Nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp phân tích
hệ số tƣơng quan trong xử lý - phân tích số
liệu phổ gamma hàng không

Nguyễn Viết Đạt

Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn Thạc sĩ ngành: Địa vật lý; Mã số: 60 44 61
Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS. Võ Thanh Quỳnh
Năm bảo vệ: 2012

Abstract: Trình bày các phƣơng pháp xử lý phân tích tài liệu địa vật lý hàng không.
Nghiên cứu phƣơng pháp hệ số tƣơng quan và khả năng ứng dụng của phƣơng pháp
trong giải đoán địa chất số liệu phổ gamma hàng không. Áp dụng phƣơng pháp hệ số
tƣơng quan tiến hành phân tích thử nghiệm tài liệu phổ gamma hàng không vùng
Đông tỉnh Đak Lak.

Keywords: Địa vật lý; Hệ số tƣơng quan; Phổ gamma; Hàng không

Content
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận văn
Trên thế giới, phƣơng pháp bay đo từ phổ gamma phục vụ điều tra địa chất và khoáng sản đã và đang
đƣợc áp dụng rộng rãi. Các nƣớc phát triển nhƣ Liên Xô, Canada, Australia, ngoài việc áp dụng các
phƣơng pháp bay đo từ, phổ gamma trong tổ hợp các phƣơng pháp địa vật lý hàng không còn tiến hành
phƣơng pháp bay đo điện từ tỷ lệ lớn nhằm phục vụ công tác tìm kiếm thăm dò khoáng sản. Các phƣơng
pháp xử lý, phân tích tài liệu địa vật lý hàng không nói chung và tài liệu bay đo từ phổ gamma nói riêng
đã đạt đƣợc kết quả cao, đóng góp rất lớn trong công tác điều tra địa chất và đánh giá khoáng sản.
Ở Việt nam tổ hợp phƣơng pháp bay đo từ, phổ gamma tỷ lệ 1: 50.000 đến 1: 25.000 đƣợc tiến hành
từ những năm 80 thế kỷ trƣớc. Sau những năm thập kỷ 90 đến nay, tổ hợp phƣơng pháp bay
đo từ, phổ gamma tỷ lệ 1: 50.000 kết hợp đo vẽ trọng lực mặt đất tỷ lệ 1: 100.000 đƣợc Liên

liệu.
- Tiến hành áp dụng phân tích thử nghiệm trên tài liệu thực tế.
4. Bố cục của luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 3 chƣơng:
Chƣơng 1: Các phƣơng pháp xử lý phân tích tài liệu địa vật lý hàng không
Chƣơng 2: Phƣơng pháp hệ số tƣơng quan và khả năng ứng dụng của phƣơng pháp trong giải
đoán địa chất số liệu phổ gamma hàng không
Chƣơng 3: Áp dụng phƣơng pháp hệ số tƣơng quan tiến hành phân tích thử nghiệm tài liệu
phổ gamma hàng không vùng Đông tỉnh Đak Lak

3
CHƢƠNG 1
CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ – PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ HÀNG KHÔNG
1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ TỔ HỢP SỐ LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
Khác với các lĩnh vực nghiên cứu trực tiếp đối tƣợng địa chất, địa vật lý nghiên cứu gián tiếp
các đối tƣợng đó dựa vào các đặc điểm trƣờng vật lý của chúng. Từ các số liệu khảo sát
trƣờng địa vật lý, mục tiêu cuối cùng của công tác thăm dò địa vật lý là đƣa ra đƣợc các thông
tin của đối tƣợng để phục vụ cho các mục tiêu khác nhau. Để thực hiện nhiệm vụ này có nhiều
phƣơng pháp, trong đó lý thuyết nhận dạng – lĩnh vực toán học giải quyết các bài toán phân
loại đối tƣợng là một phƣơng án đƣợc lựa chọn nhiều hiện nay trong địa vật lý.
1.1.1. Các bƣớc xử lý tổ hợp số liệu địa địa vật lý
Xử lý tổ hợp số liệu Địa vật lý là một quá trình phức tạp phụ thuộc vào mục đích đối
tƣợng nghiên cứu và các dạng số liệu khác nhau. Một cách khái quát có thể phân chia quá
trình này theo các bƣớc cơ bản sau đây
- Xây dựng mô hình và xác định phƣơng pháp nhận dạng.
- Ƣớc lƣợng các đặc trƣng thống kê.
- Chọn thuật toán xử lý và thực hiện quá trình xử lý.
- Định nghiệm về sự tồn tại của các đối tƣợng.
- Đánh giá chất lƣợng xử lý.
1.1.2. Các thuật toán nhận dạng

PHÁP TRONG GIẢI ĐOÁN ĐỊA CHẤT SỐ LIỆU PHỔ GAMMA HÀNG KHÔNG
2.1. PHƢƠNG PHÁP HỆ SỐ TƢƠNG QUAN
Phân tích tƣơng quan là kỹ thuật rất thƣờng dùng trong thống kê của nhiều ngành nhƣ kinh
tế, y học, sinh học… nhằm khảo sát mối liên quan giữa 2 biến số đo trên cùng các đối tƣợng
thông qua hệ số tƣơng quan. Có nhiều loại hệ số tƣơng quan nhƣng trong nội dung luận văn
này chỉ chủ yếu trình bày hệ số tƣơng quan r. Hệ số tƣơng quan r là số đo mối liên quan tuyến
tính của 2 biến số.
2.1.1. Hệ số tƣơng quan
Hệ số tƣơng quan

của tập hợp chính công thức (2.1)
Hệ số tƣơng quan R của mẫu theo công thức (2.2)
2.1.2. Cơ sở áp dụng phƣơng pháp hệ số tƣơng quan
Hệ số tƣơng quan có ý nghĩa toán học là phản ánh mức độ quan hệ giữa hai đại lƣợng. Khi
hai đại lƣợng X, Y có mối quan hệ càng chặt chẽ thì giá trị tuyệt đối của hệ số tƣơng quan
càng lớn (tiến dần tới 1). Và ngƣợc lại, Khi X, Y có quan hệ không chặt thì giá trị tuyệt đối
của hệ số tƣơng quan càng tiến gần tới 0.
Vậy khi sử dụng hệ số tƣơng quan trong tài liệu phổ gamma hàng không thì có đƣợc các nhận
định về đặc điểm phân bố của trƣờng phóng xạ tự nhiên.
2.2. ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP HỆ SỐ TƢƠNG QUAN TRONG ĐÁNH GIÁ
PHÂN LOẠI CỤM DỊ THƢỜNG
Thực tế, các dị thƣờng phổ gamma thƣờng tập trung thành các cụm hoặc dải, tập hợp nhiều dị
thƣờng tập trung thành một tập hợp (gọi chung là cụm dị thƣờng). trên mỗi một yếu tố địa
chất gây dị thƣờng, các dị thƣờng mang những đặc tính phóng xạ tƣơng đối chung, liên quan
tới một số loại hình khoáng sản nhất định vì vậy việc phân tích tài liệu, dự báo triển vọng
khoáng sản cần tiến hành theo các cụm dị thƣờng. Các bản đồ phân bố dị thƣờng đơn và các
tham số đặc trƣng của từng dị thƣờng đơn khó có thể đƣa ra cái nhìn khái quát về đặc điểm
phóng xạ chung của toàn cụm, từ đó khó rút ra những nhận định chính xác về đặc điểm của
đối tƣợng địa chất gây dị thƣờng cũng nhƣ việc đánh giá khả năng liên quan đến khoáng sản
của chúng.

- Sử dụng phƣơng pháp hệ số tƣơng quan nhằm phân chia thành tạo địa chấ và phân vùng
triển vọng khoáng sản.

7
CHƢƠNG 3
ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP HỆ SỐ TƢƠNG QUAN TIẾN HÀNH PHÂN TÍCH THỬ
NGHIỆM TÀI LIỆU PHỔ GAMMA HÀNG KHÔNG VÙNG ĐÔNG TỈNH ĐAK LAK
Sau quá trình nghiên cứu và khẳng định khẳ năng ứng dụng của phƣơng pháp hệ số tƣơng
quan trong xử lý phân tích tài liệu phổ gamma hàng không, học viên đã tiến hành phân tích
thử nghiệm với các số liệu giả định và đã có đƣợc những kết quả bƣớc đầu. Trong chƣơng
này, học viên thực hiện phƣơng pháp với số liệu thực tế khu vực nhỏ thuộc phía Đông tỉnh
Đak Lak và tiến hành đối sánh với các nghiên cứu trƣớc đó nhằm mục tiêu khẳng định khả
năng ứn dụng của phƣơng pháp đối với quá trình phân tích tài liệu phổ gamma hàng không.
3.1. GIỚI THIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU
3.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên vùng nghiên cứu và khu vực lân cận
Vị trí địa lý
Khu vực nghiên cứu nằm ở phần phía đông của tỉnh Đak Lak và thuộc địa phận các huyện:
M’ Đrăk và Ea Kar (Tỉnh Đak Lak), một phần nhỏ huyện Krong Pha (Tỉnh Gia Lai – Kon
Tum) và một phần huyện Sông Hinh của tỉnh Phú Yên.
Với diện tích khoảng 870 km2 đƣợc giới hạn từ 12°47'N – 13°00' vĩ độ bắc và 108°32' –
108°43' kinh độ đông. Trong khu vực nghiên cứu có khu bảo tồn Ea Sô thuộc tỉnh Đak Lak, là
một trong những khu bảo tồn lớn thuộc khu vực Tây Nguyên và Nam Trung Bộ.
Địa hình
Khu vực nghiên cứu có địa hình chủ yếu là cao nguyên và đồi núi thấp, với các cao nguyên
tiêu biểu là Buôn Hồ thuộc tỉnh Đắk Lắk và Vân Hòa thuộc tỉnh Phú Yên.
Khí hậu
Khu vực nghiên cứu khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm và chịu ảnh hƣởng của khí hậu đại
dƣơng. Có 2 mùa rõ rệt: mùa mƣa từ tháng 9 đến tháng 12 và mùa nắng từ tháng 1 đến tháng
8. Nhiệt độ trung bình hàng năm 26,5°C, lƣợng mƣa trung bình hàng năm khoảng 1.600 -
1.700mm, có năm đạt trên 2000mm.

3.2.1. Ứng dụng hệ số tƣơng quan góp phần đánh giá cụm dị thƣờng
Trong vùng theo kết quả của Báo cáo Kết quả bay đo từ - phổ gamma tỉ lệ 1:25.000 vùng Tuy
Hòa gồm có 22 cụm dị thƣờng trong đó có 2 cụm đã đƣợc kiểm tra mặt đất chi tiết các cụm dị
thƣờng và bản chất của các cụm theo phƣơng án đánh giá này đƣợc trình bày trong hình 3.3
và bảng 3.1
Sử dụng phƣơng án 1 của chƣơng trình đã trình bày ở mục 2.4, học viên đã tiến hành tính hệ
số tƣơng quan của từng cụm dị thƣờng và từ kết quả đó tiến hành đánh giá các cụm dị thƣờng
này theo hệ số tƣơng quan đã tính đƣợc. Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.2.
Qua các kết quả thực hiện đánh giá phân loại bản chất cụm dị thƣờng với tài liệu thực tế này
cho thấy khả năng ứng dụng tốt của hệ số tƣơng quan để thực hiện mục tiêu phân loại bản
chất cụm dị thƣờng và hoàn toàn có thể ứng dụng phƣơng pháp này kết hợp với các chỉ tiêu
khác nhằm nâng cao hiệu quả khai thác thông tin từ số liệu phổ gamma hàng không.

9
3.2.2. Ứng dụng phƣơng pháp hệ số tƣơng quan trong khoanh định trƣờng xạ địa hóa cục bộ
và dự báo triển vọng khoáng sản.
Sau khi chạy thử nghiệm phƣơng án 2 của chƣơng trình phân tích hệ số tƣơng quan với các tài
liệu giả định và cho những kết quả ổn định. Học viên tiến hành xử lý thử nghiệm chƣơng trình
này trên tài liệu thực tế vùn đông tỉnh Đak Lak. Các số liệu đầu vào của chƣơng trình là các
số liệu hàm lƣợng U, Th, K và tọa độ tƣơng ứng.
Chƣơng trình sau khi chạy sẽ cho ra đƣợc 3 lớp thông tin là hệ số tƣơng quan R
U/Th
, R
U/K
,
R
Th/K
với các tọa độ tƣơng ứng. Các lớp thông tin này đƣợc đƣa lên bản đồ đẳng trị và đây là
cơ sở chính để học viên tiến hành khoanh định các trƣờng xạ địa hóa cục bộ.
Quá trình tiến hành dự báo triển vọng khoáng sản đƣợc thực hiện theo 2 bƣớc sau:

2
thuộc phần Đông tỉnh Đak Lak.
Các kết quả nghiên cứu đạt đƣợc đã góp phần nói lên tính đúng đắn và độ tin cậy của phƣơng
pháp cũng nhƣ ý nghĩa thực tiễn và phạm vi ứng dụng của các phƣơng pháp đƣợc lựa chọn.
Sơ đồ đƣợc thành lập là những kết quả mới, khách quan góp phần làm sáng tỏ thêm về đặc
điểm khoáng sản khu vực nghiên cứu, đồng thời mở ra hƣớng nghiên cứu hoàn thiện tiếp
theo.