NGHIÊN cứu áp DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ PHÂN LOẠI dị THƯỜNG và cụm dị THƯỜNG TRONG xử lý PHÂN TÍCH tài LIỆU PHỔ GAMMA HÀNG KHÔNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---Cao Văn Chỉnh NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ- PHÂN LOẠI DỊ THƯỜNG VÀ CỤM DỊ THƯỜNG TRONG XỬ LÝ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU PHỔ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-Cao Văn Chỉnh

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ- PHÂN LOẠI DỊ THƯỜNG VÀ CỤM DỊ THƯỜNG TRONG XỬ LÝ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU PHỔ GAMMA HÀNG KHÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội- 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-Cao Văn Chỉnh

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ- PHÂN LOẠI DỊ THƯỜNG VÀ CỤM DỊ THƯỜNG TRONG XỬ LÝ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU PHỔ GAMMA HÀNG KHÔNG

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP PHỔ GAMMA HÀNG KHÔNG 3

1.1 Vài nét về lịch sử phát triển của phương pháp phổ gamma hàng không 3

1.2 Cơ sở vật lý-địa chất của phương pháp 5

1.2.1 Cơ sở vật lý 5

1.2.2 Cơ sở địa chất 6

1.3 Các phương pháp xử lí- phân tích tài liệu địa vật lý máy bay trên thế giới 7

1.3.1 Các phương pháp tách trường 7

1.3.2 Các phương pháp thống kê nhận dạng 8

1.3.3 Các phương pháp thống kê thực nghiệm 10

1.3.4 Các phương pháp khác 11

1.4 Công tác đúc kết và các phương pháp xử lý- phân tích tài liệu phổ gamma hàng không ở nước ta 12

1.4.1 Công tác đúc kết tài liệu 12

1.4.2 Công tác xử lý-phân tích số liệu 21

1.4.3 Phương pháp phân tích mới ở nước ta 22

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ - PHÂN LOẠI DỊ THƯỜNG VÀ CỤM DỊ THƯỜNG PHỔ GAMMA HÀNG KHÔNG 26

2.1 Phương pháp mã hóa- phân loại dị thường phổ gamma hàng không 27 2.2 Phương pháp đánh giá - phân loại cụm dị thường phổ gamma hàng không. 32

i

CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ- PHÂN LOẠI DỊ THƯỜNG VÀ CỤM DỊ THƯỜNG PHỔ GAMMA VÀO XỬ LÝ- PHÂN

TÍCH TÀI LIỆU PHỔ GAMMA HÀNG KHÔNG VÙNG TUY HÒA 36

3.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu 36

3.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên vùng nghiên cứu và khu vực lân cận 36

3.1.2 Đặc điểm dân cư- kinh tế- xã hội 39

3.1.3 Đặc điểm địa chất 40

3.2 Phân tích thử nghiệm phương pháp mã hóa - phân loại dị thường đơn với số liệu thực tế 47

3.3 Đánh giá - phân loại cụm dị thường với số liệu thực tế vùng Đông bắc Tỉnh Đak Lak 49

KẾT LUẬN 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

PHỤ LỤC 62

ii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Hàm lượng trung bình của U, Th, K trong các đá magma 6

Bảng 1.2: Kết quả tính sai số tài liệu phổ gamma 19

Bảng 2.1: Các mức mã hóa theo T(1/2) 29

Bảng 2.2: Các mức mã hóa theo ∆J 29

Bảng 2.3: Các mức mã hóa theo cường độ bức xạ tương đối 29

Bảng 2.4: Các mức mã hóa theo tỉ số ΔTh/ΔU 30

Bảng 2.5: Các mức mã hóa theo tỉ số ΔU/ΔK 30

Bảng 2.6: Các mức mã hóa theo chỉ số nhiều thành phần 31

Bảng 2.7: Các nhóm bản chất phóng xạ của dị thường phổ gamma 31

Bảng 3.1: Kết quả mã hóa phân loại các dị thường đơn 48

Bảng 3.2: Kết quả đánh giá phân loại của các cụm dị thường trong khu vực nghiên cứu 50

Bảng 3.3: Kết quả xác định giá trị hệ số tương quan của cụm dị thường 51

Bảng 3.4: Kết quả phân tích đánh giá bản chất cụm dị thường 52

iii

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Bản đồ các tuyến bay thực tế và dị thường phổ gamma 28

Hình 3.1: Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu 37

Hình 3.2: Sơ đồ phân bố cụm dị thường và bản chất cụm trong khu vực 53

Hình 3.3: Sơ đồ phân vùng triển vọng khoáng sản khu vực nghiên cứu 56

iv

MỞ ĐẦU

Địa vật lý hàng không là một tổ hợp các phương pháp địa vật lý phục vụkhảo sát, lập bản đồ địa chất, thăm dò khoáng sản và nghiên cứu môi trường.Công tác bay đo từ phổ gamma hàng không được bắt đầu và đẩy mạnh ởnước ta từ những năm 80 cho tới nay Sau quá trình bay do khảo sát, tương tựcác phương pháp khác, tài liệu thu được của phương pháp phổ gamma hàngkhông là các bản đồ trường Tuy nhiên, do đặc tính phân bố ngẫu nhiên củatrường xạ địa hóa ta còn thu được tài liệu về các dị thường đơn, không đượcthể hiện trên các bản đồ trường Nhưng các dị thường đơn thu được là mộtnguồn dữ liệu vô cùng quan trọng liên quan trực tiếp tới các đối tượng cótriển vọng khoáng sản (các nguồn gây dị thường)

Việc phân tích các dị thường đơn là quan trọng tuy nhiên dữ liệu thu được

từ các dị thường đơn là chưa triệt để với các nhu cầu thực tế trong quá trìnhkhảo sát địa vật lý hàng không cũng như trong quá trình phân tích và xử lý sốliệu phục vụ cho công tác thăm dò, dự báo triển vọng khoáng sản Bản đồ dịthường phổ gamma hàng không chỉ thể hiện được các điểm đơn lẻ nằm rảirác trên toàn diện tích khảo sát, trong khi để xác định các vùng diện tích cóchứa các đối tượng có triển vọng khoáng sản là những công tác làm việc vớicác vùng diện tích được khoanh định Mỗi vùng diện tích được khoanh định

là tập hợp của các dị thường đơn (cụm dị thường), điều này dẫn tới yêu cầucấp thiết về một phương pháp đánh giá các cụm dị thường được khoanhđịnh Để giải quyết nhiệm vụ đó, các nhà địa vật lý Việt Nam đã đưa ra một

phương pháp mới: “Phương pháp đánh giá - phân loại cụm dị thường”.

Nhằm nâng cao hiệu quả trong xử lý, phân tích tài liệu phổ gamma hàngkhông, luận văn được thực hiện với mục đích nghiên cứu tìm hiểu phươngpháp mã hóa - phân loại dị thường đơn và phương pháp đánh giá phân loại

1

cụm dị thường phổ gamma hàng không trong xử lý - phân tích tài liệu địa vật

lý máy bay phục vụ công tác tìm kiếm và dự báo triển vọng khoáng sản Vớimục tiêu này, luận văn được viết với cấu trúc 3 chương theo các nội dungchính sau:

- Chương 1: Tổng quan về phương pháp phổ gamma hàng không

- Chương 2: Các phương pháp đánh giá - phân loại dị thường và cụm

dị thường phổ gamma hàng không

- Chương 3: Áp dụng phương pháp đánh giá- phân loại dị thường vàcụm dị thường phổ gamma vào xử lý - phân tích tài liệu phổ gammahàng không vùng Tuy Hòa

Trong quá trình thực hiện luận văn này, học viên nhận được sự quantâm giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trong khoa Vật Lý, Trường Đại họcKhoa Học Tự Nhiên, đặc biệt là sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáohướng dẫn PGS.TS Võ Thanh Quỳnh và anh Nguyễn Viết Đạt Học viên xinchân thành cảm ơn tới sự giúp đỡ nhiệt tình đó!

Do hạn chế về thời gian thực hiện luận văn nên nội dung của luận vănkhông thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự bổ sung,góp ý của các thầy cô

Học viên thực hiện

Cao Văn Chỉnh

2

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP PHỔ

GAMMA HÀNG KHÔNG1.1 Vài nét về lịch sử phát triển của phương pháp phổ gamma hàng

không [4]

Phương pháp phổ gamma hàng không là một phương pháp thăm dò phóng xạ

, được sử dụng với mục đích chính là tìm kiếm trực tiếp quặng Uran và cácloại khoáng sản có ích khác liên quan tới các nguyên tố phóng xạ Xác địnhhàm lượng của các nguyên tố phóng xạ tự nhiên Uran, Thôri và Kali, thôngqua các số liệu đo cường độ bức xạ gamma trên các vạch phổ năng lượng đặctrưng của từng nguyên tố

Phương pháp phổ gamma hàng không khác với các phương pháp phổgamma khác chủ yếu là ở chỗ cường độ bức xạ của đối tượng ở một khoảngcách xa hơn, với detector của phổ kế đặt trên máy bay trong quá trình đo vẽ

Do sự khác nhau về khoảng cách nghiên cứu đối tượng mà đặc tínhphản ánh của các trường ghi được cũng khác nhau, kéo theo một số điểmkhác nhau về phương pháp xử lý và phân tích tài liệu

Phương pháp thăm dò phóng xạ có lịch sử phát triển khá sớm, dựa trênnhững thành tựu của vật lý hạt nhân Ngay từ những năm đầu của thế kỷ nàyngười ta đã nghiên cứu các cơ sở vật lý, địa chất để ứng dụng hiện tượngphóng xạ trong tìm kiếm các khoáng sản phóng xạ cũng như các khoáng sảnkhác liên quan với phóng xạ

Từ những năm 20, các phương pháp thăm dò phóng xạ đã được đưavào giảng dạy tại các trường đại học mỏ thuộc Liên Xô trước đây và vào đầunăm 1930, bộ môn thăm dò phóng xạ đầu tiên đã được thành lập tại trườngĐịa chất thăm dò Mosscov dưới sự lãnh đạo của giáo sư V.I Baranov Vàonhững năm 40 khi Uran trở thành một trong những khoáng sản có ích phục vụtrong công nghiệp điện và vũ khí quốc phòng thì các phương pháp thăm dòphóng xạ càng được đẩy mạnh, thúc đẩy nhanh việc nghiên cứu các phươngpháp tìm kiếm và hoàn thiện các thiết bị đo ghi

3

Tuy nhiên, từ những năm 50 trở về trước, trong thăm dò phóng xạ dùng tiagamma chỉ có phương pháp đo gamma tổng, ghi toàn bộ bức xạ trong dảinăng lượng rất rộng, cỡ từ 20Kev†3Mev, mà không đo được phổ bức xạ củatừng nguyên tố riêng biệt.

Vào những năm 60, nhờ có các tiến bộ kỹ thuật trong lĩnh vực điện tử

và đặc biệt là việc sử dụng các Detector nhấp nháy để ghi phổ năng lượng củabức xạ gamma, phương pháp phóng xạ đã có bước phát triển nhảy vọt vớicác phương pháp: phổ gamma mặt đất, phổ gamma trong lỗ khoan, phổgamma hàng không lần lượt ra đời và phát triển

Việc áp dụng các phương pháp phổ gamma trong địa chất thăm dò đãmang lại những hiệu quả to lớn và làm thay đổi căn bản phương pháp hệ tìmkiếm các khoáng sản có ích liên quan đến phóng xạ bằng phương pháp thăm

dò phóng xạ

Vào những năm 70, phương pháp phổ gamma hàng không trong tổ hợpcông nghệ các phương pháp địa vật lý hàng không (các tổ hợp từ - phổgamma, từ - phổ gamma điện) được áp dụng mạnh mẽ ở nhiều nước trên thếgiới, trong đó có các nước thuộc Liên Xô trước đây

Phương pháp phổ gamma hàng không cho phép khảo sát nhanh trênmột diện tích rộng với hiệu quả kinh tế cao và có thể tiến hành trên nhữngđiều kiện địa hình phức tạp, giao thông kém phát triển

Do khả năng và hiệu quả của phương pháp trong việc tham gia giảiquyết nhiều nhiệm vụ địa chất quan trọng , nên mặc dù ra đời muộn, phươngpháp phổ gamma hàng không đã có được những bước phát triển mạnh mẽ

Hiện nay phương pháp phổ gamma hàng không đang được ứng dụngrộng rãi ở nhiều nước trên thế giới không chỉ với mục đích tìm kiếm khoángsản mà còn phục vụ có hiệu quả công tác đo vẽ bản đồ địa chất Ngoài ra,phương pháp phổ gamma hàng không còn là một công cụ hữu hiệu trong việctham gia kiểm soát môi trường sinh thái

Ở nước ta, phương pháp thăm dò phóng xạ bắt đầu được áp dụng trongnghiên cứu địa chất từ năm 1955 phục vụ công tác đo vẽ bản đồ địa chất vàtìm kiếm khoáng sản ở các tỷ lệ từ 1:500.000 đến 1:50.000 Phương pháp phổ

4

gamma hàng không mới chỉ thực sự được bắt đầu và đẩy mạnh trong khoảng

20 năm trở lại đây, tập trung chủ yếu ở khu vực miền trung lãnh thổ

Phương pháp phổ gamma hàng không trong tổ hợp các phương phápbay đo địa vật lý được tiến hành ở nước ta trong thời gian qua đã có nhữngđóng góp đáng kể trong nhiệm vụ điều tra nghiên cứu địa chất, đặc biệt làtrong việc tìm kiếm các khoáng sản có ích Do hiệu quả kinh tế và địa chấtcao nên hiện nay dạng công tác này địa vật lý này đang được đánh giá cao vàđược nhà nước đầu phát triển

1.2 Cơ sở vật lý-địa chất của phương pháp.

1.2.1 Cơ sở vật lý.

Phương pháp phổ gamma có cơ sở vật lý dựa trên đặc tính phóng xạcủa các nguyên tố phóng xạ Như chúng ta biết, các hạt nhân phóng xạ trongquá trình phân rã phát ra các hạt α, β, hoặc bức xạ γ Bức xạ γ phát ra trongquá trình hạt nhân chuyển từ trạng thái không ổn định về trạng thái có mứcnăng lượng thấp hơn (ổn định hoặc ổn định tạm thời) Bức xạ γ là bức xạ điện

từ tần số cao, vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt, không mangđiện.Năng lượng của bức xạ γ thay đổi tùy thuộc vào hạt nhân của các nguyên

tố khác nhau (do sự khác nhau của các trạng thái năng lượng ổn định hoặc ổnđịnh tạm thời) Căn cứ vào sự khác nhau về mức năng lượng ta có thể xácđịnh được hàm lượng của các nguyên tố khác nhau bằng phương pháp phổgamma

Bức xạ gamma có khả năng ion hóa kém nhưng có khả năng đâmxuyên lớn, chúng có thể đâm xuyên qua lớp không khí dày hàng trăm mét vàlớp đất đá dày hàng mét

Phương pháp phổ gamma đo bức xạ gamma tự nhiên theo các mức nănglượng khác nhau để xác định hàm lượng của các nguyên tố U, Th, K có trongđối tượng địa chất Khi đo phổ gamma cần chọn các khoảng năng lượng thíchhợp mà trong khoảng đó bức xạ gamma của các nguyên tố trội hơn cả Khoảngnăng lượng được chọn gọi là “cửa sổ” năng lượng Trong đo phổ

5

gamma thường có một kênh tổng và 3 cửa sổ được đặt tên tương ứng với nguyên tố trội nhất trong khoảng năng lượng đó là:

xạ khác nhau.Nguồn sinh ra các nguyên tố phóng xạ trong vỏ trái đất là các đá

có nguồn gốc magma, trong đó hàm lượng các nguyên tố phóng xạ tỷ lệ vớihàm lượng các nguyên tố SiO2 (bảng 1).

Bảng 1.1: Hàm lượng trung bình của U, Th, K trong các đá magma

(Theo A.P Vinogradov)

Loại đá

AxitTrung tínhBazơSiêu bazơHàm lượng các nguyên tố phóng xạ trong các đá có nguồn gốc trầmtích thường thay đổi lớn hơn và ít có mối liên hệ tuyến tính như là hoạt độphóng xạ của các đá nguyên sinh Các nguyên tố phóng xạ có trong các đátrầm tích tuân theo các quy luật di chuyển của các nguyên tố Quá trình vậnchuyển và lắng đọng trong trầm tích của các nguyên tố phóng xạ dẫn tới sựlàm giầu hoặc ít đi của các nguyên tố này

6

Trong tìm kiếm quặng phương pháp phổ gamma hàng không về nguyêntắc, có thể xem là một phương pháp xạ địa hóa, tìm kiếm khoáng sản dựa vàocác nguyên tố phóng xạ đi kèm hoặc tìm kiếm trực tiếp các quặng phóng xạ.Tùythuộc vào từng loại hình khoáng sản cùng với các điều kiện sinh thành mà cácđối tượng địa chất có chứa khoáng sản có hàm lượng các nguyên tố phóng xạđặc trưng tương ứng với các đặc trưng về đặc tính phóng xạ khác biệt với môitrường vây quanh Vì vậy, phương pháp phổ gamma không chỉ là một phươngpháp tìm kiếm trực tiếp quặng phóng xạ (chủ yếu là Uran) mà còn là mộtphương pháp hiệu quả để phát hiện và đánh giá triển vọng của một số loạikhoáng sản có ích khác liên quan tới các nguyên tố phóng xạ như Au, Ag, Mo,

W, Sn, Ta, Nb, Be, Tr, Zn, Hg, Bocxit, Phosphorit…

1.3 Các phương pháp xử lí- phân tích tài liệu địa vật lý máy bay trên thế giới

Hiện nay trên thế giới, trong công tác phân tích tài liệu dịa vật lý maybay để giải thích địa chất và dự báo triển vọng khoáng sản người ta sử dụngrất nhiều phương pháp khác nhau, trong đó có các phương pháp thông kê-nhận dạng được áp dụng rộng rãi có hiêu quả hơn cả, và có thể chia chúngthành các nhóm phương pháp chính sau

1.3.1 Các phương pháp tách trường

Sử dụng các phương pháp tách trường để phân chia các dị thường lànội dung quan trọng trong phân tích tài liệu phổ gamma hàng không, nhằmkhoanh định và dự đoán về diện phân bố của các đối tượng địa chất gây dịthường Dị thường phổ gamma là một phần địa phương của vỏ trái đất đượckhác biệt bởi sự không đồng nhất về địa chất và địa hóa, mà ở đó các trườngphóng xạ ghi được cao hơn mức phông, hoặc mối tương quan giữa các thànhphần trường bị phá vỡ Diện phân bố của các dị thường này nói chung lớnhơn so với các dị thường điểm, nó tương ứng với diện phân bố của các đốitượng địa chất gây dị thường

Các phương pháp tách trường là những phương pháp quen thuộc, được

sử dụng rất rộng rãi và có hiệu quả trong phân tích các tài liệu địa vật lý nói

7

chung Trong phân tích tài liệu phổ gamma hàng không, do đặc tính phân bốngẫu nhiên của các trường phóng xạ người ta thường sử dụng rỗng rãi hơn cả

là các phương pháp như: trung bình trượt, trung bình entropi, lọc phi tuyến,lọc tuyến tính, gradien

Vấn đề quan trọng khi sử dụng các phương pháp tách trường để phânchia dị thường phổ gamma hàng không là lựa chọn bán kính trung bình (kíchthước cửa sổ quét) sao cho phù hợp với kích thước của đối tượng gây dịthường Diện tích của cửa sổ chạy thường được chọn lớn hơn 2 -3 lần diệntích của dị thường

Những nghiên cứu theo hướng này được đề cập đến trong các côngtrình của Diordienco, của Ni-Ki-Tin và nhiều công trình của các tác giả khác

1.3.2 Các phương pháp thống kê nhận dạng

Các phương pháp nhận dạng không những được ứng dụng rất có hiệuquả trong phân tích các số liệu địa chất, địa vật lý mà còn được áp dụng rộngrãi trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác Về nguyên lý, việc tìm kiếm các đốitượng tương tự (đồng dạng) với các đối tượng mẫu đã biết thông qua cácchủng loại thông tin thu được trong quá trình nghiên cứu, khảo sát, đều có thểxếp vào lớp các bài toán nhận dạng Các phương pháp phân tích nhận dạngđặc biệt có hiệu quả khi tiến hành trên các cơ sở dữ liệu có các chủng loạithông tin đa dạng, phong phú và tin cậy Hiện nay có rất nhiều thuật toán nhậndạng hiện đại, được tự động hóa bằng các hệ phần mềm mạnh, được áp dụng

có hiệu quả trong phân tích tài liệu phổ gamma hàng không ở nhiều nước trênthế giới Đề cập đến hướng nghiên cứu này có rất nhiều công trình đã đượccông bố, theo đó các phương pháp nhận dạng có thể chia thành 2 nhóm: nhómcác phương pháp nhận dạng theo đối tượng chuẩn và nhóm các phương phápnhạn dạng không có đối tượng chuẩn

a Các phương pháp nhận dạng theo đối tượng chuẩn

Trong các phương pháp phân tích nhận dạng có đối tượng chuẩn thìviệc quan trọng nhất là chọn đối tượng chuẩn, tiếp đến là chọn tập hợp các

8

dấu hiệu dùng để phản ánh và nhận dạng các đối tượng Tùy thuộc vào các mụcđích nghiên cứu khác nhau mà việc lựa chọn các đối tượng chuẩn sẽ khác nhau.Với mục đích nhận biết và khoanh định ranh giới các thành tạo địa chất, đốitượng chuẩn được lựa chọn là các “diện tích chuẩn” trên đó phân bố các thànhtạo địa chất đặc trưng tin cậy đã biết Với mục đích tìm kiếm và dự báo triểnvọng khoáng sản, đối tượng chuẩn được chọn là các diện tích chuẩn, đã biết vềtriển vọng khoáng sản (các đối tượng quặng và không quặng).

- Đối tượng quặng chuẩn được hiểu là một biểu hiện quặng bất kỳ màcác đặc tính địa chất – khoáng sản đã biết, nghĩa là đã có các dấu hiệu tintưởng về một loại khoáng sản nào đó

- Đối tượng không quặng chuẩn là các đối tượng mà bằng các côngviệc tìm kiếm chi tiết trên mặt đất đã khẳng định là chúng không có biểu hiệnquặng hóa

Phần lớn các thuật toán nhận dạng trên cơ sở mô hình thống kê đốitượng chuẩn trong phân tích tài liệu phổ gamma thường sử dụng các thông sốnhư: Tỉ số sự thật L(x) và tổng lượng thông tin J(1:2,x)

b Các phương pháp nhận dạng không có đối tượng chuẩn theo nguyên

lý tự điều chỉnh.

Trong điều kiện khi diện tích khảo sát chưa được nghiên cứu kỹ vàkhông có được các đối tượng chuẩn tin cậy người ta có thể sử dụng cácphương pháp nhận dạng không có mẫu theo nguyên lý tự điều chỉnh để pháthiện và khoanh định các diện tích trường dị thường dựa trên một số dấu hiệu

đã được chọn trước theo nguyên tắc: xác suất nhỏ, tương quan yếu và có tínhtrội của một nguyên tố nào đó

Người ta đặc biệt quan tâm đến các diện tích dị thường (có khả năngliên quan với các khoáng sản) được khoanh định theo các dấu hiệu nên trênkhi có các đặc điểm như:

- Loại thường gặp trong các lớp đất đá khác nhau nhưng rất giống nhau

- Loại không điển hình cho lớp đất đá của nó hoặc trên toàn vùng

9

Các phương pháp nhận dạng không có mẫu theo nguyên lý tự điềuchỉnh để đánh giá triển vọng khoáng sản nói chung đạt hiệu quả không cao,thường chỉ có thể tham gia vào việc phát hiện và khoanh định các diện tích,

dự báo là có thể có liên quan với khoáng sản

1.3.3 Các phương pháp thống kê thực nghiệm

Các phương pháp thông kê thực nghiệm được thiết lập trên cơ sở cácquan niệm lý thuyết, những kinh nghiệm thực tế, sự tự điều chỉnh để tìm kiếmlời giải đúng trong quá trình phân tích Bằng mô hình toán học và thông quachúng có thể phân chia các lớp dấu hiệu đối với các dị thường quặng vàkhông quặng Các thông số (được biểu diễn qua các biểu thức toán học)thường được sử dụng đó là:

xạ sẽ làm cho mối tương quan bình thường trước đó giữa chúng bị phá vỡ,

do vậy các hàm tương quan cũng là một dấu hiệu phản ánh đặc điểm phân bốcảu các trường phóng xạ

10

- Các hàm xác suất thống kê phản ánh xác suất bắt gặp của các đặc tínhphóng xạ nào đó (theo nguyên tắc xác suất nhỏ) Về nguyên tắc, xác suất bắtgặp các dị thường sẽ là rất nhỏ so với toàn diện tích khảo sát Do vậy nếu lựachọn được các dấu hiệu phản ánh thích hợp thì thông qua chúng theo nguyêntắc xác suất nhỏ người ta cũng có thể khoanh định các diện tích có đặc tínhphân bố không bình thường của các trường phóng xạ.

Các phương pháp thống kê thực nghiệm, thông qua các thông số nóitrên được áp dụng khá rỗng rãi và có hiệu quả trong phân tích tài liệu phổgamma hàng không, đặc biệt là trong việc phát hiện và khoanh định các đớibiến đổi có thể liên quan với khoáng sản

1.3.4 Các phương pháp khác.

Ngoài một số phương pháp phân tích mang tính chuyên dụng thườngđược áp dụng trong phân tích tài liệu phổ gamma hàng không như đã trìnhbày ở trên, trong thực tế người ta còn sử dụng rất nhiều phương pháp phântích khác theo hướng khai thác và sử dụng triệt để thông tin như các phươngpháp đạo hàm, phương pháp phân tích các thành phần chính, các phươngpháp phân tích bản đồ bóng, các phương pháp chồng chập thông tin

Hầu hết các phương pháp nói trên (bao gồm các phương pháp táchtrường, các phương pháp nhận dạng, các phương pháp thống kê thực nghiệmv.v…) nói chung đều xử lý trên các số liệu liên tục theo tuyến hoặc theo diện,

11

nghĩa là phân tích trên các bản đồ trường (cường độ bức xạ gamma, hàmlượng các nguyên tố phóng xạ U, Th, K).

Trên các điểm dị thường đơn (Bản đồ phân bố các dị thường phổgamma hàng không) thường chỉ có một số phương pháp thống kê thựcnghiệm đơn giản Thông qua các tham số đặc trưng riêng trên các điểm dịthường như: ∆J, T(1/2), ∆Th/ ∆U, ∆U/ ∆K, Ji, F v.v…, người ta xác lập mốiquan hệ giữa các đặc điểm địa chất – khoáng sản với các đặc điểm xạ - địahóa tương ứng, từ đó làm cơ sở cho việc dự báo về triển vọng khoáng sản củachúng

Tham gia đánh giá về mức độ triển vọng khoáng sản đối với các dịthường đơn, ngoài một số tham số như: F, T(1/2)… người ta còn sử dụngtham số tích phân xác suất nhiều thành phần.:

1.4 Công tác đúc kết và các phương pháp xử lý- phân tích tài liệu

phổ gamma hàng không ở nước ta.

1.4.1 Công tác đúc kết tài liệu

Cường độ bức xạ gamma ghi được trong quá trình bay khảo sát khôngchỉ phụ thuộc vào hàm lượng các nguyên tố phóng xạ lớp đất đá bề mặt tráiđất mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác: Chiều dày của lớp phủ không

12

phóng xạ, độ bay cao tương đối, hàm lượng Radon trong không khí, cường

độ bức xạ vũ trụ,… Do vậy, để có thể thành lập được bản đồ trường phóng xạtrên toàn diện tích bay khảo sát về cùng một mức đồng nhất, đòi hỏi phải rấtnhiều phép hiệu chỉnh, liên kết tài liệu Tuy nhiên do có sự cải tiến của hệthống thiết bị ghi và lưu lên đĩa mềm của máy vi tính) nên các công đoạntrong chu trình được đúc kết tài liệu hầu hết được thực hiện trên máy vi tính

theo “Bộ chương trình xử lý tài liệu địa vật lý máy bay [10]”.

Toàn bộ chu trình đúc kết tài liệu phổ gamma hàng không được chialàm 3 bước:

Bước 1.

Tính chuyển từ các số liệu nguyên thủy (tốc độ đếm xung cps) ở độ baythực tế về các đại lượng địa vật lý dưới mặt đất

Bước này gồm nội dung sau:

a San số liệu( làm trơn) bằng phương pháp trung bình trượt 3 điểm trên cả

4 kênh đồng thời với số liệu độ cao để loại trừ các thăng giáng thống kêtheo các công thức:

No j ( xi) -là số đếm được làm trơn tương ứng tại điểm xi

ho ( x k ) -là số đo độ cao nguyên thủy ( tính bằng feet) tại điểm xk

[10]Theo Võ Thanh Quỳnh, Nguyễn Xuân Ngoan, Vũ Tuấn Hùng (2002), Thành lập bộ

13

ho ( x i ) -là số đo độ cao đã được làm trơn tương ứng tại điểm x i

b. Hiệu chỉnh phông dư tự nhiên

Trong quá trình bay đo tín hiệu bức xạ tổng ghi được không chỉ do cácbức xạ từ đất đá gây ra mà còn tồn tại những nguồn bức xạ khác trong vũ trụ

và khí quyển tham gia Khi xử lý số liệu phổ gamma phải tìm cách loại bỏ cácnguồn bức xạ này, chúng được gọi là phông bức xạ dư tự nhiên

Giá trị phông bức xạ dư tự nhiên tại một thời điểm t tính theo công thức:

Nếu ta xét thời điểm t ứng với vị trí ( N 1j(x i ) = N1 j

(t) ; phép hiệu chỉnh phông dư tự nhiên theo công thức:

N 2 j (t ) = N 1 j (t ) -NB j (t)

(1.6)

(1.7)

c. Hiệu chỉnh độ bay cao

Trong quá trình bay đo các bức xạ gamma ghi trên những độ cao bay thực

tế khác nhau Mục đích của phép hiệu chỉnh này là đưa các số liệu bay đotrên tất cả các kênh ở độ cao khác nhau về cùng một mức thống nhất

Xuất phát từ các công thức gần đúng xác định sự suy giảm của tia bức

xạ gamma khi đâm xuyên trong các môi trường hấp thụ như sau:

14

Trong đó:

No j - là cường độ bức xạ tại mặt đất của kênh j

N h j - là cường độ bức xạ ở độ cao h của kênh j

i - là hệ số suy giảm của bức xạ gamma đối với kênh j

Cường độ bức xạ ở độ cao hc=const nào đó sẽ được xác định theo công thức:

Nhc j =Nh j e µj( h−hc)

Như vậy phép hiệu chỉnh độ cao sau khi đã hiệu chỉnh phông dư

được thực hiện bởi công thức:

Từ các số liệu đo của tất cả các kênh ở các độ cao bay khác nhau trên một môi trường đồng nhất về cường độ phóng xạ, tiến hành hiệu chỉnh phông

15

dư tự nhiên, sau đó thực hiện phép logarit các số liệu đo (đã hiệu chỉnh

phông dư theo công thức (1.11) để chuyển quy luật hàm mũ về quy luật tuyến tính Từ các số liệu đã được thiết lập theo quy luật tuyến tính của công thức (1.11) bằng phương pháp bình phương cực tiểu để xác định các hệ số μ

i trên tất cả các kênh

d. Hiệu chỉnh tán xạ compton

Hiệu chỉnh tán xạ compton là hiệu chỉnh ảnh hưởng bức xạ của nguyên

tố này lên cửa sổ năng lượng của nguyên tố kia kênh các kênh vi phân Cácphép hiệu chỉnh này được thực hiện bởi công thức:

N4 U (t) = N3 U (t)- αN3 Th (t)

N4 K (t) = N3 K - βN3 Th (t)-γN3 U (t)

Trong đó α, β, γ là các hệ số tán xạ compton được xác định từ kết quả

đo trên mẫu chuẩn ở mặt đất trước mỗi chuyến bay

e. Tính chuyển các đại lượng từ tốc độ đếm xung (cps) về các giá

q j - là hàm lượng nguyên tố phóng xạ trên kênh vi phân j, kênh Kali tính bằng %, kênh Uran và kênh Thori tính bằng ppm.

K j - là hệ số nhảy trên kênh j

Như vậy để xác định cường độ phóng xạ trên kênh tích phân và hàm lượng các nguyên tố phóng xạ U, Th, K trên các kênh vi phân trước hết phải xác định được các hệ số độ nhạy K j trên tất cả các kênh

- Độ nhạy kênh tổng K TC được xác định theo phương pháp chuân

máy thông thường nhờ mẫu chuẩn Radi

- Độ nhạy trên các kênh hàm lượng (các kênh vi phân) được xác định thông qua kết quả bay đo trên các bãi chuẩn cụ thể như sau:

Từ các số đo cps trên bãi chuẩn của các kênh hàm lượng thực hiện đầy đủcác phép toán, hiệu chỉnh từ mục 1 đến mục 4 của bước 1 để xác định được

số đếm N4 j trên các kênh Với hàm lượng các nguyên tố phóng xạ q j (j= U,

+Thực hiện các phép hiệu chỉnh, liên kết tài liệu.

Để liên kết tài liệu phổ gamma hàng không, phương án đã sử dụng

“phương pháp liên kết theo tuyến kiểm tra” Phương pháp này đã được sửdụng trong tất cả các phương án bay đo từ - phổ gamma tỉ lệ 1:25.000 ở Việt

17

Nam trước đây với tư cách như là một phương pháp kinh điển với độ tin cậycao Ở đây chương trình chỉ đảm nhận chức năng tự động hoá, mô phỏng việclàm bằng tay trước đây, theo đúng trình tự các bước sau:

-Liên kết các tuyến bay trong mỗi chuyến bay:

Nội dung các liên kết này là đưa các giá trị trường đo được ở các thờigian khác nhau trong ngày về cùng một thời điểm Ở đây chúng tôi đã chọnthời điểm đo trên tuyến kiểm tra đầu chuyến bay là mốc cho phép hiệu chỉnhbởi vì: thời điểm xuất phát của các chuyến bay là khá trùng nhau và chính vìvậy các giá trị trường đo trên tuyến kiểm tra, giá trị sai lệch giữa 2 lần đo (đạilượng cần hiệu chỉnh) được san đều cho toàn bộ thời gian bay của chuyếnbay đo theo “luật tuyến tính”

Giá trị hiệu chỉnh của phép liên kết này được tính theo công thức:

q1 j (t ) = qo (t ) +

j

Trong đó:

-td< t < tc

- q1 j (t)- là giá trị trường đã hiệu chỉnh trên kênh j

- qo j (t)- là giá trị trường chưa được hệu chỉnh trên kênh j

- q KT

j (td) và q KT

buổi và cuối buổi

-Liên kết các chuyến bay trong toàn bộ thời gian bay:

Nội dung của liên kết này là đưa các giá trị thường đo ở các chuyếnbay khác nhau về cùng một mức

Thông qua kết quả đo trên tuyến kiểm tra đầu tuyến bay của tất cả cácchuyến bay sẽ được xác định tất cả các đại lượng đặc trưng của chúng Đạilượng đặc trưng này là giá trị trung bình (X) khi luật phân bố chuẩn và là giátrị có tần suất lớn nhất khi luật phân bố loga chuẩn Giá trị hiệu chỉnh của mỗichuyến bay là hiệu số giữa đại lượng đặc trưng và giá trị đo trên tuyến kiểmtra đầu chuyến bay của ngày hôm đó

+Nội suy các giá trị trường lên mạng lưới đều đồng thời tính toán một số

tham số trung gian như: F, Th/U- J u , J Th , J K …

18

Do vận tốc bay trên tuyến thay đổi nên các giá trị trường đo được (liêntiếp từng giây một) sẽ được phân bố không đồng đều Thực tế đòi hỏi phảitạo được các “file” số liệu theo mạng lưới đều trên đồ thị trường Tuy nhiên

do đường đồ thị trường thực chất là không liên tục nên phép đọc giá trị theomạng lưới là phép nội suy giữa 2 fit (2 điểm đo) kế tiếp nhau

Bước 3.

Xác định sai số đo đạc và thành lập các bản đồ trường

+Xác định sai số đo đạc.

Sai số đo đạc của tài liệu phổ gamma được xác định thông qua kết quả

đo lặp trên các tuyến sản xuất và trên tuyến kiểm tra Sai số bình phươngtrung bình trên tất cả các kênh được tính theo công thức:

δ =

Trong đó:

X1i, X2i , là các giá trị trường đo lần đầu và lần lặp lại tại điểm thứ i

n là số điểm đo lặp được dùng để tính sai số

Công việc tính sai số được tự động hoá theo chương trình QSS.Chương trình QSS cho phép xác định sai số một cách nhanh chóng chính xác,

dễ dàng thực hiện trên một khối lượng điểm tính lớn tuỳ ý, thuận lợi cho việctheo dõi kiểm tra

Kết quả cho thấy sai số đo đạc của tài liệu phổ trên tất cả các kênh đều

ở mức nhỏ hơn các sai số quy định trong phương án (Bảng2).

Bảng 1.2: Kết quả tính sai số tài liệu phổ gamma.

Kênh

+Thành lập các bản đồ trường.

Các bản đồ trường địa vật lý bắt buộc phải thành lập là:

19

- Bản đồ các tuyến bay thực tế và dị thường phổ gamma hàng không tỉ lệ1:50.000.

Để thành lập bản đồ này, trên cơ sở sơ đồ các tuyến bay thực tế đã cócông việc đầu tiên là phân loại dị thường Phân loại dị thường là công việcquan trọng và khá phức tạp, đòi hỏi nhiều tính toán, rất dễ nhầm lẫn khi thựchiện bằng tay Hiện nay công việc này cũng đã được tự động hoá theochương trình Q10

Chương trình Q10 không chỉ đưa ra bảng kết quả phân loại dị thường

mà còn cung cấp đầy đủ thông tin cần thiết (Các tham số giải thích) của mỗi

dị thường giúp cho việc xem xét đánh giá các dị thường một cách đầy đủtrong công tác phân tích, giải thích tài liệu địa vật lý hàng không

- Bản đồ cường độ gamma tiết diện 1 µR/h lớn hơn 10 µR/h được vẽ ở các mức 12, 15, 25 µR/h.

- Bản đồ hàm lượng Kali tiết diện 0,5% Bản đồ hàm lượng uran – tiết diện 1ppm lớn hơn 8ppm tiết diện là 2 ppm

- Bản đồ hàm lượng thori tiết diện 3ppm lớn hơn 15ppm tiết diện 5ppm

- Bản đồ Th/U vẽ theo các mức 0,5; 1; 1,5; 2; 6; 8;10; 15

- Bản đồ chỉ số F tiết diện 0,5

Các tiết diện được chọn cho các bản đồ như trên vừa đảm bảo lớn hơn

2 -3 lần sai số đồng thời phù hợp với các bản đồ địa hình tỉ lệ 1: 50.000 UTM

và được thu về tỉ lệ 1:200.000 Các loại bản đồ trường phổ gamma đều đượcthành lập và trình bày theo đúng các yêu cầu kỹ thuật quy định

1.4.2 Công tác xử lý-phân tích số liệu.

Bên cạnh các phương pháp định tính, mang tính trực quan với các thuậttoán đơn giản, căn cứ trực tiếp vào đặc điểm hình thức của bản đồ trường, cácphương pháp phân tích toán học mạnh như Dorminal, tương quan nhận dạng

đặt biệt là Bộ chương trình phân tích phổ-thống kê COSCAD đã thu được kết

quả tốt

Bộ chương trình này là tập hợp của rất nhiều chương trình xử lý khácnhau bao gồm các khối chính sau:

- Khối các chương trình phục vụ (Service): dùng để tạo cơ sở dữ liệu

và các phép toán trên các lưới trong cơ sở (hợp nhất lưới, dán các lưới…).Nhờ chương trình này ta có thể tạo ra lưới mới trong cơ sở dữ liệu và đưa rakết quả dưới dạng lưới riêng có Format hoặc không Format cho sử lý sau đóhoặc xây dựng bản đồ và hình nổi

- Khối các chương trình đồ thị (Graphics): chức năng dung để biểu diễncác lưới xuất phát hay lưới kết quả chỉ trên màn hình dưới dạng đồ thị riêngtheo các tuyến, bản đồ phân lớp, bản đồ các đồ thị theo trục X, Y, Z Nếu cầnthiết phải đưa kết quả cuối cùng lên giấy dưới dạng đường đẳng tuyến cần

21

phải đưa ra lưới tương ứng từ cơ sở và sử dụng bộ chương trình đặc biệt.Một trong các bộ như vậy là bộ chương trình Surfer, cho phép biểu diễn bản

- Khối các chương trình lọc trường (Filtering): thực hiện hóa các bộlọc tuyến tối ưu có thể giải quyết các vấn đề tách các trường nguồn thành cáctrường thành phần: lọc năng lượng, lọc thích nghi, lọc Komogorov-Viner đểphân chia thành phần dị thường địa phương và thành phần khu vực

- Khối các chương trình phát hiện dị thường và phân chia dị thường(Dectection): gồm các kiểu dị thường quan dương, dị thường tương quan

âm, dị thường tương quan âm - dương; chương trình phân chia dị thườngtheo tổ hợp dấu hiệu, chương trình phân lớp đối tượng địa vật lý - địa chất;chương trình nhận dạng theo đối tượng chuẩn v.v…

- Khối các chương trình xử lý tổng hợp (Complex): chức năng xử lýgiám sát tổ hợp dữ liệu Trong khối này có một số chức năng phân lớp vànhận dạng ảnh

Thông qua các đề tài nghiên cứu, một số tập thể tác giả đã tiến hành những nghiên cứu, phân tích thử nghiệm trên một số tài liệu thực tế ở nước ta

bằng nhiều phương pháp khác nhau đặc biệt là nhóm các phương pháp

thống kê nhận dạng và đã thu được kết quả tốt

1.4.3 Phương pháp phân tích mới ở nước ta

Ba phương pháp phân tích mới, đó là:

- Phương pháp đánh giá và phân loại cụm dị thường:nội dung của phươngpháp này là đưa ra một cách đánh giá và phân loại cụm dị thường phổ gamma

22

hàng không trên cơ sở tập hợp số liệu các dị thường đơn của cụm Nội dung

cụ thể của phương pháp sẽ được trình bày ở chương 2

- Phương pháp Tần suất - nhận dạng

Bài toán được đặt ra như sau: Từ các kết quả khảo sát mặt đất đã biết đượccác cụm dị thường triển vọng khoáng sản Thông qua các đặc trưng trường dịthường phóng xạ hãy xác định các cụm cùng loại với cụm đối tượng mẫu đãbiết làm cơ sở cho việc đánh giá triển vọng khoáng sản của chúng Đây thựcchất là bài toán nhận dạng Để giải quyết bài toán đặt ra, phương pháp Tầnsuất- nhận dạng được xây dựng với 3 nội dung chính: xây dựng thông tin chođối tượng mẫu, đánh giá và lựa chọn tập hợp thông tin có giá trị cao; phântích đối sánh, xác định các đối tượng dồng dạng:

+ Phương pháp xây dựng ma trận thông tin của đối tượng mẫu

Sử dụng 8 tham số cơ bản: ∆J, T(1/2), ∆Th/∆U, ∆U/∆K, F, Ji (i=U,Th,K),Th/U, U/K để xây dựng ma trận thông tin về các tính chất của đối tượng mẫu.Thông qua” Phương pháp đánh giá và phân loại cụm dị thường” để định tínhchất của các tham số Sử dụng các khoảng giá trị đặc trưng chung của cụmlàm “ cửa sổ quét” để xác định giá trị của từng đơn vị thông tin của từng phần

tử cho từng tính chất của ma trận

+ Phương pháp đánh giá lựa chon thông tin

Với mục đích loại bỏ các thông tin có giá trị thấp trước khi tiến hành phântích đối sánh chúng tôi đã sử dụng phương pháp phân tích tần suất củaGriffiths-vinni Nội dung của phương pháp này được tóm tắt như sau:

Xuất phát từ ma trận thông tin của đối tượng mẫu, tỉ trong thông tin tươngđối của tính chất thứ i được xác định theo công thức sau:

I i = k I

i= 1

nij -là tần suất hiện đồng thời các tính chất i và j

Sắp xếp {Ii} theo thứ tự giảm dần và gọi tập mới là {Ii*}

Khi đó, tỷ trọng thông tin của tổng m tính chất đầu được tính:

m

J m = ∑I i*2

i= 1

23

Nếu tính theo tỉ lệ % trong tông thông tin của tất cả tính chất ta có:

Số lượng thông tin m xác định được khi ta cho Pm một giá trị cho

trước + Phương pháp đối sánh, xác định các đối tượng đồng dạng

Sử dụng “Phương pháp đánh giá và phân loại cụm dị thường” để xác địnhtất cả các tính chất của cụm đối sánh Các đối tượng đối sánh được xem làđồng dạng với đối tượng mẫu khi tất cả các tính chất trong tập hợp cácchugnr loại thông tin có giá trị cao trùng nhau đồng thời tổng lượng thông tincủa chúng phải vượt mức quy định (Pm>80%)

- Phương pháp Khoảng cách - Tần suất - Nhận dạng

Phương pháp “Khoảng cách - Tần suất - Nhận dạng” được xây dựng trên

cơ sở sử dụng đồng thời hai loại đối tượng mẫu đối nghịch nhau là quặng vàkhông quặng với các nội dung chính: xây dựng các ma trận thông tin cho đốitượng mẫu quặng và không quặng; đánh giá và lựa chọn tập hợp các thông tin

có giá trị cao; phân tích đối sánh, xác định các đối tượng đồng dạng

+ Phương pháp xây dựng các ma trận thông tin của đối tượng quặng và không quặng

Ma trận thông tin của đối tượng quặng được xây dựng tương tự như đốivới đối tượng mẫu ở Phương pháp Tần suất - nhận dạng Ma trận thông tincủa đối tượng không quặng được xây dựng theo tính chất của đối tượngquặng Nghĩa là các ma trận thông tin của các đối tượng quặng và khôngquặng phải được xây dựng với cùng tập hợp các tính chất

+ Phương pháp đánh giá và lựa chọn thông tin

Để giải quyết nội dung này luận văn đã sử dụng kết hợp các quan điểm củaGriffiths-vinni với phương pháp phân tích tần suất và của Poguohob vớiphương pháp phân tích khoảng cách khái quát theo cách như sau:

24

- Đánh giá giá trị thông tin theo phương pháp phân tích khoảng cách kháiquát thông qua các ma trận thông tin của các đối tượng quặng và khôngquặng.

- Đánh giá giá trị thông tin theo các phương pháp phân tích tần suất thông qua ma trận thông tin của đối tượng quặng

Tập hợp các chủng loại thông tin được lựa chọn theo thứ tự ưu tiên củaphương pháp phân tích khoảng cách khái quát Số lượng các chủng loại thôngtin được chọn khi tổng lượng thông tin đạt mực quy định (Pm>75%)

+ Phương pháp phân tích đối sánh, xác định các đối tượng đồng dạng

Cách đối sánh và xác định các đối tượng đồng dạng được thực hiện tương

tự như đối với phương pháp Tần suất- Nhận dạng với việc đối tượng mẫuđược thay bằng quặng còn đối tượng không quặng bị loại bỏ

25

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ - PHÂN LOẠI DỊ THƯỜNG VÀ CỤM DỊ THƯỜNG PHỔ GAMMA

HÀNG KHÔNG

Sau quá trình bay do khảo sát, tương tự các phương pháp khác, Tài liệuthu được của phương pháp phổ gamma hàng không là các bản đồ trường.Tuy nhiên, do đặc tính phân bố ngẫu nhiên của trường xạ địa hóa nên các dịthường đơn đo được có giá trị lớn và không thể hiện được trên bản đồtrường toàn phần Do đó, ngoài các bản đồ đẳng trị hàm lượng các nguyên tốphóng xạ và cường độ bức xạ gamma, đối với phương pháp phổ gamma hàng

không người ta thành lập riêng một “bản đồ các tuyến bay thực tế và dị

thường phổ gamma hàng không” (hình 2.1) Phương pháp thành lập bản đồ

này đã được trình bày trong quy phạm bay đo địa vật lý [9]

Khác với các phương pháp khảo sát khác như phương pháp từ, trọnglực… phương pháp khảo sát phổ gamma hàng không ngoài các bản đồtrường còn thu được tài liệu về các dị thường đơn, không được thể hiện trêncác bản đồ trường Nhưng các dị thường đơn thu được là một nguồn dữ liệu

vô cùng quan trọng liên quan trực tiếp tới các đối tượng có triển vọng khoángsản (các nguồn gây dị thường) Vì vậy, để khai thác triệt để các thông tin từtài liệu dị thường phổ gamma hàng không, phương pháp mã hóa - phân loại

dị thường phổ gamma hàng không cho phép đưa ra bản chất phóng xạ củatừng điểm dị thường đơn Ngoài ra, phương pháp còn đưa ra các thông tinđịnh lượng về mức độ dị thường thông qua các tham số chỉ tiêu của mỗi điểm

dị thường Chi tiết về phương pháp được trình bày trong mục 2.1

Việc phân tích các dị thường đơn là quan trọng tuy nhiên dữ liệu thu được từcác dị thường đơn là chưa phù hợp với các nhu cầu thực tế trong quá trình

[9]

Theo Võ Thanh Quỳnh (Chủ biên), 1996, Báo cáo Kết quả bay đo từ - phổ gamma tỉ lệ 1:25.000 vùng Tuy Hòa.

26

khảo sát địa vật lý hàng không cũng như trong quá trình phân tích và xử lý sốliệu phục vụ cho công tác thăm dò, dự báo triển vọng khoáng sản Bản đồ dịthường phổ gamma hàng không chỉ thể hiện được các điểm đơn lẻ nằm rảirác trên toàn diện tích khảo sát, Trong khi đó để khoanh vùng diện tích phục

vụ công tác kiểm tra mặt đất cũng như việc xác định các vùng diện tích cóchứa các đối tượng có triển vọng khoáng sản là những công tác làm việc vớicác vùng diện tích được khoanh định Mỗi vùng diện tích được khoanh định

là tập hợp của các dị thường đơn (cụm dị thường), điều này dẫn tới yêu cầucấp thiết về một phương pháp đánh giá các cụm dị thường được khoanhđịnh Để giải quyết nhiệm vụ đó, các nhà địa vật lý Việt Nam đã đưa ra một

phương pháp mới: “Phương pháp đánh giá - phân loại cụm dị thường” Nội

dung của phương pháp được trình bày chi tiết trong mục 2.2 của luận văn

2.1 Phương pháp mã hóa - phân loại dị thường phổ gamma hàng không [15]

Sau quá trình khảo sát phổ gamma hàng không, các bản đồ trường

bắt buộc phải thành lập bao gồm:

Để thành lập bản đồ này, sau khi phân chia dị thường, xác định cácthông số phóng xạ của chúng trực tiếp trên các đồ thị trường, sau đó tiếnhành phân loại dị thường

[15] Tổng cục địa chất (1997), Quy chế kĩ thuật công tác địa vật lý máy bay

27

Hình 2.1: Bản đồ các tuyến bay thực tế và dị thường phổ gamma

Hiện nay, người ta sử dụng phương pháp “mã hóa và phân loại dị

thường” để tiến hành phân loại các dị thường phổ gamma hàng không theo cácnhóm bản chất phóng xạ khác nhau Các chỉ tiêu được sử dụng bao gồm: ∆J, T(1/2), ∆Th/∆U, ∆U/∆K, F, Ji (i=U,Th,K) Trong mỗi chỉ tiêu gồm các

28

mức khác nhau tương ứng với các khoảng giá trị đặc trưng được mã hóa

bằng chữ cái hoặc số, cụ thể như sau:

- Chỉ tiêu thứ nhất đặc trưng cho tham số độ rộng của nửa biên độ

- Chỉ tiêu thứ 2 đặc trưng cho gia số trên phông cường độ phóng xạ

gamma ∆J gồm 3 mức mã hóa bằng các chữ cái A, B, C:

Bảng 2.2: Các mức mã hóa theo ∆J

STT

123

- Chỉ tiêu thứ 3 đặc trưng cho cường độ bức xạ U, Th, K trong kênh tổng