thấp (VLF), Rađio-Tellua (RMT) và các phương pháp bị động (nguôn tự nhiên) như: phương pháp Từ tellua (MT) Phần lớn các phương pháp của nhóm này có độ sâu nghiên cứu rất lớn, không phù hợp để nghiên cứu khảo cổ, không làm việc hiệu quả trong những vùng điện trở suất cao và khá nhạy với nhiễu Tuy nhiên, trong số các phương pháp điện từ miền tan so (FDEM) dùng để xác định độ dẫn của môi trường

ở một hay nhiêu tân sô khác nhau, đáng chú ý là phương pháp điện từ nguôn điêu khiển (controlled-source EM) có thể sử dụng để xác định sự thay đổi độ dẫn theo

độ sâu (Won và n.n.k., 1996) với độ sâu khảo sát khoảng từ 3 - 6 m rất phù hợp cho khảo cổ Thiết bị hiện có của phương pháp này đó là EM31 và EM34, nhưng chưa

có tại Việt Nam Cũng như phương pháp từ, phương pháp này có tốc độ khảo sát nhanh, có thể cho kết quả sự phân bố độ dẫn theo diện và có thể sử dụng để khảo sát sơ bộ Mặc dù có thể điều khiển được tần số nhưng rất kém hiệu quả khi độ sâu khảo sát nông và cũng bị nhiều ảnh hưởng của nhiễu trên mặt Trong nhóm điện từ miền thời gian, chú ý nhất là phương pháp dò kim loại Tuy nhiên, phương pháp này chỉ phát hiện được những đối tượng kim loại.

Phương pháp Rađa xuyên đất (GPR) là phương pháp có nguyên tắc hoạt động giống như phương pháp địa chấn phản xạ nhưng thay vì sử dụng sóng đàn hồi, phương pháp GPR sử dụng sóng điện từ trong dải tần 1 đến 1500 MHz Tại mỗi điểm đo, hệ thống GPR sẽ phát một xung điện từ tần cao qua ăngten phát vào môi trường khảo sát Xung này khi gặp các đối tượng có sự khác biệt về tính chất điện sẽ phản xạ trở lại mặt đât và được ăngten thu ghi nhận Sô liệu sẽ được chuyên

về máy tính lưu giữ, hiên thị, xử lý và minh giải bằng phần mềm đi kèm Khi hệ thống di chuyển trên tuyên, quá trình thu phát liên tục sẽ tạo ra hình ảnh môi trường khảo sát trên màn hình (giản đô sóng) Trên giản đồ sóng, trục nằm ngang chỉ khoảng cách tuyên, trục bên trái là trục thời gian, trục bên phải là trục độ sâu Sự khác biệt vê tỉnh chât điện của các đối tượng trong môi trường liên quan chặt chẽ với thành phân thạch học, tính chât cơ lý, điều kiện thành tạo của chúng và đối với khảo cô đó là các kiên trúc di tích, các di vật chôn vùi, Khi tiến hành khảo sát theo lưới, chúng ta hoàn toàn có thể có được hình ảnh 3D về khu vực khảo sát Phương pháp này là một trong những phương pháp Địa Vật lý có độ phân giải tốt

15

nhất, có tốc độ khảo sát nhanh, thiết bị gọn nhẹ, có thể có ngay được kết quả trong khi khảo sát, có thể lựa chọn được tần số ãngten sử dụng để lựa chọn độ sâu nghiên cứu cũng như độ phân giải Ngoài ra, có thể xác định được vận tốc truyền sóng điện

từ trong môi trường khảo sát và như vậy có thể xác định được độ sâu tới đổi tượng môt cách khá chính xác Phương pháp GPR là một công cụ mạnh trong điều kiện thuân lơi, nhưng bị hạn chế trong môi trường có độ dẫn cao và khi các đối tượng ít

cỏ sự khác biệt về độ thẩm điện với môi trường xung quanh.

> Trên thế giới, Địa Vật lý khảo cổ đã được sử dụng khá sớm, từ những năm

1920 ở Châu Âu và Bắc Mỳ Họ sử dụng phương pháp từ và điện trong thăm dò dầu khí để nghiên cứu khảo cổ nhưng kết quả rất hạn chế do kinh nghiệm và vì đối tượng của các phương pháp lúc đó là những đối tượng địa chất lớn chứ không phải đối tượng khảo cổ Sau đó cũng đã cỏ những khảo sát Địa Vật lý khảo cô nhưng nhìn chung mọi cố gắng cải tiến cũng không mang lại hiệu quả như mong đợi Cho đến giữa những năm 1980, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của máy vi tính, các thiết bi Địa Vật lý đã có những cải tiến vượt bậc và đến những năm 1990, các phương pháp Địa Vật lý gần mặt đất, mới thực sự hoàn thiện và trở thành công cụ đắc lực cho ngành khảo cổ.

Một số ví dụ điển hình gần đây về khảo cổ sử dụng thành công các phương pháp Địa Vật lý như là tìm hang ẩn trong kim tự tháp Chephren ở Giza, Ai Cập (Moussa và Dolphin, 1977); tìm đài tưởng niệm Olmec băng đá bazan ở phía đông Mexico (Breiner và Coe, 1972); tìm kiếm khu làng Án Độ cổ ở bang Washington (Huggins, 1984); tìm mộ của Herod ở Israel (Dolphin, 1984); toà nhà thời Trung cô Fountains Abbey (Mỳ); khu hâm mộ trong nhà thờ Valencian; nhà thờ María Rossa (Italy); bảo tàng Altes (Đ ức), Đó là những khảo sát khảo cổ thành công.

> Thăm dò điện - lĩnh vực Địa Vật lý được áp dụng khá phổ biến ở Việt Nam trong những năm qua cũng có những bước tiến đáng kể Phương pháp đo sâu điện 1D đã được thay thế dần bằng đo điện 2D Đe tăng độ phân giải của các khảo sát điện đã áp dụng phương pháp Rađa xuyên đất Do có khả năng nghiên cứu chi tiết nên phương pháp Rađa xuyên đất đã được nhiều đơn vị khảo sát của Bộ Thủy Lợi, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, các trường Đại học Khoa học Tự nhiên và Đại học Mỏ - Địa chất sử dụng.

Tại Việt Nam, Địa Vật lý khảo cổ bắt đầu muộn hơn Ban đầu với một số khảo sát về nhừng kho báu truyền miệng, kho vũ khí trong chiến tranh, nhưng các phương pháp được sử dụng chủ yếu là từ và điện với thiết bị cũ Gần đây, có nhóm nghiên cứu của Viện Địa chất kết hợp với một số chuyên gia Italia đã tiến hành khảo sát thánh địa Mỹ Sơn Bước đầu đã có những thành công nhất định, nhưng phương pháp Địa Vật lý được sử dụng ở đây chủ yếu là Thăm dò điện, hoặc kêt hợp với một sô phương pháp Địa Vật lý khác mà chưa có sự kết hợp giữa Thăm

dò điện đa cực với phương pháp Rađa xuyên đất, nhất là trong điều kiện tại Việt Nam Hiện nay chúng ta đã có khá nhiều thiết bị Địa Vật lý hiện đại, nhất là của hai

16

phương pháp Rađa xuyến đất và Thăm dò điện đa cực, để Địa Vật lý khảo cổ thực

sự đạt hiệu quà, cân thiết phải có những nghiên cứu chuyên sâu hơn.

Đ A I H O C Q U Ố C G I A H A N O l

T RUNG TẨM T H Ô N G TIN THƯ VIỄN

0 0 0 6 0 0 0 0 / ( Ỡ 3

17

Chương 2 Phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến

1 Giới thiệu các phương pháp Thăm dò điện cải tiến

Chúng tôi đã đề xuất các phương pháp Thăm dò điện cải tiến bàng việc sử dung môt tổ hợp hệ cực đo cải tiến [3] nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế-địa chất của chúng Tổ hợp hệ cực đo cải tiến do chúng tôi để xuất bao gồm:

- Hệ cực đo đối xứng cải tiến.

- Hệ cực đo lường cực cải tiến.

Tương ứng với việc sử dụng hai hệ cực đo này ta cỏ hai phương pháp Thăm

dò điên cải tiến, đó là: phương pháp Thăm dò điện đối xứng cải tiến và phương pháp Thăm dò điện lưỡng cực cải tiến.

1.1 Phương pháp Thăm dò điện đổi xứng cải tỉến

1.1.1 Mô tả hệ cực đo đổi xứng cải tiến

Hệ cực đo đối xứng cải tiến gồm hai điện cực phát A, B nằm ở trong và hai điện cục thu M, N nằm ở ngoài, đối xứng với nhau qua tâm của hệ cực Hệ cực đo này về hình thức giống như hệ cực đối xứng thông thường (chỉ khác ở kích thước

1.1.2 Qui trình đo đạc ngoài thực địa

Quá trình tiến hành đo đạc ngoài thực địa cũng tương tự như phương pháp Thăm dò điện 4 cực đối xứng thông thường, với qui trình đo đạc đơn giản, thuận lợi:

Cụ thể: Xét hệ cực đo đối xứng được bố trí như sau:

-• - • - • • • -

• -Với mỗi khoảng cách của hai điện cực phát A, B ta thực hiện các phép đo ứng với kích thước r, (khỉ phát AB, thu M]N]) có giá trị p vl(r,) và 77tl(r,), ứng với

kích thước r2 (khi phát AB, thu M2N2) có giá trị ps2{r2)và rjs2(r2) Vì vậy, sau khi

thực hiện các phép đo ta thu được các đường cong: 2 đường cong đo sâu điện trở

đối xứng psì, ps2 và đường cong đo sâu PCKT 77,0,) gối lên nhau tại mọi kích

thước hệ cực đo trừ 2 kích thước hệ cực đo đầu tiên và cuối cùng.

1.1.3 Qui trình xử lý số liệu

Tuy không trực tiếp đo 2 đường cong prT và prF (tương ứng với đo sâu

lưỡng cực trục cánh trái và cánh phải), nhưng ta hoàn toàn có thể dễ dàng tính được

đường cong psr (tương ứng với đo sâu điện trở lưỡng cực trục) từ các đường cong

biểu thức đạo hàm như trong biến đối của Petrovski.

Tính được các giá trị trung bình:

có thể xác định được mọi giá trị đường cong đo sâu ứng với các hệ cực đo khác nhau.

1.2 Phương pháp Thăm dò điện lưỡng cực cải tiến

Phương pháp đo sâu PCKT lưỡng cực cải tiến sử dụng một tổ hợp hệ cực đo cải tiến bao gồm:

* Hệ cực đo lưỡng cực trục cải tiến

19

* Kết hợp đo thêm một phép đo bằng hệ cực đo lưỡng cực xích đạo [3] hoặc

3 cực [7] tại kích thước cuối của hệ cực đo lưỡng cực trục cải tiến.

1.2.1 Mô tả hệ cực đo lưỡng cực trục cải tiến

Hệ cực đo lưỡng cực trục cải tiến về hình thức tương tự như hê cưc đo lưỡng

cực trục thông thường, bao gôm một lưỡng cực phát AB và một lưỡng cực thu MN

nằm về một phía đối với lưỡng cực phát.

Sơ đồ bố trí hệ cực đo lưỡng cực trục một cánh cải tiến được mô tả trên Hình

2.2, với các kích thước và hệ số hệ cực đã được tính sẵn.

-Hình 2.2: Sơ đồ hệ cực đo sâu PCKT lưỡng cực trục một cánh cải tiến

1.2.2 Mô tả hệ cực đo lưỡng cực xích đạo cải tiến

Sơ đồ bố trí hệ cực đo lưỡng cực xích đạo cải tiến được IĨ1Ô tả trên Hình 2.3,

với các kích thước và hệ số hệ cực đã được tính sẵn.

Hình 2.3: Sơ đô hệ cực đo sâu PCKT lưỡng cực xích đạo cài tiến

1.2.3 Mô tả hệ cực đo 3 cực cải tiến

Sơ đồ bố trí hệ cực đo lưởng cực xích đạo cải tiến được mô tả trên Hình 2.4,

trong đó tuỳ theo yêu câu của phép đo có thể đưa điện cực thu M ra 00, hoặc đưa

điện cực thu N ra 00.

20

- n &

Hình 2.4: Sơ đồ hệ cực đo 3 cực

1.2.4 Qui trình đo đạc ngoài thực địa

Trước hét tại mỗi điểm đo sâu, ta tiến hành qui trình đo đạc bàng hệ cực đo lưỡng cực trục một cánh cải tiến giống như phưcmg pháp Thăm dò điện lưỡng cực trục một cánh thông thường với kích thước và hệ số hệ cực đã tính sẵn Thứ tự đo theo từng cánh (đo xong cánh trái mới đo cánh phải).

Sau khi đo xong bàng hệ cực đo lưỡng cực trục một cánh cải tiến, tại kích

thước cuối tương ứng với giá trị ABmax (AB lần đo cuối cùng đối với hệ cực đo

lưỡng cực trục một cánh cải tiến) ta kết hcrp đo thêm một phép đo bằng một trong hai hệ cực đo lưỡng cực xích đạo cải tiến hoặc 3 cực như sau:

♦♦♦ Đối với hệ cực đo lưỡng cực xích đạo cải tiến:

- Xoay AB vuông góc tại điểm giữa AB.

- Xoay MN vuông góc tại vị trí cực thu cuối cùng (cực N) của phép đo sâu lưỡng cực trục một cánh cải tiên (xem Hình 1.3).

- Tương ứng với kích thước ON của phép đo sâu lưỡng cực trục một cánh cải tiên, tra Bảng 1.3 tìm rlcxd=ON nói trên, ta có kích thước của AB, MN và hệ

số hệ cực Krxd.

Sau khi đo xong, ta đã có các giá trị của đo sâu lưỡng cực trục một cánh cải

tiên, một giá trị đo sâu lưỡng cực xích đạo ứng với ABmax.

❖ Đổi với hệ cực đo 3 cực cải tiến:

Đưa 1 cực thu ra 00 và tiến hành đo Sau khi đo xong, ta đã có các giá trị của

đo sâu lưỡng cực trục một cánh cải tiên, một giá trị đo sâu 3 cực ứng với ABmax.

1.2.5 Quỉ trình xử lý số liệu

Nếu đo được các giá trị đo sâu lưỡng cực trục cánh trái p ,.(/*,), cánh phải

Prf(ri) 1 giá trị đo sâu lưỡng cực xích đạo p„d(rmììí) hoặc 1 giá trị đo sâu 3 cực

21

p 3 (r ) tại kích thước hệ cực cuối cùng của hệ cực đo lưỡng cực trục thì ta sẽ tính được tất cả các giá trị đường cong đo sâu ứng với các hệ cực đo khác nhau.

2 Giói thiệu phương pháp Thăm dờ điện đa cực cải tiến

2.1 Phương pháp Thăm dò điện lưỡng cực trục liên tục đều (đa cực)

Phương pháp Thăm dò điện lưỡng cực trục liên tục đều được áp dụng phô biến ở các nước phương Tây từ lâu [2], hiện nay ở nước ta cũng đang được áp dụng một cách rộng rãi.

❖ Hệ cực đo lưỡng cực trục liên tục đều là hệ cực đo lưỡng cực trục, nhưng có khoảng cách lưỡng cực phát AB, khoảng cách lưỡng cực thu MN và bước dịch

chuyển lưỡng cực thu trên tuyến là bằng nhau vả bàng một sô a nào đó Với môi vị

trí của lưỡng cực phát AB, ta lần lượt đo và dịch chuyển lưỡng cực thu trên tuyên n

lần Khi n=l thì kích thước hệ cực r = 2a, n = 2 thì r = 3 a có nghĩa là r = (n+1)

a Tuỳ theo công suất của nguồn phát và điều kiện thi công thực tế mà người ta tiên

hành đo với n bàng bao nhiêu Điểm ghi của phương pháp được quy định trong quy phạm kỹ thuật của phương pháp, và được quy ước là giao điêm của mạng lưới tia nghiêng 45° tại tâm lưỡng cực Kết quả đo được ghi và vẽ thành mặt căt đăng giá trị

pk và gọi là các giả mặt cắt (pseudosection).

Khi đo phương pháp này, hệ số hệ cực được tính theo công thức:

K = n ( n + 1 ).(n + 2 ).7ĩa

Như vậy ở các kích thước đầu n=l và n=2 không thoả mãn điều kiện lưỡng

cực a « r, chỉ có các kích thước sau n > 3 mới thoả mãn điều kiện lưỡng cực.

Phương pháp đo sâu lưỡng cực trục liên tục đều mang sắc thái của đo sâu lưỡng cực trục, nên phát huy được ưu điểm là tăng độ phân giải, phát hiện tốt các đối tượng bất đồng nhất dưới lóp phủ, đặc biệt là các đổi tượng có thể nằm dốc phù hợp với nhiều mô hình vật lý-địa chất của các thân quặng.

❖ Phương pháp xử lý tài liệu đo sâu lưỡng cực trục liên tục đều thực hiện theo

cách phân tích mặt cắt bán định lượng [4] hay bằng phần mềm Res2dinv Manual

Ver.3.5.4 [5].

2.2 Phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến

Phương pháp Thăm dò điện đa cực sử dụng hệ thiết bị với qui trình đo đạc ngoài thực địa, hệ chương trình xử lý, phân tích khác với các phương pháp truyền thống sử dụng các thiết bị truyền thống, đồng thời khác với cả các phương pháp Thăm dò điện cải tiến do chúng tôi đề xuất Tuy nhiên, phương pháp này có nhiều

ưu điểm đáng chú ý, chẳng hạn như: trong quá trình đo chúng ta không phải dịch chuyển cực phát và thu trên tuyến nhiều lần, quá trình đo liên tục và thu được các

số liệu trên cả tuyên chứ không phải chỉ thu được các sổ liệu trên từng điểm đo trên tuyến, phần mêm xử lý phân tích đã có sẵn và kết quả biểu diễn cho ngay các mặt

22

cắt điện trở suất Để có được những điều nói ừên thì trong các thiết bị của phương pháp Thăm dò điện đa cực đã được cài đặt sẵn file điều khiển để điều khiển trình tự

đo đạc, đồng thời cũng nhờ file này mà các số liệu đo đã được lưu trữ trong máỵ theo một định dạng sẵn phù hợp với phần mềm xử lý phân tích đã có Chính vì thế, tuỳ vào từng loại thiết bị mà file này có định dạng khác nhau Nhưng cũng phải nói them rằng phương pháp Thăm dò điện đa cực lại có một hạn chế là bắt buộc khoảng cách giữa các điện cực phải là đêu.

Vấn đề đặt ra là kết hợp phương pháp Thăm dò điện đa cực với các phương pháp Thăm dò điện cải tiến như thế nào đó đê tận dụng được mọi ưu việt của các phương pháp (hệ cực đo, qui trình đo, hệ thiêt bị, phân mêm xử lý, phân tích ) nhằm nâng cao hiệu quả va khai thác được thêm các thông tin đã có bằng việc sử dụng riêng rẽ các phương pháp Đó là lý do mà chúng tôi sẽ đê xuât phương pháp mới - gọi là phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiên.

2.2.1 Mô tả hệ cực đo đa cực cải tiến và qui trình đo đạc ngơài thực địa Ị8J

Sử dụng thiết bị SuperSting RI với 28 take-out sẵn có, chúng tôi đấu nối với các cực đo khác theo khoảng cách không đều nhau giữa các điện cực để đảm bảo đúng hệ số hệ cực đo như trong phương pháp Thăm dò điện cải tiên do chúng tôi đê xuất Việc kiểm tra, đo tự động được tiên hành giông như phương pháp Thăm dò điên đa cưc thông thường Tại mỗi cặp cực phát AB, ta thu thế ở cặp cực thu trong

M IN I, cặp cực thu ngoài M2N2 (cấu hình đối xứng) và cặp cực thu trái Ml M2, cặp cực thu phải N1N2 (cấu hình lưỡng cực) Sau đó mở rộng cặp cực phát, quá trình thu cùng như trên và tiếp tục cho đến khi hết Như vậy ta sẽ thu được: 2 đường cong đối xứng psi và ps2 gối nhau ở mọi kích thước trừ 2 kích thước đầu tiên

và cuối cùng; 2 đường cong lường cực prt và Prf tại mỗi trạm đo Lưu ý rằng, với cách bổ trí như thế, khá nhiều các cực ữên tuyến là trùng nhau (hình 2.5).

2.2.2 File điều khiển [8J

File điều khiển thường là một file ASCII đơn giản, được lưu trong bộ nhớ RAM của thiết bị, có thể sử dụng các file này theo từng câu hình đo có sằn trong máy hoặc dùng các chương trình soạn thảo ký tự săn có đê tạo ra và sau đó dùng các phần mềm tương ứng để nạp vào bộ nhớ RAM của thiêt bị.

Thông thường, file điều khiển đo có phần mở rộng là *.cmd và có 4 phần: phần chú thích, phần tiêu đề, phần cấu hình và phần lệnh.

Toạ độ điện cực ở phần cấu hình và thứ tự dòng lệnh sau đó được sử dụng để định vị so liệu đo File này sẽ đi kèm cùng file số liệu ở một số phần mềm hoặc dùng để chuyển đổi sang các định dạng khác.

Chúng tôi đã tiến hành lập 2 file điều khiển cho thiết bị SurperSting RI với

28 take-out để thực hiện quá trình đo cho phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến do chúng tôi đề xuất.

2.2.3 Qui trình xử lý số liệu [9]

* Với qui trình đo đạc ngoài thực địa và file điều khiển đã đề xuất, các số liệu thu được tự động ghi vào file số liệu (*.stg) lưu trữ trong thiêt bị SuperSting

R l File sổ liệu cũng là một file ASCII định giới băng dâu phây (,) Dòng đâu tiên

là dòng thông tin về thiết bị đo; dòng thứ hai là thông tin vê phiên bản phâm mêm cài đặt trong máy, thời gian khảo sát và số lượng bản ghi trong file số liệu; dòng thứ ba là đơn vị sử dụng.

Toạ độ các điện cực được lấy từ file điều khiển Với file ImpSym thì bản ghi thứ nhất và thứ hai là số liệu đối xứng trong và đối với file ImpDip là số liệu lường cực phải và trái,

* Muốn truy cập được đến các file số liệu lưu trữ trong máy SuperSting R l, chúng tôi đã lập chương trình đọc số liệu bằng ngôn ngữ Matlab, từ đó ta sẽ có các file số liệu cho từng điểm đo trên tuyến bằng phương pháp Thăm dỏ điện đa cực cải tiến: điện trở suất đo sâu đối xứng, điện trở suất đo sâu lưỡng cực.

Từ các file số liệu này, chúng tôi đã tiến hành xử lý theo hai phương án:

- Phương án 1: Với các số liệu thu được như đã nói trên, sử dụng hệ chương trình do chúng tôi đề xuất của các phương pháp Thăm dò điện cải tiến đế xử lý và phân tích.

- Phương án 2: Liên kết các số liệu thu được như đã nói trên của các điểm

thành định dạng file đa cực để đưa vào chương trình xử lý sằn có của phương pháp

Thăm dò điện đa cực thông thường.

Kết quả thu được là các đường cong, các mặt cắt giả điện trở suất cải tiển và các mặt cắt địa điện (bao gồm cả đối với tham sổ Petrovski).

24

2.2.4 Một sổ nhận xét

- Chúng tôi đã hoàn thiện qui trình đo đạc ngoài thực tế của phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến với việc sử dụng hệ thiết bị SUPERSTING RI (Mỳ)

có cải tiến hệ cực đo đa cực đã có của phương pháp Thăm dò điện đa cực Sử dụng

hệ thiết bị đa cực cải tiến, kết hợp với qui trình đo nêu trên của phương pháp Thăm

dò điện đa cực cải tiến đã nâng cao được hiệu suất công tác ngoài thực địa: thời gian đo nhanh hơn Ví dụ: sau khi bố trí các điện cực, thời gian đo trên cùng một tuyển đối với phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến mất khoảng 2,5 giờ, trong khi đó với phương pháp Thăm dò điện đa cực cân khoảng 4 giờ.

- Với qui trình đo đạc ngoài thực tế của phương pháp Thăm dò điện đa cực

cải tiến đã được đề xuất, chúng tôi cũng đã nghiên cứu và thiết lập được file điều

khiển thiết bị phù hợp với qui trình đo nêu trên.

- Các kết quả xử lý phân tích cho thấy: Mặc dù thòi gian công tác ngoài thực địa giảm hom gần một nửa so với phương pháp Thăm dò điện đa cực nhưng các kết quả hoàn toàn phù hợp với các kết quả của phương pháp Thăm dò điện đa cực Tuy nhiên, các kết quả của phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến thể hiện rõ nét và chi tiết hơn, lượng thông tin thu được sau khi xử lý phân tích nhiều hơn (đặc biệt tính được thêm đại lượng Petrovski mà phương pháp Thăm dò điện đa cực không có) Phải nhấn mạnh thêm rằng: phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến có độ sâu nghiên cứu lớn hơn nhiều so với phương pháp Thăm dò điện đa cực; mặt khác

do qui trình đo của phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến mà không bị mất các

số liệu ở hai đầu tuyến như đối với phương pháp Thăm dò điện đa cực đã có.

25

Chương 3 Một số kết quả áp dụng tổ hợp các phương pháp

Rađa xuyên đất và Thăm dò điện đa cực cải tiến

phát hiện di tích cổ ở Việt Nam

1 Qui trình thiết kế khảo sát, thu thập và xử lý số liệu của tổ hợp các phương pháp Ra đa xuyên đất và Thăm dò điện đa cực cải tiến

1.1 Công tác chuẩn bị

- Tùy theo mục đích nghiên cứu, đối tượng cần khảo sát cũng như địa hình của khu vực tiến hành công tác thực địa; dựa vào các thông tin ban đầu từ các tài liệu đã có mà ta lựa chọn sử dụng phương pháp cũng như các thiêt bị tương ứng cho phù hợp, tránh lãng phí công sức, tiền của mà cho hiệu quả cao.

- Hai hệ phương pháp lớn được sử dụng để nghiên cứu phát hiện, tìm kiếm các công trình di tích cô bị chôn vùi trong lòng đât là:

+ Hệ phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến (IMRI) với thiết bị SuperSting RI của hãng Advanced Geosciences Inc (Mỹ) và các hệ cực đo cải tiên

do chúng tôi đã đề xuất;

+ Phương pháp Ra đa xuyên đất (GPR) với thiết bị SIR 10B của hãng Geophysical Survey System Inc với các loại ăngten có tân sô khác nhau (thông thường chọn loại thiết bị ăngten có màn chắn với tần số từ 200 - 500 MHz là phù họp với bài toán khảo cô).

- Đối với hệ phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến, ta phải thiết lập các file điều khiển và được kiểm tra, cài đặt vào máy trước khi tiến hành công tác thực địa [8].

- Tiến hành thiết kế khảo sát để lựa chọn các thông số khảo sát tối ưu, mạng lưới tuyến phải bố trí sao cho có thế xây dựng được hình ảnh 2D cũng như có được

“khối” số liệu 3D của môi trường để xử lý và xây dựng hình ảnh 3D.

1.2 Công tác thực địa

- Trước hét tiến hành đo theo mạng lưới các tuyến của phương pháp GPR nhằm khảo sát sơ bộ để có bức tranh tổng thể ban đầu của khu vực nghiên cứu Mọi qui trình được thực hiện như qui trình của phương pháp GPR truyền thống.

- Sau khi khảo sát sơ bộ, tày theo bức tranh tổng thể đã có và đối tượng cần quan tâm, lựa chọn thông số khảo sát, ăngten cũng như tiến hành xác định chính

xác vận tổc truyền sóng của môi trường khảo sát để tiếp tục tiến hành đo đạc và

nghiên cứu chi tiêt hon.

26

- Sử dụng thiết bị sẵn có của phương pháp IMRI với các take-out sẵn có, đấu nối với các cực đo khác theo khoảng cách không đêu nhau giữa các điện cực đê đảm bảo đúng hệ số hệ cực đo như trong phương pháp IMRI [8] Việc bô trí các cực đo, kiểm tra, đo tự động trên mạng lưới các tuyên đo được tiến hành giông như phương pháp Thăm dò điện đa cực thông thường.

- Chú ý việc tổ hợp hai hệ phương pháp trên giúp bổ trợ cho nhau nhằm kiểm tra, làm rõ hơn vị trí, kích thước của những đôi tượng cân tìm cũng như nhăm mục đích phát hiện, định vị và lập bản đồ các đối tượng khảo cổ bị chôn vùi dưới mặt đất.

1.3 Công tác xử lý, phân tích số liệu

- Với phương pháp GPR: sử dụng phần mềm sẵn có [5] để xử lý, phân tích

và biểu diễn các kết quả thu được Ngoài ra còn xây dựng các hình ảnh 2D và 3D từ các "khối" số liệu đã thu được bằng công ttacs thực địa nêu trên.

- Với phương pháp IMRI: sử dụng các phương án xử lý, phân tích và biểu diễn các kết quả thu được như đã trình bày trong mục 2.2.3 chương 2 [9].

- Sau khi xử lý, phân tích kết quả bằng các phương pháp riêng rẽ, cần kiểm tra, so sánh, đối chiếu và chuẩn chỉnh để cho kết quả cuối cùng được chính xác nhất.

2 Một số kết quả áp dụng

Cho đến nay, trên thế giới đã sử dụng các phương pháp Địa Vật lý rất thành công nhằm mục đích phát hiện, định vị và lập bản đồ các đối tượng khảo cổ bị chôn vùi dưới mặt đất Trong các phương pháp Địa vật lý khảo cổ hiện nay thì Phương pháp Rađa xuyên đất và Thăm dò điện đa cực là các phương pháp Địa vật lý gần

mặt đất dùng để nghiên cứu cấu trúc địa chât, địa kỹ thuật, môi trường hoặc tìm

kiếm các vật thể chôn vùi (tự nhiên hoặc nhân tạo) dưới mặt đất đang được coi là hai phương pháp chủ đạo,

Cả hai phương pháp này bổ trợ cho nhau rất tốt trong việc giải quyết bài toán khảo cổ do đặc tính của từng phương pháp nói riêng và yêu cầu của ngành khảo cổ nói chung Nhờ các đặc tính không phá huỷ, tốc độ khảo sát nhanh, giá thành thấp, giúp các nhà khảo cổ thấy được khung cảnh tống thế của khu vực cần nghiên cứu một cách nhanh chóng, mà các phương pháp Địa Vật lý này được giới khảo cố thể giới chấp nhận như là một bộ phận trong hệ thống các phương pháp của khảo cổ học - đó là Địa Vật lý khảo cổ.

Ở nước ta, các nhà khoa học Địa Vật lý đã bắt đầu quan tâm đến vẩn đề này, đặc biệt các nhà lãnh đạo, quản lý đã cho phép áp dụng các phương pháp Địa Vật lý trong công tác phát hiện các di tích cổ.

Chúng tôi giới thiệu một số kết quả ban đầu về việc áp dụng tổ hợp các phương pháp:

27

+ Phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến (XMRI) với thiết bị SuperSting

RI (hình 3.1) của hãng Advanced Geosciences Inc (Mỳ) và các hệ cực đo cải tiên

xã Chu Minh, huyện Ba Vì, Hà Nội.

a Máy đo SuperSting RI b Bố trí các điện cực trên tuyến

2.1 Đặc điểm vùng nghiên cứu, mạng Iưói các tuyến đo

2.1.1 Đặc điểm vùng nghiên cứu

s Khu vực Hậu Lâu: Với mục đích thử nghiệm, chúng tôi đã chọn Di tích Hậu Lâu đê nghiên cứu Đây là khu vực đã được người ta tiên hành đào bới tìm kiếm và

đã phát hiện thấy các kiến trúc và di vật cổ bị chôn vùi trong lòng đất (xem hình 3.1) Sau khi khai thác được một số di vật cổ (có trưng bầy trong khu Di tích để phục vụ khách tham quan), người ta lại cho lấp toàn bộ khu vực để bảo quản công trình di tích cô này (xem hình 3.2).

Hình 1: Công trình di tích cổ Hậu Lâu

sau khi đào bởi

Hình 2: Công trình di tích cổ Hậu Lâu sau

khi đào bói đã được lấp lại

v' Khu vực Đoan môn: Năm 1999, Viện Khảo cổ học và Sờ Vãn hoá Thông tin

Hà Nội đã tiến hành khai quật khảo cổ học tại mé bên trong di tích Đoan Môn Ket quả đã phát lộ nhiều di vật quí Đặc biệt, dưới độ sâu 1 - 1,2m phát hiện được sân

nền lát gạch, kè đá thời Lê (thế kỷ XV - XVIII) Tiếp theo ở độ sâu 1,9 - 2m phát

hiện con đường lát gạch hoa chanh rộng l,3m thời Trần (thế kỷ XIII - XIV), phía dưới là nền đường thời Lý (thế kỷ XI - XII).

Với thông tin như vậy, chúng tôi tiến hành khảo sát nhằm mục đích phát hiện thông tin để xác định về các nền đường cổ này quanh khu di tích Đoan Môn theo hướng các nền đường cổ đã được tìm thấy mé bên trong di tích Đoan Môn.

S Khu vực điện Kinh Thiên và vùng lân cận hiện nay đang có nhiều nhà đã xây

dựng và làm việc Ngoài các nhà đó ra, hệ thống đường giao thông nội bộ đều được

đổ bê tông hoặc trải nhựa đường kín, không có một dấu hiệu gì trên mặt đất của các

di tích cổ Phía trên điện Kính Thiên có ngôi nhà đã được xây dựng từ lâu, hiện nay

đã được tôn tạo sửa chữa Dưới thềm vẫn còn hai con rồng bằng đá nằm nghiêng cắm đầu theo hướng Bắc - Nam Sau khu vực nhà N6 và N I 8 về phía Nam là di tích Đoan Môn Theo tư liệu của Viện Khảo cổ học và Sở Văn hoá Thông tin Hà Nội đã tiến hành khai quật khảo cổ học tại mé bên trong di tích Đoan Môn Kết quả

đã phát lộ: sân nền lát gạch, kè đá thời Lê ở độ sâu 1 - 1,2 m, con đường lát gạch hoa chanh rộng 1,3 m thời Trần ở độ sâu 1,9 - 2 m, phía dưới là nền đường thời Lý.

Vì vậy, chúng tôi tiến hành khảo sát khu vực này nhằm mục đích phát hiện di tích cổ tại khu vực điện Kính Thiên, ngoài ra còn muốn xác định xem các nền đường cổ đã được phát hiện ở Đoan Môn có còn tồn tại và chạy theo hướng từ trong di tích Đoan Môn đến điện Kính Thiên hay không?.

s Đình Chu Quyến nằm trong quần thể các di tích gồm đình, chùa, lăng và đền

thuộc xã Chu Minh, huyện Ba Vì, tỉnh Hà Tây Theo tài liệu để lại, Đình Chu Quyến được xây dựng từ năm 1692 (Nhâm Thân) theo kiến trúc nhà sàn Đây là ngôi đình cổ và lớn của tỉnh Hà Tây, được xếp hạng di tích lịch sử văn hóa năm

1962 Đình có kết cấu tiêu biểu cho kiến trúc gỗ cổ truyền Việt Nam, hiện còn lưu giữ được các mảng chạm mang phong cách nghệ thuật cuối thể kỷ XVII, đầu thế kỷ

on

XVIII nhưng hệ thống cột, sàn, trần, vách, đã bị xuống cấp, có nguy cơ biên

dạng và đổ vỡ Theo quyết đinh của Cục Di sản Vãn hoá - Bộ Văn hoá Thông tin,

Viện Bảo tồn Di tích đã bắt đầu thi để tu bổ, tôn tạo kiến trúc tòa đại đình Chu Quyến, tứ trụ, sân vườn và các hạng mục khác thuộc khu vực này Đây là dự án

thực nẹhiệm đầu tiên được thực hiện, cho nên một trong các hạng mục của dự án là tìm kiêm và phát hiện các di vật cổ bị chôn vùi ờ trong khu vực xunẸ quanh đại đình Chúng ta biết rằng, ngôi đình này nằm gần đê sông Hông, có kiên trúc theo kiểu nhà sàn để đối phó với lũ lụt cho nên việc phù sa bồi đăp là hoàn toàn có thê Thêm nữa, thực dân Pháp đã cho tu sửa đình và xây nhà hội đồng (sau là hội trường xã) vào năm 1926, rất có thể họ cũng cho tôn tạo lại sân đình Trước đây, đã có một

số hố khai quật được đào nhưng không thấy có biểu hiện các hiện vật Hiện trạng mặt bằng công trình đang được lâp cát phía trước sân, đã dựng 2 nhà khung săt mái tôn ở phía Tây Nam và phía Tây của đại đình phục vụ cho việc chuẩn bị thi công hạ giải toàn bộ đại đình và các hạng mục khác.

Trong quá trình hợp tác, theo yêu cầu của Viện Bảo tồn Di tích với mục đích đặt ra là khảo sát sơ bộ toàn bộ mặt bằng xung quanh đại đình Chu Quỵến để thử nghiệm các phương pháp của chúng tôi đã áp dụng, đông thời trong điêu kiện có thể phát hiện các đối tượng cổ bị chôn vùi; chúng tôi đã sử dụng các phương pháp nêu trên để tiến hành khảo sát sơ bộ khu vực đình Chu Quyến.

2.1.2 Mạng lưới các tuyến đo

S Khu vực Hậu Lâu (hình 3.3)

Hình 3.3: Sơ đồ các tuyến đo trên khu vực Hậu Lâu

s Khu vực phía ngoài Đoan Môn

ìn

Chúng tôi bố trí các tuyến đo theo hướng trùng hoặc vuông góc với hướng các nền đường cổ đẵ được tìm thấy mé bên trong di tích Đoan Môn - từ công Đoan Môn đến thềm rồng điện Kinh Thiên Trong đó, có tuyến đo MRI với khoảng cách các điện cực là lm là tuyến DIEN-1 ngay sau cổng Đoan Môn trước nhà N6 và khá nhiều các tuyến đo GPR với các ăngten 80 MHz (ký hiệu bằng số 80, chẳng hạn 80D2), 200MHz (ký hiệu bằng số 2, chẳng hạn 2D1) và 400 MHz (ký hiệu bằng sổ

4, chẳng hạn 4D2) Các tuyến nảy được thê hiện trên hỉnh 3.4.

K U H Ĩ s G i i i i ^ -00 00 00*00'

't'* * 4^ 'V'

H D 1 "8001L1N «=” = tíD2- 4O2=è0D2L1jẾ=

Hình 3.4 Sơ đồ các tuyến đo ừên khu vực Đoan Môn

S Khu vực điện Kính Thiên

Các tuyến đo được bố trí theo hướng trùng hoặc vuông góc với hướng các nên đường cô đã được tìm thây mé bên trong di tích Đoan Môn - từ cổng Đoan Môn đên thêm rông điện Kúih Thiên, với hai khu: Khu 1 giữa điện Kính thiên và nhà N15; khu 2 giữa các nhà N16, N17, N6 và N18 Trong đó, có một tuyến đo MRI với khoảng cách các điện cực là Im: tuyến DIEN-2 ngay trước nhà N I 5 và thềm rồng và khá nhiều các tuyến đo GPR với các ăngten 80 MHz (ký hiệu bằng số

80, chẳng hạn 80D11), 200MHz (kỷ hiệu bằng số 2, chẳng hạn 2D4) và 400 MHz (ký hiệu bằng số 4, chẳng hạn 4TEST1) Các tuyến này được thể hiện trên hình 3.5.

Hình 3.5 Sơ đồ các tuyến đo khu vực điện Kính Thiên

s Khu vực đình Chu Quyến

Các tuyến khảo sát được bố trí trên hình 3.6, trong đó có 28 tuyến GPR và 1 tuyến MRI Các tuyến này tập trung vào các vùng mặt bằng còn trổng trải xung quanh đại đình và theo các hướng hoặc vuông góc hoặc song song với các mặt đại đình.

í

Hình 3.6 Sơ đồ các tuyến khảo sát Địa vật lý khu vực đình Chu Quyến

❖ Các tuyến ở mặt trước đại đình

Bốn tuyến GPR đầu tiên CQD1, 4D1, 4D2 và 4D3 được tiến hành ở phía trước đại đình theo cùng một hướng song song với mặt trước đại đình theo thứ tự cách mép hiên trước là 0.5, 1.0, 2.0 và 3.0 m Tuyến CQD1 được bắt đầu cách mép hiên phải 1.5 m, kết thúc cách mép hiên trái 4.2 m; tuyến 4D1 và 4D2 bắt đầu cách

'ì'1

mép hiên phải 6.5 m, kết thúc cách mép hiên trái khoảng 7 m; tuyến 4D3 bắt đầu cách mép hiên phải 2.5 m, kết thúc cách mép hiên trái khoảng 8.5 m (hình 3.7).

Hình 3.8 Ví trí các tuyến 4N5, 4N5L1, 4 N 4 ,4 N 1 , 4N 2 và 4N3

❖ Các tuyến ở mặt trái đại đình

Tuyến MRI được tiến hành bắt đầu cách mép hiên trước đại đình 8 m, cách

mép hiên trái 4 m Khoảng cách điện cực đo là 1 m với 2 loại cấu hình (đối xứng và

lưỡng cực).

❖ Các tuyến ở mặt sau đại đình

Tuyến 43D1 song song với mép hiên sau đại đình và cách mép hiên 1 mét.

❖ Các tuyến ở mặt phải đại đình

Bốn tuyến song song với mép hiên phải đại đình, đều bắt đầu từ trước nhà để bia, gồm 44D1, 44D2, 44D3 và 44D4 lần lượt cách mép hiên phải đại đình 2.5 , 4.0, 5.2 và 8.7 m.

2.2 Một số kết quả

Với mỗi tuyến, chúng tôi đã tiến hành đo đạc, thu thập, xử lý số liệu và minh giải, biểu diễn kết quả Tuy nhiên, trong khuôn khổ báo cáo này chúng tôi chỉ có thể giới thiệu được một số kết quả minh họa.

2.2.1 Khu vực Hậu Lâu

Hình 3.10: So sánh kết quả mặt cắt tuyến MRI D 1 và kết quả dị thường của tuyển GPR A2 biểu

diễn trên sơ đồ tuyến đo (Vị trí hình học của hai tuyển GPR A 2 và MRI DI trùng nhau)

ŨKTANCC |UET€ft|

• f I I 4 s i 7 I 9 M I I M I ) M 1» 1t 17 I I I* M 21 iì i ỉ M « H V n iỊ n

Depth Ireration 3 RMS error = 5 2 %

0 0 6 0 1 2 0 1 8 0 2 4 0 3 0 0 3 6 0 r r

Hình 3.11: So sánh kết quả tuyến GPR A6 (a) và mặt cắt tuyến MRI D2 (Dipole-Dipole (b))

(Vị trí hình học của hai tuyến GPR A6 và MRI D2 trùng nhau)

Lở'i vào *A: C ác tu y ế n GPR SO M H z -*B: CTác tu y ế n GPR 200M H z *D: Các tuyổn (.liộn d« fự t

^ST- • *~-t Vị tri vã clộ sáVI nóc - dny (m ) cùa dị th ư ờ n g xác d ị n h / Jt*ià đ ịn h

V ù n g đ à o bóM (th eo h CÍ liỌu d ’R) Cđy

Hinh 3.12: So sánh kết quả mặt cắt tuyến MRI D2 và kết quả dị thường của tuyến GPR A6 biểu

diễn trên sơ đồ tuyến đo.

(Vị trí hình học của hai tuyến GPR A6 và MRI D2 trùng nhau)

1 Ối v à t : C á c t u y ế n G P R 8 G M I IS *-R: c « 1 » t u y é n G P R 2 0 0 M I I/ * ■ D : C’á i t u y é n d i ê n đ a i

* « VỊ t r i v ã d ô s â u 1 1 *»«.- - cliiy ( m ) l u a d ị t h ư i i n g x á i (,1 ị n l i / d j n l i

V ù n g d à o bới (th eo sổ liộu GPR) Cữy

Hình 3.13: So sánh kết quả mặt cắt tuyến MRI D3

và kết quả dị thường của các tuyến khác biểu diễn trên sơ đồ tuyến đo

2.2.2 Khu vực phía ngoài Đoan Môn

Chúng tôi xây dựng các kết quả phân tích của các tuyến đo trên hình ảnh 3D Trên hình 3.14 là hình ảnh 3D của các tuyến ngang, dọc với ăngten 80 MHz, chúng

ta thấy nếu nhìn từ phía Đoan Môn, biểu hiện của các lớp nền cổ ở độ sâu gần mặt đất có thể thấy rõ nhưng phần phía nhà N6 gần như ít có biểu hiện Trên các khối 3D chúng ta thấy biểu hiện của lớp nền cổ ở độ sâu 2m (hay mực nước ngầm?) và cấu tạo địa chất có thể thấy khá rõ.

Hình 3.14 Hình ảnh 3D qua các tuyến ngang và dọc ăngten 80 MHz

ứong khu vực phía ngoài Đoan Môn

Trên hình 3.15 là giản đồ sóng hai tuyến trùng nhau nhưng độ dài và độ sâu khảo sát khác nhau cho thấy kết quả của chúng gần như trùng khít Có biểu hiện của 2 lớp nền cổ ở độ sâu khoảng lm và 2m Ngoài ra, chúng ta còn thấy rõ cấu tạo địa chất (các lớp trầm tích) của khu vực, đặc biệt ở khoảng mét thứ 10, cấu tạo địa chất nhô cao hom và hai bên là phản xạ nằm ngang - dấu hiệu là mực nước ngầm ở

độ sâu khoảng 2,5m.

Hình 3.15 So sánh hai tuyến 8D1 và 80D2 dọc trùng nhau

nhưng độ dài và độ sâu khác nhau

Hình 3.16 là giản đồ sóng tuyến 2D2 ăngten 200 MHz, lớp nền ở độ sâu 2m

có biểu hiện nhưng do phần trên có khá nhiều dị vật nên phần nào làm tín hiệu bị